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