]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Sync root_search() with search()
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "move.h"
38 #include "movegen.h"
39 #include "movepick.h"
40 #include "lock.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132     std::string pv_info_to_uci(Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss);
150
151     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
152     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
165
166     os.iword(0) = int(f);
167     return os;
168   }
169
170
171   // Overload operator << for moves to make it easier to print moves in
172   // coordinate notation compatible with UCI protocol.
173   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
174
175     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
176     return os << move_to_uci(m, chess960);
177   }
178
179
180   /// Adjustments
181
182   // Step 6. Razoring
183
184   // Maximum depth for razoring
185   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
186
187   // Dynamic razoring margin based on depth
188   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
189
190   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
191   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
192
193   // Step 9. Internal iterative deepening
194
195   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
196   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
197
198   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
199   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
200   const Value IIDMargin = Value(0x100);
201
202   // Step 11. Decide the new search depth
203
204   // Extensions. Configurable UCI options
205   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
206   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
207   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
208
209   // Minimum depth for use of singular extension
210   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
211
212   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
213   // remaining ones we will extend it.
214   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
215
216   // Step 12. Futility pruning
217
218   // Futility margin for quiescence search
219   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
220
221   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
223   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
224
225   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
226   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
227
228   // Step 14. Reduced search
229
230   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
231   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
232
233   template <NodeType PV>
234   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
235
236   // Common adjustments
237
238   // Search depth at iteration 1
239   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
240
241   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
242   // better than the second best move.
243   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
244
245
246   /// Namespace variables
247
248   // Book object
249   Book OpeningBook;
250
251   // Iteration counter
252   int Iteration;
253
254   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
255   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
256   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
257
258   // Search window management
259   int AspirationDelta;
260
261   // MultiPV mode
262   int MultiPV;
263
264   // Time managment variables
265   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
266   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
267   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
268   TimeManager TimeMgr;
269
270   // Log file
271   bool UseLogFile;
272   std::ofstream LogFile;
273
274   // Multi-threads manager object
275   ThreadsManager ThreadsMgr;
276
277   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
278   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
279   bool SendSearchedNodes;
280   int NodesSincePoll;
281   int NodesBetweenPolls = 30000;
282
283   // History table
284   History H;
285
286   /// Local functions
287
288   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
289   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
290
291   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
292   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
293
294   template <NodeType PvNode>
295   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
296
297   template <NodeType PvNode>
298   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
299
300       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
301                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
302   }
303
304   template <NodeType PvNode>
305   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
306
307   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
308   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
309   bool value_is_mate(Value value);
310   Value value_to_tt(Value v, int ply);
311   Value value_from_tt(Value v, int ply);
312   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
313   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
314   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
315   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
316   void update_killers(Move m, Move killers[]);
317   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
318
319   int current_search_time();
320   std::string value_to_uci(Value v);
321   int nps(const Position& pos);
322   void poll(const Position& pos);
323   void wait_for_stop_or_ponderhit();
324   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
325
326 #if !defined(_MSC_VER)
327   void* init_thread(void* threadID);
328 #else
329   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
330 #endif
331
332 }
333
334
335 ////
336 //// Functions
337 ////
338
339 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
340 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
341
342 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
343 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
344
345
346 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
347
348 void init_search() {
349
350   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
351   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
352   int mc; // moveCount
353
354   // Init reductions array
355   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
356   {
357       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
358       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
359       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
360       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
361   }
362
363   // Init futility margins array
364   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
365       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
366
367   // Init futility move count array
368   for (d = 0; d < 32; d++)
369       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
370 }
371
372
373 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
374 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
375
376 int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
377 {
378     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
379     StateInfo st;
380     Move m;
381     int64_t sum = 0;
382
383     // Generate all legal moves
384     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
385
386     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
387     // the moves, just to count them.
388     if (depth <= ONE_PLY)
389         return int(last - mlist);
390
391     // Loop through all legal moves
392     CheckInfo ci(pos);
393     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
394     {
395         m = cur->move;
396         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
397         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
398         pos.undo_move(m);
399     }
400     return sum;
401 }
402
403
404 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
405 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
406 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
407 /// when a quit command is received during the search.
408
409 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
410            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
411
412   // Initialize global search variables
413   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
414   NodesSincePoll = 0;
415   SearchStartTime = get_system_time();
416   ExactMaxTime = maxTime;
417   MaxDepth = maxDepth;
418   MaxNodes = maxNodes;
419   InfiniteSearch = infinite;
420   Pondering = ponder;
421   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
422
423   // Look for a book move, only during games, not tests
424   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
425   {
426       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
427           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
428
429       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
430       if (bookMove != MOVE_NONE)
431       {
432           if (Pondering)
433               wait_for_stop_or_ponderhit();
434
435           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
436           return !QuitRequest;
437       }
438   }
439
440   // Read UCI option values
441   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
442   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
443   {
444       Options["Clear Hash"].set_value("false");
445       TT.clear();
446   }
447
448   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
449   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
450   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
451   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
452   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
453   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
454   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
455   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
456   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
457   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
458   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
459   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
460   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
461   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
462
463   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
464
465   // Set the number of active threads
466   ThreadsMgr.read_uci_options();
467   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
468
469   // Wake up needed threads
470   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
471       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
472
473   // Set thinking time
474   int myTime = time[pos.side_to_move()];
475   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
476   if (UseTimeManagement)
477       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
478
479   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
480   // heavy time pressure.
481   if (MaxNodes)
482       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
483   else if (myTime && myTime < 1000)
484       NodesBetweenPolls = 1000;
485   else if (myTime && myTime < 5000)
486       NodesBetweenPolls = 5000;
487   else
488       NodesBetweenPolls = 30000;
489
490   // Write search information to log file
491   if (UseLogFile)
492   {
493       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
494       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
495
496       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
497               << "\ninfinite: " << infinite
498               << " ponder: "    << ponder
499               << " time: "      << myTime
500               << " increment: " << myIncrement
501               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
502   }
503
504   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
505   Move ponderMove = MOVE_NONE;
506   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
507
508   // Print final search statistics
509   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
510        << " nps " << nps(pos)
511        << " time " << current_search_time() << endl;
512
513   if (UseLogFile)
514   {
515       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
516               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
517               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
518
519       StateInfo st;
520       pos.do_move(bestMove, st);
521       LogFile << "\nPonder move: "
522               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
523               << endl;
524
525       // Return from think() with unchanged position
526       pos.undo_move(bestMove);
527
528       LogFile.close();
529   }
530
531   // This makes all the threads to go to sleep
532   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
533
534   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
535   // best move before we are told to do so.
536   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
537       wait_for_stop_or_ponderhit();
538
539   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
540   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
541
542   return !QuitRequest;
543 }
544
545
546 namespace {
547
548   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
549   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
550   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
551   // reached.
552
553   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
554
555     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
556     Depth depth;
557     Move EasyMove = MOVE_NONE;
558     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
559     int researchCountFL, researchCountFH;
560
561     // Moves to search are verified, scored and sorted
562     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
563
564     // Handle special case of searching on a mate/stale position
565     if (rml.size() == 0)
566     {
567         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
568
569         cout << "info depth " << 1
570              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
571
572         return MOVE_NONE;
573     }
574
575     // Initialize
576     TT.new_search();
577     H.clear();
578     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
579     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
580     Iteration = 1;
581
582     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
583     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
584          << "info depth " << Iteration
585          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
586
587     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
588     if (   rml.size() == 1
589         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
590         EasyMove = rml[0].pv[0];
591
592     // Iterative deepening loop
593     while (Iteration < PLY_MAX)
594     {
595         // Initialize iteration
596         Iteration++;
597         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
598
599         cout << "info depth " << Iteration << endl;
600
601         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
602         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
603         {
604             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
605             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
606
607             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
608             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
609
610             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
611             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
612         }
613
614         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
615
616         researchCountFL = researchCountFH = 0;
617
618         // We start with small aspiration window and in case of fail high/low, we
619         // research with bigger window until we are not failing high/low anymore.
620         while (true)
621         {
622             // Sort the moves before to (re)search
623             rml.set_non_pv_scores(pos, rml[0].pv[0], ss);
624             rml.sort();
625
626             // Search to the current depth, rml is updated and sorted
627             value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
628
629             // Sort the moves before to return
630             rml.sort();
631
632             // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
633             // have been overwritten during the search.
634             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)rml.size()); i++)
635                 rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
636
637             if (StopRequest)
638                 break;
639
640             assert(value >= alpha);
641
642             if (value >= beta)
643             {
644                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
645                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
646                 researchCountFH++;
647             }
648             else if (value <= alpha)
649             {
650                 AspirationFailLow = true;
651                 StopOnPonderhit = false;
652
653                 // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
654                 alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
655                 researchCountFL++;
656             }
657             else
658                 break;
659         }
660
661         if (StopRequest)
662             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
663
664         //Save info about search result
665         ValueByIteration[Iteration] = value;
666
667         // Drop the easy move if differs from the new best move
668         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
669             EasyMove = MOVE_NONE;
670
671         if (UseTimeManagement)
672         {
673             // Time to stop?
674             bool stopSearch = false;
675
676             // Stop search early if there is only a single legal move,
677             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
678             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
679                 stopSearch = true;
680
681             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
682             if (   Iteration >= 6
683                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
684                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
685                 stopSearch = true;
686
687             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
688             if (   Iteration >= 8
689                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
690                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
691                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
692                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
693                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
694                 stopSearch = true;
695
696             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
697             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
698                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
699                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
700
701             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
702             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
703             // move at the next iteration anyway.
704             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
705                 stopSearch = true;
706
707             if (stopSearch)
708             {
709                 if (Pondering)
710                     StopOnPonderhit = true;
711                 else
712                     break;
713             }
714         }
715
716         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
717             break;
718     }
719
720     *ponderMove = rml[0].pv[1];
721     return rml[0].pv[0];
722   }
723
724
725   // root_search() is the function which searches the root node. It is
726   // similar to search_pv except that it prints some information to the
727   // standard output and handles the fail low/high loops.
728
729   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
730                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
731
732     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
733     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
734     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
735
736     Move movesSearched[MOVES_MAX];
737     StateInfo st;
738     Key posKey;
739     Move move;
740     Depth ext, newDepth;
741     ValueType vt;
742     Value bestValue, value, oldAlpha;
743     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isPvMove;
744     int moveCount = 0;
745
746     bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
747     oldAlpha = alpha;
748     isCheck = pos.is_check();
749
750     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
751     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
752     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
753
754     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
755     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
756     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
757     posKey = pos.get_key();
758
759     // Step 5. Evaluate the position statically
760     // At root we do this only to get reference value for child nodes
761     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
762     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
763
764     // Step 6. Razoring (omitted at root)
765     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
766     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
767     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
768
769     CheckInfo ci(pos);
770     int64_t nodes;
771     RootMoveList::iterator rm = rml.begin();
772     bestValue = alpha;
773
774     // Step 10. Loop through moves
775     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
776     while (   bestValue < beta
777            && rm != rml.end()
778            && !StopRequest)
779     {
780         move = ss->currentMove = rm->pv[0];
781         movesSearched[moveCount++] = move;
782         isPvMove = (moveCount <= MultiPV);
783
784         // This is used by time management
785         FirstRootMove = (rm == rml.begin());
786
787         // Save the current node count before the move is searched
788         nodes = pos.nodes_searched();
789
790         // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
791         // correct accumulated node counts searched by each thread.
792         if (SendSearchedNodes)
793         {
794             SendSearchedNodes = false;
795             cout << "info nodes " << nodes
796                  << " nps " << nps(pos)
797                  << " time " << current_search_time() << endl;
798         }
799
800         if (current_search_time() >= 1000)
801             cout << "info currmove " << move
802                  << " currmovenumber " << moveCount << endl;
803
804         moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
805         captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
806
807         // Step 11. Decide the new search depth
808         ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
809         newDepth = depth + ext;
810
811         // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
812         // Step 13. Make the move
813         pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
814
815         // Step extra. pv search
816         // We do pv search for PV moves
817         if (isPvMove)
818         {
819             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
820             if (MultiPV > 1)
821                 alpha = -VALUE_INFINITE;
822
823             // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
824             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
825         }
826         else
827         {
828             // Step 14. Reduced search
829             // if the move fails high will be re-searched at full depth
830             bool doFullDepthSearch = true;
831
832             if (    depth >= 3 * ONE_PLY
833                 && !captureOrPromotion
834                 && !dangerous
835                 && !move_is_castle(move)
836                 &&  ss->killers[0] != move
837                 &&  ss->killers[1] != move)
838             {
839                 ss->reduction = reduction<PV>(depth, moveCount - MultiPV + 1);
840
841                 if (ss->reduction)
842                 {
843                     Depth d = newDepth - ss->reduction;
844                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, 1);
845
846                     doFullDepthSearch = (value > alpha);
847                 }
848                 ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
849             }
850
851             // Step 15. Full depth search
852             if (doFullDepthSearch)
853             {
854                 // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
855                 value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
856
857                 // If we are above alpha then research at same depth but as PV
858                 // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
859                 if (value > alpha)
860                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
861             }
862         }
863
864         // Step 16. Undo move
865         pos.undo_move(move);
866
867         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
868
869         // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
870         // was aborted because the user interrupted the search or because we
871         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
872         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
873         // move and/or PV.
874         if (StopRequest)
875             break;
876
877         // Remember searched nodes counts for this move
878         rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
879
880         // Step 17. Check for new best move
881         if (!isPvMove && value <= alpha)
882             rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
883         else
884         {
885             // PV move or new best move!
886
887             // Update PV
888             ss->bestMove = move;
889             rm->pv_score = value;
890             rm->extract_pv_from_tt(pos);
891
892             // We record how often the best move has been changed in each
893             // iteration. This information is used for time managment: When
894             // the best move changes frequently, we allocate some more time.
895             if (!isPvMove && MultiPV == 1)
896                 BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
897
898             // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
899             // requires we send all the PV lines properly sorted.
900             rml.sort_multipv(moveCount);
901
902             for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
903                 cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
904
905             // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
906             if (MultiPV == 1)
907             {
908                 // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
909                 if (value > alpha)
910                     alpha = bestValue = value;
911             }
912             else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
913                 alpha = bestValue = rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
914
915         } // PV move or new best move
916
917         ++rm;
918
919     } // Root moves loop
920
921     // Step 20. Update tables
922     // If the search is not aborted, update the transposition table,
923     // history counters, and killer moves.
924     if (!StopRequest)
925     {
926         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
927         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
928              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
929
930         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, 0), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
931
932         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
933         if (    bestValue >= beta
934             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
935         {
936             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
937             update_killers(move, ss->killers);
938         }
939     }
940
941     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
942
943     return bestValue;
944   }
945
946
947   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
948   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
949   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
950   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
951   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
952   // here: This is taken care of after we return from the split point.
953
954   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
955   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
956
957     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
958     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
959     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
960     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
961     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
962
963     Move movesSearched[MOVES_MAX];
964     StateInfo st;
965     const TTEntry *tte;
966     Key posKey;
967     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
968     Depth ext, newDepth;
969     ValueType vt;
970     Value bestValue, value, oldAlpha;
971     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
972     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
973     bool mateThreat = false;
974     int moveCount = 0;
975     int threadID = pos.thread();
976     SplitPoint* sp = NULL;
977     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
978     oldAlpha = alpha;
979     isCheck = pos.is_check();
980
981     if (SpNode)
982     {
983         sp = ss->sp;
984         tte = NULL;
985         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
986         threatMove = sp->threatMove;
987         mateThreat = sp->mateThreat;
988         goto split_point_start;
989     }
990     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
991
992     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
993     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
994     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
995
996     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
997     {
998         NodesSincePoll = 0;
999         poll(pos);
1000     }
1001
1002     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1003     if (   StopRequest
1004         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1005         || pos.is_draw()
1006         || ply >= PLY_MAX - 1)
1007         return VALUE_DRAW;
1008
1009     // Step 3. Mate distance pruning
1010     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1011     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1012     if (alpha >= beta)
1013         return alpha;
1014
1015     // Step 4. Transposition table lookup
1016
1017     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1018     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1019     excludedMove = ss->excludedMove;
1020     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1021
1022     tte = TT.retrieve(posKey);
1023     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1024
1025     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1026     // This is to avoid problems in the following areas:
1027     //
1028     // * Repetition draw detection
1029     // * Fifty move rule detection
1030     // * Searching for a mate
1031     // * Printing of full PV line
1032     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1033     {
1034         TT.refresh(tte);
1035         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1036         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1037     }
1038
1039     // Step 5. Evaluate the position statically and
1040     // update gain statistics of parent move.
1041     if (isCheck)
1042         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1043     else if (tte)
1044     {
1045         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1046
1047         ss->eval = tte->static_value();
1048         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1049         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1050     }
1051     else
1052     {
1053         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1054         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1055     }
1056
1057     // Save gain for the parent non-capture move
1058     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1059
1060     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1061     if (   !PvNode
1062         &&  depth < RazorDepth
1063         && !isCheck
1064         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1065         &&  ttMove == MOVE_NONE
1066         && !value_is_mate(beta)
1067         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1068     {
1069         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1070         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1071         if (v < rbeta)
1072             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1073             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1074             return v;
1075     }
1076
1077     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1078     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1079     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1080     if (   !PvNode
1081         && !ss->skipNullMove
1082         &&  depth < RazorDepth
1083         && !isCheck
1084         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1085         && !value_is_mate(beta)
1086         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1087         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1088
1089     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1090     if (   !PvNode
1091         && !ss->skipNullMove
1092         &&  depth > ONE_PLY
1093         && !isCheck
1094         &&  refinedValue >= beta
1095         && !value_is_mate(beta)
1096         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1097     {
1098         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1099
1100         // Null move dynamic reduction based on depth
1101         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1102
1103         // Null move dynamic reduction based on value
1104         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1105             R++;
1106
1107         pos.do_null_move(st);
1108         (ss+1)->skipNullMove = true;
1109         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1110         (ss+1)->skipNullMove = false;
1111         pos.undo_null_move();
1112
1113         if (nullValue >= beta)
1114         {
1115             // Do not return unproven mate scores
1116             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1117                 nullValue = beta;
1118
1119             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1120                 return nullValue;
1121
1122             // Do verification search at high depths
1123             ss->skipNullMove = true;
1124             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1125             ss->skipNullMove = false;
1126
1127             if (v >= beta)
1128                 return nullValue;
1129         }
1130         else
1131         {
1132             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1133             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1134             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1135             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1136             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1137             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1138             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1139                 mateThreat = true;
1140
1141             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1142             if (   depth < ThreatDepth
1143                 && (ss-1)->reduction
1144                 && threatMove != MOVE_NONE
1145                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1146                 return beta - 1;
1147         }
1148     }
1149
1150     // Step 9. Internal iterative deepening
1151     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1152         &&  ttMove == MOVE_NONE
1153         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1154     {
1155         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1156
1157         ss->skipNullMove = true;
1158         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1159         ss->skipNullMove = false;
1160
1161         ttMove = ss->bestMove;
1162         tte = TT.retrieve(posKey);
1163     }
1164
1165     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1166     if (PvNode)
1167         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1168
1169 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1170
1171     // Initialize a MovePicker object for the current position
1172     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1173     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1174     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1175     CheckInfo ci(pos);
1176     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1177     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1178     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1179     singularExtensionNode =  !SpNode
1180                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1181                            && tte
1182                            && tte->move()
1183                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1184                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1185                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1186     if (SpNode)
1187     {
1188         lock_grab(&(sp->lock));
1189         bestValue = sp->bestValue;
1190     }
1191
1192     // Step 10. Loop through moves
1193     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1194     while (   bestValue < beta
1195            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1196            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1197     {
1198       assert(move_is_ok(move));
1199
1200       if (SpNode)
1201       {
1202           moveCount = ++sp->moveCount;
1203           lock_release(&(sp->lock));
1204       }
1205       else if (move == excludedMove)
1206           continue;
1207       else
1208           movesSearched[moveCount++] = move;
1209
1210       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1211       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1212
1213       // Step 11. Decide the new search depth
1214       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1215
1216       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1217       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1218       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1219       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1220       if (   singularExtensionNode
1221           && move == tte->move()
1222           && ext < ONE_PLY)
1223       {
1224           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1225
1226           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1227           {
1228               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1229               ss->excludedMove = move;
1230               ss->skipNullMove = true;
1231               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1232               ss->skipNullMove = false;
1233               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1234               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1235               if (v < b)
1236                   ext = ONE_PLY;
1237           }
1238       }
1239
1240       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1241       ss->currentMove = move;
1242       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1243
1244       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1245       if (   !PvNode
1246           && !captureOrPromotion
1247           && !isCheck
1248           && !dangerous
1249           &&  move != ttMove
1250           && !move_is_castle(move))
1251       {
1252           // Move count based pruning
1253           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1254               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1255               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1256           {
1257               if (SpNode)
1258                   lock_grab(&(sp->lock));
1259
1260               continue;
1261           }
1262
1263           // Value based pruning
1264           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1265           // but fixing this made program slightly weaker.
1266           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1267           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1268                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1269
1270           if (futilityValueScaled < beta)
1271           {
1272               if (SpNode)
1273               {
1274                   lock_grab(&(sp->lock));
1275                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1276                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1277               }
1278               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1279                   bestValue = futilityValueScaled;
1280
1281               continue;
1282           }
1283
1284           // Prune moves with negative SEE at low depths
1285           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1286               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1287               && pos.see_sign(move) < 0)
1288           {
1289               if (SpNode)
1290                   lock_grab(&(sp->lock));
1291
1292               continue;
1293           }
1294       }
1295
1296       // Step 13. Make the move
1297       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1298
1299       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1300       // The first move in list is the expected PV
1301       if (PvNode && moveCount == 1)
1302           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1303       else
1304       {
1305           // Step 14. Reduced depth search
1306           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1307           bool doFullDepthSearch = true;
1308
1309           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1310               && !captureOrPromotion
1311               && !dangerous
1312               && !move_is_castle(move)
1313               &&  ss->killers[0] != move
1314               &&  ss->killers[1] != move)
1315           {
1316               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1317
1318               if (ss->reduction)
1319               {
1320                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1321                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1322                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1323
1324                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1325               }
1326               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1327           }
1328
1329           // Step 15. Full depth search
1330           if (doFullDepthSearch)
1331           {
1332               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1333               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1334
1335               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1336               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1337               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1338               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1339                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1340           }
1341       }
1342
1343       // Step 16. Undo move
1344       pos.undo_move(move);
1345
1346       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1347
1348       // Step 17. Check for new best move
1349       if (SpNode)
1350       {
1351           lock_grab(&(sp->lock));
1352           bestValue = sp->bestValue;
1353           alpha = sp->alpha;
1354       }
1355
1356       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1357       {
1358           bestValue = value;
1359
1360           if (SpNode)
1361               sp->bestValue = value;
1362
1363           if (value > alpha)
1364           {
1365               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1366               {
1367                   alpha = value;
1368
1369                   if (SpNode)
1370                       sp->alpha = value;
1371               }
1372               else if (SpNode)
1373                   sp->betaCutoff = true;
1374
1375               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1376                   ss->mateKiller = move;
1377
1378               ss->bestMove = move;
1379
1380               if (SpNode)
1381                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1382           }
1383       }
1384
1385       // Step 18. Check for split
1386       if (   !SpNode
1387           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1388           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1389           && bestValue < beta
1390           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1391           && !StopRequest
1392           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1393           && Iteration <= 99)
1394           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1395                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1396     }
1397
1398     // Step 19. Check for mate and stalemate
1399     // All legal moves have been searched and if there are
1400     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1401     // If one move was excluded return fail low score.
1402     if (!SpNode && !moveCount)
1403         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1404
1405     // Step 20. Update tables
1406     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1407     // history counters, and killer moves.
1408     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1409     {
1410         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1411         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1412              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1413
1414         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1415
1416         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1417         if (    bestValue >= beta
1418             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1419         {
1420             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1421             update_killers(move, ss->killers);
1422         }
1423     }
1424
1425     if (SpNode)
1426     {
1427         // Here we have the lock still grabbed
1428         sp->slaves[threadID] = 0;
1429         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1430         lock_release(&(sp->lock));
1431     }
1432
1433     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1434
1435     return bestValue;
1436   }
1437
1438   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1439   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1440   // less than ONE_PLY).
1441
1442   template <NodeType PvNode>
1443   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1444
1445     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1446     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1447     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1448     assert(depth <= 0);
1449     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1450     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1451
1452     StateInfo st;
1453     Move ttMove, move;
1454     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1455     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1456     const TTEntry* tte;
1457     Depth ttDepth;
1458     Value oldAlpha = alpha;
1459
1460     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1461
1462     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1463     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1464         return VALUE_DRAW;
1465
1466     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1467     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1468     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1469     isCheck = pos.is_check();
1470     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1471
1472     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1473     // pruning, but only for move ordering.
1474     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1475     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1476
1477     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1478     {
1479         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1480         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1481     }
1482
1483     // Evaluate the position statically
1484     if (isCheck)
1485     {
1486         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1487         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1488         enoughMaterial = false;
1489     }
1490     else
1491     {
1492         if (tte)
1493         {
1494             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1495
1496             evalMargin = tte->static_value_margin();
1497             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1498         }
1499         else
1500             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1501
1502         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1503
1504         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1505         if (bestValue >= beta)
1506         {
1507             if (!tte)
1508                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1509
1510             return bestValue;
1511         }
1512
1513         if (PvNode && bestValue > alpha)
1514             alpha = bestValue;
1515
1516         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1517         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1518         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1519     }
1520
1521     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1522     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1523     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1524     // be generated.
1525     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1526     CheckInfo ci(pos);
1527
1528     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1529     while (   alpha < beta
1530            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1531     {
1532       assert(move_is_ok(move));
1533
1534       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1535
1536       // Futility pruning
1537       if (   !PvNode
1538           && !isCheck
1539           && !moveIsCheck
1540           &&  move != ttMove
1541           &&  enoughMaterial
1542           && !move_is_promotion(move)
1543           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1544       {
1545           futilityValue =  futilityBase
1546                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1547                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1548
1549           if (futilityValue < alpha)
1550           {
1551               if (futilityValue > bestValue)
1552                   bestValue = futilityValue;
1553               continue;
1554           }
1555       }
1556
1557       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1558       evasionPrunable =   isCheck
1559                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1560                        && !pos.move_is_capture(move)
1561                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1562
1563       // Don't search moves with negative SEE values
1564       if (   !PvNode
1565           && (!isCheck || evasionPrunable)
1566           &&  move != ttMove
1567           && !move_is_promotion(move)
1568           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1569           continue;
1570
1571       // Don't search useless checks
1572       if (   !PvNode
1573           && !isCheck
1574           &&  moveIsCheck
1575           &&  move != ttMove
1576           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1577           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1578           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1579       {
1580           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1581               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1582
1583           continue;
1584       }
1585
1586       // Update current move
1587       ss->currentMove = move;
1588
1589       // Make and search the move
1590       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1591       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1592       pos.undo_move(move);
1593
1594       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1595
1596       // New best move?
1597       if (value > bestValue)
1598       {
1599           bestValue = value;
1600           if (value > alpha)
1601           {
1602               alpha = value;
1603               ss->bestMove = move;
1604           }
1605        }
1606     }
1607
1608     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1609     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1610     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1611         return value_mated_in(ply);
1612
1613     // Update transposition table
1614     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1615     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1616
1617     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1618
1619     return bestValue;
1620   }
1621
1622
1623   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1624   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1625   // will be pruned.
1626
1627   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1628   {
1629     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1630     Square from, to, ksq, victimSq;
1631     Piece pc;
1632     Color them;
1633     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1634
1635     from = move_from(move);
1636     to = move_to(move);
1637     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1638     ksq = pos.king_square(them);
1639     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1640     pc = pos.piece_on(from);
1641
1642     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1643     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1644     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1645
1646     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1647     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1648
1649     if (!(b && (b & (b - 1))))
1650         return true;
1651
1652     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1653     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1654         && bit_is_set(kingAtt, to))
1655         return true;
1656
1657     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1658     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1659
1660     while (b)
1661     {
1662         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1663         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1664
1665         // Note that here we generate illegal "double move"!
1666         if (   futilityValue >= beta
1667             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1668             return true;
1669
1670         if (futilityValue > bv)
1671             bv = futilityValue;
1672     }
1673
1674     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1675     *bestValue = bv;
1676     return false;
1677   }
1678
1679
1680   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1681   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1682   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1683   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1684   // second move is assumed to be a move from the current position.
1685
1686   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1687
1688     Square f1, t1, f2, t2;
1689     Piece p;
1690
1691     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1692     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1693
1694     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1695     f2 = move_from(m2);
1696     t1 = move_to(m1);
1697     if (f2 == t1)
1698         return true;
1699
1700     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1701     t2 = move_to(m2);
1702     f1 = move_from(m1);
1703     if (t2 == f1)
1704         return true;
1705
1706     // Case 3: Moving through the vacated square
1707     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1708         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1709       return true;
1710
1711     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1712     p = pos.piece_on(t1);
1713     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1714         return true;
1715
1716     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1717     if (    piece_is_slider(p)
1718         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1719         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1720     {
1721         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1722         // move is the opposite of the checking piece.
1723         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1724         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1725
1726         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1727             return true;
1728     }
1729     return false;
1730   }
1731
1732
1733   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1734   // compensated for the ply.
1735
1736   bool value_is_mate(Value value) {
1737
1738     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1739
1740     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1741           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1742   }
1743
1744
1745   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1746   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1747   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1748
1749   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1750
1751     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1752       return v + ply;
1753
1754     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1755       return v - ply;
1756
1757     return v;
1758   }
1759
1760
1761   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1762   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1763
1764   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1765
1766     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1767       return v - ply;
1768
1769     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1770       return v + ply;
1771
1772     return v;
1773   }
1774
1775
1776   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1777   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1778   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1779   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1780   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1781   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1782   template <NodeType PvNode>
1783   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1784                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1785
1786     assert(m != MOVE_NONE);
1787
1788     Depth result = DEPTH_ZERO;
1789     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1790
1791     if (*dangerous)
1792     {
1793         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1794             result += CheckExtension[PvNode];
1795
1796         if (singleEvasion)
1797             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1798
1799         if (mateThreat)
1800             result += MateThreatExtension[PvNode];
1801     }
1802
1803     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1804     {
1805         Color c = pos.side_to_move();
1806         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1807         {
1808             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1809             *dangerous = true;
1810         }
1811         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1812         {
1813             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1814             *dangerous = true;
1815         }
1816     }
1817
1818     if (   captureOrPromotion
1819         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1820         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1821             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1822         && !move_is_promotion(m)
1823         && !move_is_ep(m))
1824     {
1825         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1826         *dangerous = true;
1827     }
1828
1829     if (   PvNode
1830         && captureOrPromotion
1831         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1832         && pos.see_sign(m) >= 0)
1833     {
1834         result += ONE_PLY / 2;
1835         *dangerous = true;
1836     }
1837
1838     return Min(result, ONE_PLY);
1839   }
1840
1841
1842   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1843   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1844
1845   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1846
1847     assert(move_is_ok(m));
1848     assert(threat && move_is_ok(threat));
1849     assert(!pos.move_is_check(m));
1850     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1851     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1852
1853     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1854
1855     mfrom = move_from(m);
1856     mto = move_to(m);
1857     tfrom = move_from(threat);
1858     tto = move_to(threat);
1859
1860     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1861     if (mfrom == tto)
1862         return true;
1863
1864     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1865     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1866     if (   pos.move_is_capture(threat)
1867         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1868             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1869         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1870         return true;
1871
1872     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1873     // prune safe moves which block its ray.
1874     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1875         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1876         && pos.see_sign(m) >= 0)
1877         return true;
1878
1879     return false;
1880   }
1881
1882
1883   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1884   // can be used at a given point in search.
1885
1886   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1887
1888     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1889
1890     return   (   tte->depth() >= depth
1891               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1892               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1893
1894           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1895               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1896   }
1897
1898
1899   // refine_eval() returns the transposition table score if
1900   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1901
1902   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1903
1904       assert(tte);
1905
1906       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1907
1908       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1909           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1910           return v;
1911
1912       return defaultEval;
1913   }
1914
1915
1916   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1917   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1918
1919   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1920                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1921     Move m;
1922     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1923
1924     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1925
1926     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1927     {
1928         m = movesSearched[i];
1929
1930         assert(m != move);
1931
1932         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1933             H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1934     }
1935   }
1936
1937
1938   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1939   // among the killer moves of that ply.
1940
1941   void update_killers(Move m, Move killers[]) {
1942
1943     if (m == killers[0])
1944         return;
1945
1946     killers[1] = killers[0];
1947     killers[0] = m;
1948   }
1949
1950
1951   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1952   // the static position evaluation before and after the move.
1953
1954   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1955
1956     if (   m != MOVE_NULL
1957         && before != VALUE_NONE
1958         && after != VALUE_NONE
1959         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1960         && !move_is_special(m))
1961         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1962   }
1963
1964
1965   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
1966   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
1967
1968   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
1969
1970     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
1971     {
1972         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1973         ss->skipNullMove = false;
1974         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1975         ss->sp = NULL;
1976
1977         if (i < 3)
1978             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
1979     }
1980   }
1981
1982
1983   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1984   // protocol specifications:
1985   //
1986   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1987   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1988   //            use negative values for y.
1989
1990   std::string value_to_uci(Value v) {
1991
1992     std::stringstream s;
1993
1994     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1995       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1996     else
1997       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1998
1999     return s.str();
2000   }
2001
2002
2003   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2004   // since the beginning of the current search.
2005
2006   int current_search_time() {
2007
2008     return get_system_time() - SearchStartTime;
2009   }
2010
2011
2012   // nps() computes the current nodes/second count
2013
2014   int nps(const Position& pos) {
2015
2016     int t = current_search_time();
2017     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2018   }
2019
2020
2021   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2022   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2023   // search.
2024
2025   void poll(const Position& pos) {
2026
2027     static int lastInfoTime;
2028     int t = current_search_time();
2029
2030     //  Poll for input
2031     if (input_available())
2032     {
2033         // We are line oriented, don't read single chars
2034         std::string command;
2035
2036         if (!std::getline(std::cin, command))
2037             command = "quit";
2038
2039         if (command == "quit")
2040         {
2041             // Quit the program as soon as possible
2042             Pondering = false;
2043             QuitRequest = StopRequest = true;
2044             return;
2045         }
2046         else if (command == "stop")
2047         {
2048             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
2049             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
2050             Pondering = false;
2051             StopRequest = true;
2052         }
2053         else if (command == "ponderhit")
2054         {
2055             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
2056             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
2057             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
2058             Pondering = false;
2059
2060             if (StopOnPonderhit)
2061                 StopRequest = true;
2062         }
2063     }
2064
2065     // Print search information
2066     if (t < 1000)
2067         lastInfoTime = 0;
2068
2069     else if (lastInfoTime > t)
2070         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2071         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2072         lastInfoTime = 0;
2073
2074     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2075     {
2076         lastInfoTime = t;
2077
2078         if (dbg_show_mean)
2079             dbg_print_mean();
2080
2081         if (dbg_show_hit_rate)
2082             dbg_print_hit_rate();
2083
2084         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2085         SendSearchedNodes = true;
2086     }
2087
2088     // Should we stop the search?
2089     if (Pondering)
2090         return;
2091
2092     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2093                            && !AspirationFailLow
2094                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2095
2096     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2097                      || stillAtFirstMove;
2098
2099     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2100         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2101         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2102         StopRequest = true;
2103   }
2104
2105
2106   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2107   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2108   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2109   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2110   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2111   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2112
2113   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2114
2115     std::string command;
2116
2117     while (true)
2118     {
2119         // Wait for a command from stdin
2120         if (!std::getline(std::cin, command))
2121             command = "quit";
2122
2123         if (command == "quit")
2124         {
2125             QuitRequest = true;
2126             break;
2127         }
2128         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2129             break;
2130     }
2131   }
2132
2133
2134   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2135   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2136   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2137   // threads and one for Windows threads.
2138
2139 #if !defined(_MSC_VER)
2140
2141   void* init_thread(void* threadID) {
2142
2143     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2144     return NULL;
2145   }
2146
2147 #else
2148
2149   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2150
2151     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2152     return 0;
2153   }
2154
2155 #endif
2156
2157
2158   /// The ThreadsManager class
2159
2160
2161   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2162   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2163   // to start a new search.
2164
2165   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2166
2167     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2168     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2169     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2170     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2171   }
2172
2173
2174   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2175   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2176   // object for which the current thread is the master.
2177
2178   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2179
2180     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2181
2182     int i;
2183     bool allFinished = false;
2184
2185     while (true)
2186     {
2187         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2188         // master should exit as last one.
2189         if (allThreadsShouldExit)
2190         {
2191             assert(!sp);
2192             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2193             return;
2194         }
2195
2196         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2197         // instead of wasting CPU time polling for work.
2198         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2199                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2200         {
2201             assert(!sp || useSleepingThreads);
2202             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2203
2204             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2205                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2206
2207             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2208             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2209
2210             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2211             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2212             allFinished = (i == activeThreads);
2213
2214             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2215             {
2216                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2217                 break;
2218             }
2219
2220             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2221             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2222                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2223
2224             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2225         }
2226
2227         // If this thread has been assigned work, launch a search
2228         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2229         {
2230             assert(!allThreadsShouldExit);
2231
2232             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2233
2234             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2235             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2236             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2237             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2238             ss->sp = tsp;
2239
2240             if (tsp->pvNode)
2241                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2242             else
2243                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2244
2245             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2246
2247             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2248
2249             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2250             // case we are the last slave of the split point.
2251             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2252                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2253         }
2254
2255         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2256         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2257         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2258         allFinished = (i == activeThreads);
2259
2260         if (allFinished)
2261         {
2262             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2263             // be sure sp->lock has been released before to return.
2264             lock_grab(&(sp->lock));
2265             lock_release(&(sp->lock));
2266
2267             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2268             // because here is all finished is not possible master is booked.
2269             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2270
2271             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2272             return;
2273         }
2274     }
2275   }
2276
2277
2278   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2279   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2280   // objects.
2281
2282   void ThreadsManager::init_threads() {
2283
2284     int i, arg[MAX_THREADS];
2285     bool ok;
2286
2287     // Initialize global locks
2288     lock_init(&mpLock);
2289
2290     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2291     {
2292         lock_init(&sleepLock[i]);
2293         cond_init(&sleepCond[i]);
2294     }
2295
2296     // Initialize splitPoints[] locks
2297     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2298         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2299             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2300
2301     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2302     allThreadsShouldExit = false;
2303
2304     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2305     activeThreads = 1;
2306
2307     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2308     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2309     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2310         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2311
2312     // Launch the helper threads
2313     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2314     {
2315         arg[i] = i;
2316
2317 #if !defined(_MSC_VER)
2318         pthread_t pthread[1];
2319         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2320         pthread_detach(pthread[0]);
2321 #else
2322         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2323 #endif
2324         if (!ok)
2325         {
2326             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2327             exit(EXIT_FAILURE);
2328         }
2329
2330         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2331         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2332     }
2333   }
2334
2335
2336   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2337   // helper threads exit cleanly.
2338
2339   void ThreadsManager::exit_threads() {
2340
2341     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2342
2343     // Wake up all the threads and waits for termination
2344     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2345     {
2346         wake_sleeping_thread(i);
2347         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2348     }
2349
2350     // Now we can safely destroy the locks
2351     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2352         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2353             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2354
2355     lock_destroy(&mpLock);
2356
2357     // Now we can safely destroy the wait conditions
2358     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2359     {
2360         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2361         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2362     }
2363   }
2364
2365
2366   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2367   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2368   // the current split point.
2369
2370   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2371
2372     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2373
2374     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2375
2376     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2377     return sp != NULL;
2378   }
2379
2380
2381   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2382   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2383   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2384   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2385   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2386   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2387   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2388
2389   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2390
2391     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2392     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2393     assert(activeThreads > 1);
2394
2395     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2396         return false;
2397
2398     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2399     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2400
2401     // No active split points means that the thread is available as
2402     // a slave for any other thread.
2403     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2404         return true;
2405
2406     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2407     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2408     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2409     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2410         return true;
2411
2412     return false;
2413   }
2414
2415
2416   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2417   // a slave for the thread with threadID "master".
2418
2419   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2420
2421     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2422     assert(activeThreads > 1);
2423
2424     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2425         if (thread_is_available(i, master))
2426             return true;
2427
2428     return false;
2429   }
2430
2431
2432   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2433   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2434   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2435   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2436   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2437   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2438   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2439   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2440
2441   template <bool Fake>
2442   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2443                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2444                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2445     assert(pos.is_ok());
2446     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2447     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2448     assert(*bestValue <= *alpha);
2449     assert(*alpha < beta);
2450     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2451     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2452     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2453     assert(activeThreads > 1);
2454
2455     int i, master = pos.thread();
2456     Thread& masterThread = threads[master];
2457
2458     lock_grab(&mpLock);
2459
2460     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2461     // active split points, don't split.
2462     if (   !available_thread_exists(master)
2463         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2464     {
2465         lock_release(&mpLock);
2466         return;
2467     }
2468
2469     // Pick the next available split point object from the split point stack
2470     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2471
2472     // Initialize the split point object
2473     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2474     splitPoint.master = master;
2475     splitPoint.betaCutoff = false;
2476     splitPoint.ply = ply;
2477     splitPoint.depth = depth;
2478     splitPoint.threatMove = threatMove;
2479     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2480     splitPoint.alpha = *alpha;
2481     splitPoint.beta = beta;
2482     splitPoint.pvNode = pvNode;
2483     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2484     splitPoint.mp = mp;
2485     splitPoint.moveCount = moveCount;
2486     splitPoint.pos = &pos;
2487     splitPoint.nodes = 0;
2488     splitPoint.parentSstack = ss;
2489     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2490         splitPoint.slaves[i] = 0;
2491
2492     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2493
2494     // If we are here it means we are not available
2495     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2496
2497     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2498
2499     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2500     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2501         if (thread_is_available(i, master))
2502         {
2503             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2504             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2505             splitPoint.slaves[i] = 1;
2506             workersCnt++;
2507         }
2508
2509     assert(Fake || workersCnt > 1);
2510
2511     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2512     lock_release(&mpLock);
2513
2514     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2515     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2516     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2517         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2518         {
2519             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2520
2521             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2522
2523             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2524
2525             if (useSleepingThreads && i != master)
2526                 wake_sleeping_thread(i);
2527         }
2528
2529     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2530     // which it will instantly launch a search, because its state is
2531     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2532     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2533     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2534     idle_loop(master, &splitPoint);
2535
2536     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2537     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2538     lock_grab(&mpLock);
2539
2540     *alpha = splitPoint.alpha;
2541     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2542     masterThread.activeSplitPoints--;
2543     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2544     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2545
2546     lock_release(&mpLock);
2547   }
2548
2549
2550   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2551   // when it is time to start a new search.
2552
2553   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2554
2555      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2556      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2557      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2558   }
2559
2560
2561   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2562
2563   RootMove::RootMove() {
2564
2565     nodes = 0;
2566     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2567     pv[0] = MOVE_NONE;
2568   }
2569
2570   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2571
2572     const Move* src = rm.pv;
2573     Move* dst = pv;
2574
2575     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2576     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2577
2578     nodes = rm.nodes;
2579     pv_score = rm.pv_score;
2580     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2581     return *this;
2582   }
2583
2584   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2585   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2586   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2587   // long PV to print that is important for position analysis.
2588
2589   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2590
2591     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2592     TTEntry* tte;
2593     int ply = 1;
2594
2595     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2596
2597     pos.do_move(pv[0], *st++);
2598
2599     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2600            && tte->move() != MOVE_NONE
2601            && move_is_legal(pos, tte->move())
2602            && ply < PLY_MAX
2603            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2604     {
2605         pv[ply] = tte->move();
2606         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2607     }
2608     pv[ply] = MOVE_NONE;
2609
2610     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2611   }
2612
2613   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2614   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2615   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2616
2617   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2618
2619     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2620     TTEntry* tte;
2621     Key k;
2622     Value v, m = VALUE_NONE;
2623     int ply = 0;
2624
2625     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2626
2627     do {
2628         k = pos.get_key();
2629         tte = TT.retrieve(k);
2630
2631         // Don't overwrite exsisting correct entries
2632         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2633         {
2634             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2635             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2636         }
2637         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2638
2639     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2640
2641     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2642   }
2643
2644   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2645   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2646   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2647
2648   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2649
2650     std::stringstream s, l;
2651     Move* m = pv;
2652
2653     while (*m != MOVE_NONE)
2654         l << *m++ << " ";
2655
2656     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2657       << " seldepth " << int(m - pv)
2658       << " multipv " << pvLine + 1
2659       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2660       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2661       << " time "  << current_search_time()
2662       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2663       << " nps "   << nps(pos)
2664       << " pv "    << l.str();
2665
2666     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2667     {
2668         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2669                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2670
2671         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2672     }
2673     return s.str();
2674   }
2675
2676
2677   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2678
2679     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2680     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2681     StateInfo st;
2682     Move* sm;
2683
2684     // Initialize search stack
2685     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2686     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2687
2688     // Generate all legal moves
2689     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
2690
2691     // Add each move to the RootMoveList's vector
2692     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2693     {
2694         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2695         // is in the list before to add it.
2696         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2697
2698         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2699             continue;
2700
2701         // Find a quick score for the move and add to the list
2702         pos.do_move(cur->move, st);
2703
2704         RootMove rm;
2705         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2706         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2707         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2708         push_back(rm);
2709
2710         pos.undo_move(cur->move);
2711     }
2712     sort();
2713   }
2714
2715   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2716   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2717   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2718   // the first order pv scores of both moves are equal.
2719
2720   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss)
2721   {
2722       Move move;
2723       Value score = VALUE_ZERO;
2724       MovePicker mp(pos, ttm, ONE_PLY, H, ss);
2725
2726       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2727           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2728               if (it->pv[0] == move)
2729               {
2730                   it->non_pv_score = score--;
2731                   break;
2732               }
2733   }
2734
2735 } // namespace