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