c57a13293a68bcbff78ec3631361e8fae0f410e1
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "move.h"
38 #include "movegen.h"
39 #include "movepick.h"
40 #include "lock.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132     std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvLine);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
150     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
151
152     int bestMoveChanges;
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
165
166     os.iword(0) = int(f);
167     return os;
168   }
169
170
171   // Overload operator << for moves to make it easier to print moves in
172   // coordinate notation compatible with UCI protocol.
173   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
174
175     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
176     return os << move_to_uci(m, chess960);
177   }
178
179
180   /// Adjustments
181
182   // Step 6. Razoring
183
184   // Maximum depth for razoring
185   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
186
187   // Dynamic razoring margin based on depth
188   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
189
190   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
191   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
192
193   // Step 9. Internal iterative deepening
194
195   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
196   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
197
198   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
199   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
200   const Value IIDMargin = Value(0x100);
201
202   // Step 11. Decide the new search depth
203
204   // Extensions. Configurable UCI options
205   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
206   Depth CheckExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2], PassedPawnExtension[2];
207   Depth PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
208
209   // Minimum depth for use of singular extension
210   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
211
212   // Step 12. Futility pruning
213
214   // Futility margin for quiescence search
215   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
216
217   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
218   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
219   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
220
221   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
222   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
223
224   // Step 14. Reduced search
225
226   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
227   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
228
229   template <NodeType PV>
230   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
231
232   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
233   // better than the second best move.
234   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
235
236
237   /// Namespace variables
238
239   // Book object
240   Book OpeningBook;
241
242   // Root move list
243   RootMoveList Rml;
244
245   // MultiPV mode
246   int MultiPV, UCIMultiPV;
247
248   // Time management variables
249   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
250   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
251   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
252   TimeManager TimeMgr;
253
254   // Log file
255   bool UseLogFile;
256   std::ofstream LogFile;
257
258   // Skill level adjustment
259   int SkillLevel;
260   bool SkillLevelEnabled;
261   RKISS RK;
262
263   // Multi-threads manager object
264   ThreadsManager ThreadsMgr;
265
266   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
267   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
268   bool SendSearchedNodes;
269   int NodesSincePoll;
270   int NodesBetweenPolls = 30000;
271
272   // History table
273   History H;
274
275   /// Local functions
276
277   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
278
279   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
280   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
281
282   template <NodeType PvNode>
283   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
284
285   template <NodeType PvNode>
286   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
287
288       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
289                              : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
290   }
291
292   template <NodeType PvNode>
293   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous);
294
295   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
296   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
297   Value value_to_tt(Value v, int ply);
298   Value value_from_tt(Value v, int ply);
299   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
300   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
301   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
302   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
303   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
304   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
305
306   int current_search_time();
307   std::string value_to_uci(Value v);
308   std::string speed_to_uci(int64_t nodes);
309   void poll(const Position& pos);
310   void wait_for_stop_or_ponderhit();
311
312 #if !defined(_MSC_VER)
313   void* init_thread(void* threadID);
314 #else
315   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
316 #endif
317
318
319   // MovePickerExt is an extended MovePicker used to choose at compile time
320   // the proper move source according to the type of node.
321   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
322
323   // In Root nodes use RootMoveList Rml as source. Score and sort the root moves
324   // before to search them.
325   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
326
327     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
328                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
329       Move move;
330       Value score = VALUE_ZERO;
331
332       // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
333       // are scored according to the order in which they are returned by MovePicker.
334       // This is the second order score that is used to compare the moves when
335       // the first order pv scores of both moves are equal.
336       while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
337           for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
338               if (rm->pv[0] == move)
339               {
340                   rm->non_pv_score = score--;
341                   break;
342               }
343
344       Rml.sort();
345       rm = Rml.begin();
346     }
347
348     Move get_next_move() {
349
350       if (!firstCall)
351           ++rm;
352       else
353           firstCall = false;
354
355       return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
356     }
357
358     RootMoveList::iterator rm;
359     bool firstCall;
360   };
361
362   // In SpNodes use split point's shared MovePicker object as move source
363   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
364
365     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
366                   SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b),
367                   mp(ss->sp->mp) {}
368
369     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
370
371     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
372     MovePicker* mp;
373   };
374
375   // Default case, create and use a MovePicker object as source
376   template<> struct MovePickerExt<false, false> : public MovePicker {
377
378     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
379                   SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
380
381     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
382   };
383
384 } // namespace
385
386
387 ////
388 //// Functions
389 ////
390
391 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
392 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
393
394 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
395 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
396
397
398 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
399
400 void init_search() {
401
402   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
403   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
404   int mc; // moveCount
405
406   // Init reductions array
407   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
408   {
409       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
410       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
411       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
412       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
413   }
414
415   // Init futility margins array
416   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
417       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
418
419   // Init futility move count array
420   for (d = 0; d < 32; d++)
421       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
422 }
423
424
425 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
426 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
427
428 int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
429 {
430     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
431     StateInfo st;
432     Move m;
433     int64_t sum = 0;
434
435     // Generate all legal moves
436     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
437
438     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
439     // the moves, just to count them.
440     if (depth <= ONE_PLY)
441         return int(last - mlist);
442
443     // Loop through all legal moves
444     CheckInfo ci(pos);
445     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
446     {
447         m = cur->move;
448         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
449         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
450         pos.undo_move(m);
451     }
452     return sum;
453 }
454
455
456 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
457 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
458 /// search-related global variables, and calls id_loop(). It returns false
459 /// when a quit command is received during the search.
460
461 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
462            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
463
464   // Initialize global search variables
465   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
466   NodesSincePoll = 0;
467   SearchStartTime = get_system_time();
468   ExactMaxTime = maxTime;
469   MaxDepth = maxDepth;
470   MaxNodes = maxNodes;
471   InfiniteSearch = infinite;
472   Pondering = ponder;
473   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
474
475   // Look for a book move, only during games, not tests
476   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
477   {
478       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
479           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
480
481       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
482       if (bookMove != MOVE_NONE)
483       {
484           if (Pondering)
485               wait_for_stop_or_ponderhit();
486
487           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
488           return !QuitRequest;
489       }
490   }
491
492   // Read UCI option values
493   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
494   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
495   {
496       Options["Clear Hash"].set_value("false");
497       TT.clear();
498   }
499
500   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
501   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
502   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
503   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
504   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
505   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
506   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
507   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
508   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
509   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
510   UCIMultiPV                = Options["MultiPV"].value<int>();
511   SkillLevel                = Options["Skill level"].value<int>();
512   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
513
514   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
515
516   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
517   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
518   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
519   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
520
521   // Set the number of active threads
522   ThreadsMgr.read_uci_options();
523   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
524
525   // Wake up needed threads
526   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
527       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
528
529   // Set thinking time
530   int myTime = time[pos.side_to_move()];
531   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
532   if (UseTimeManagement)
533       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
534
535   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
536   // heavy time pressure.
537   if (MaxNodes)
538       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
539   else if (myTime && myTime < 1000)
540       NodesBetweenPolls = 1000;
541   else if (myTime && myTime < 5000)
542       NodesBetweenPolls = 5000;
543   else
544       NodesBetweenPolls = 30000;
545
546   // Write search information to log file
547   if (UseLogFile)
548   {
549       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
550       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
551
552       LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
553               << "\ninfinite: "   << infinite
554               << " ponder: "      << ponder
555               << " time: "        << myTime
556               << " increment: "   << myIncrement
557               << " moves to go: " << movesToGo
558               << endl;
559   }
560
561   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
562   Move ponderMove = MOVE_NONE;
563   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
564
565   // Print final search statistics
566   cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
567
568   if (UseLogFile)
569   {
570       int t = current_search_time();
571
572       LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
573               << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? int(pos.nodes_searched() * 1000 / t) : 0)
574               << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
575
576       StateInfo st;
577       pos.do_move(bestMove, st);
578       LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
579       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
580       LogFile.close();
581   }
582
583   // This makes all the threads to go to sleep
584   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
585
586   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
587   // best move before we are told to do so.
588   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
589       wait_for_stop_or_ponderhit();
590
591   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
592   cout << "bestmove " << bestMove;
593
594   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
595   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
596   if (ponderMove != MOVE_NONE)
597       cout << " ponder " << ponderMove;
598
599   cout << endl;
600
601   return !QuitRequest;
602 }
603
604
605 namespace {
606
607   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
608   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
609   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
610
611   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
612
613     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
614     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
615     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
616     int depth, aspirationDelta, skillSamplingDepth;
617     Value value, alpha, beta;
618     Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
619
620     // Initialize stuff before a new search
621     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
622     TT.new_search();
623     H.clear();
624     *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
625     depth = aspirationDelta = skillSamplingDepth = 0;
626     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
627     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
628
629     // Moves to search are verified and copied
630     Rml.init(pos, searchMoves);
631
632     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
633     if (Rml.size() == 0)
634     {
635         cout << "info depth 0 score "
636              << value_to_uci(pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
637              << endl;
638
639         return MOVE_NONE;
640     }
641
642     // Choose a random sampling depth according to SkillLevel so that at low
643     // skills there is an higher risk to pick up a blunder.
644     if (SkillLevelEnabled)
645         skillSamplingDepth = 4 + SkillLevel + (RK.rand<unsigned>() % 4);
646
647     // Iterative deepening loop
648     while (++depth <= PLY_MAX && (!MaxDepth || depth <= MaxDepth) && !StopRequest)
649     {
650         Rml.bestMoveChanges = 0;
651         cout << set960(pos.is_chess960()) << "info depth " << depth << endl;
652
653         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
654         if (MultiPV == 1 && depth >= 5 && abs(bestValues[depth - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
655         {
656             int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
657             int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
658
659             aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
660             aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
661
662             alpha = Max(bestValues[depth - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
663             beta  = Min(bestValues[depth - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
664         }
665
666         // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
667         // research with bigger window until not failing high/low anymore.
668         do {
669             // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
670             value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY, 0);
671
672             // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
673             // have been overwritten during the search.
674             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
675                 Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
676
677             // Value cannot be trusted. Break out immediately!
678             if (StopRequest)
679                 break;
680
681             assert(value >= alpha);
682
683             // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
684             // otherwise exit the fail high/low loop.
685             if (value >= beta)
686             {
687                 beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
688                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
689             }
690             else if (value <= alpha)
691             {
692                 AspirationFailLow = true;
693                 StopOnPonderhit = false;
694
695                 alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
696                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
697             }
698             else
699                 break;
700
701         } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
702
703         // Collect info about search result
704         bestMove = Rml[0].pv[0];
705         *ponderMove = Rml[0].pv[1];
706         bestValues[depth] = value;
707         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
708
709         // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
710         if (SkillLevelEnabled && depth == skillSamplingDepth)
711             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
712
713         // Send PV line to GUI and to log file
714         for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
715             cout << Rml[i].pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta, i) << endl;
716
717         if (UseLogFile)
718             LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), Rml[0].pv) << endl;
719
720         // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
721         if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin))
722             easyMove = bestMove;
723         else if (bestMove != easyMove)
724             easyMove = MOVE_NONE;
725
726         if (UseTimeManagement && !StopRequest)
727         {
728             // Time to stop?
729             bool noMoreTime = false;
730
731             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
732             if (   depth >= 5
733                 && abs(bestValues[depth])     >= abs(VALUE_MATE) - 100
734                 && abs(bestValues[depth - 1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
735                 noMoreTime = true;
736
737             // Stop search early if one move seems to be much better than the
738             // others or if there is only a single legal move. In this latter
739             // case we search up to Iteration 8 anyway to get a proper score.
740             if (   depth >= 7
741                 && easyMove == bestMove
742                 && (   Rml.size() == 1
743                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
744                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
745                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
746                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
747                 noMoreTime = true;
748
749             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
750             if (depth > 4 && depth < 50)
751                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth-1]);
752
753             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
754             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
755             // move at the next iteration anyway.
756             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
757                 noMoreTime = true;
758
759             if (noMoreTime)
760             {
761                 if (Pondering)
762                     StopOnPonderhit = true;
763                 else
764                     break;
765             }
766         }
767     }
768
769     // When using skills fake best and ponder moves with the sub-optimal ones
770     if (SkillLevelEnabled)
771     {
772         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
773             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
774
775         bestMove = skillBest;
776         *ponderMove = skillPonder;
777     }
778
779     return bestMove;
780   }
781
782
783   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
784   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
785   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
786   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
787   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
788   // here: This is taken care of after we return from the split point.
789
790   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
791   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
792
793     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
794     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
795     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
796     assert((Root || ply > 0) && ply < PLY_MAX);
797     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
798
799     Move movesSearched[MOVES_MAX];
800     int64_t nodes;
801     StateInfo st;
802     const TTEntry *tte;
803     Key posKey;
804     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
805     Depth ext, newDepth;
806     ValueType vt;
807     Value bestValue, value, oldAlpha;
808     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
809     bool isPvMove, isCheck, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isBadCap;
810     bool mateThreat = false;
811     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
812     int threadID = pos.thread();
813     SplitPoint* sp = NULL;
814
815     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
816     oldAlpha = alpha;
817     isCheck = pos.is_check();
818
819     if (SpNode)
820     {
821         sp = ss->sp;
822         tte = NULL;
823         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
824         threatMove = sp->threatMove;
825         mateThreat = sp->mateThreat;
826         goto split_point_start;
827     }
828     else if (Root)
829         bestValue = alpha;
830
831     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
832     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
833     (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
834     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
835
836     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
837     {
838         NodesSincePoll = 0;
839         poll(pos);
840     }
841
842     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
843     if ((   StopRequest
844          || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
845          || pos.is_draw()
846          || ply >= PLY_MAX - 1) && !Root)
847         return VALUE_DRAW;
848
849     // Step 3. Mate distance pruning
850     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
851     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
852     if (alpha >= beta)
853         return alpha;
854
855     // Step 4. Transposition table lookup
856     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
857     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
858     excludedMove = ss->excludedMove;
859     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
860
861     tte = TT.retrieve(posKey);
862     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
863
864     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
865     // and return a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is
866     // to have a smooth experience in analysis mode.
867     if (   !Root
868         && tte
869         && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
870                    : ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply)))
871     {
872         TT.refresh(tte);
873         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
874         return value_from_tt(tte->value(), ply);
875     }
876
877     // Step 5. Evaluate the position statically and
878     // update gain statistics of parent move.
879     if (isCheck)
880         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
881     else if (tte)
882     {
883         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
884
885         ss->eval = tte->static_value();
886         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
887         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
888     }
889     else
890     {
891         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
892         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
893     }
894
895     // Save gain for the parent non-capture move
896     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
897
898     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
899     if (   !PvNode
900         &&  depth < RazorDepth
901         && !isCheck
902         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
903         &&  ttMove == MOVE_NONE
904         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
905         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
906     {
907         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
908         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
909         if (v < rbeta)
910             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
911             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
912             return v;
913     }
914
915     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
916     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
917     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
918     if (   !PvNode
919         && !ss->skipNullMove
920         &&  depth < RazorDepth
921         && !isCheck
922         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
923         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
924         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
925         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
926
927     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
928     if (   !PvNode
929         && !ss->skipNullMove
930         &&  depth > ONE_PLY
931         && !isCheck
932         &&  refinedValue >= beta
933         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
934         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
935     {
936         ss->currentMove = MOVE_NULL;
937
938         // Null move dynamic reduction based on depth
939         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
940
941         // Null move dynamic reduction based on value
942         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
943             R++;
944
945         pos.do_null_move(st);
946         (ss+1)->skipNullMove = true;
947         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
948         (ss+1)->skipNullMove = false;
949         pos.undo_null_move();
950
951         if (nullValue >= beta)
952         {
953             // Do not return unproven mate scores
954             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
955                 nullValue = beta;
956
957             if (depth < 6 * ONE_PLY)
958                 return nullValue;
959
960             // Do verification search at high depths
961             ss->skipNullMove = true;
962             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
963             ss->skipNullMove = false;
964
965             if (v >= beta)
966                 return nullValue;
967         }
968         else
969         {
970             // The null move failed low, which means that we may be faced with
971             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
972             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
973             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
974             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
975             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
976             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
977                 mateThreat = true;
978
979             threatMove = (ss+1)->bestMove;
980             if (   depth < ThreatDepth
981                 && (ss-1)->reduction
982                 && threatMove != MOVE_NONE
983                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
984                 return beta - 1;
985         }
986     }
987
988     // Step 9. Internal iterative deepening
989     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
990         && ttMove == MOVE_NONE
991         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
992     {
993         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
994
995         ss->skipNullMove = true;
996         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
997         ss->skipNullMove = false;
998
999         ttMove = ss->bestMove;
1000         tte = TT.retrieve(posKey);
1001     }
1002
1003     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1004     if (PvNode)
1005         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1006
1007 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1008
1009     // Initialize a MovePicker object for the current position
1010     MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1011     CheckInfo ci(pos);
1012     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1013     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1014     singularExtensionNode =   !Root
1015                            && !SpNode
1016                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1017                            && tte
1018                            && tte->move()
1019                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1020                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1021                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1022     if (SpNode)
1023     {
1024         lock_grab(&(sp->lock));
1025         bestValue = sp->bestValue;
1026     }
1027
1028     // Step 10. Loop through moves
1029     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1030     while (   bestValue < beta
1031            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1032            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1033     {
1034       assert(move_is_ok(move));
1035
1036       if (SpNode)
1037       {
1038           moveCount = ++sp->moveCount;
1039           lock_release(&(sp->lock));
1040       }
1041       else if (move == excludedMove)
1042           continue;
1043       else
1044           moveCount++;
1045
1046       if (Root)
1047       {
1048           // This is used by time management
1049           FirstRootMove = (moveCount == 1);
1050
1051           // Save the current node count before the move is searched
1052           nodes = pos.nodes_searched();
1053
1054           // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
1055           // correct accumulated node counts searched by each thread.
1056           if (SendSearchedNodes)
1057           {
1058               SendSearchedNodes = false;
1059               cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
1060           }
1061
1062           if (current_search_time() >= 1000)
1063               cout << "info currmove " << move
1064                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
1065       }
1066
1067       // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves
1068       // to score root moves. Otherwise only the first one is the PV.
1069       isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? MultiPV + 1000 * (depth <= ONE_PLY) : 1));
1070       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1071       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1072
1073       // Step 11. Decide the new search depth
1074       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, mateThreat, &dangerous);
1075
1076       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1077       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1078       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1079       // lower than ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1080       if (   singularExtensionNode
1081           && move == tte->move()
1082           && ext < ONE_PLY)
1083       {
1084           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1085
1086           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1087           {
1088               Value b = ttValue - int(depth);
1089               ss->excludedMove = move;
1090               ss->skipNullMove = true;
1091               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1092               ss->skipNullMove = false;
1093               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1094               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1095               if (v < b)
1096                   ext = ONE_PLY;
1097           }
1098       }
1099
1100       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1101       ss->currentMove = move;
1102       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1103
1104       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1105       if (   !PvNode
1106           && !captureOrPromotion
1107           && !isCheck
1108           && !dangerous
1109           &&  move != ttMove
1110           && !move_is_castle(move))
1111       {
1112           // Move count based pruning
1113           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1114               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1115               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
1116           {
1117               if (SpNode)
1118                   lock_grab(&(sp->lock));
1119
1120               continue;
1121           }
1122
1123           // Value based pruning
1124           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1125           // but fixing this made program slightly weaker.
1126           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1127           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1128                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1129
1130           if (futilityValueScaled < beta)
1131           {
1132               if (SpNode)
1133               {
1134                   lock_grab(&(sp->lock));
1135                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1136                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1137               }
1138               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1139                   bestValue = futilityValueScaled;
1140
1141               continue;
1142           }
1143
1144           // Prune moves with negative SEE at low depths
1145           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1146               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1147               && pos.see_sign(move) < 0)
1148           {
1149               if (SpNode)
1150                   lock_grab(&(sp->lock));
1151
1152               continue;
1153           }
1154       }
1155
1156       // Bad capture detection. Will be used by prob-cut search
1157       isBadCap =   depth >= 3 * ONE_PLY
1158                 && depth < 8 * ONE_PLY
1159                 && captureOrPromotion
1160                 && move != ttMove
1161                 && !dangerous
1162                 && !move_is_promotion(move)
1163                 &&  abs(alpha) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
1164                 &&  pos.see_sign(move) < 0;
1165
1166       // Step 13. Make the move
1167       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1168
1169       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1170           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1171
1172       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1173       // The first move in list is the expected PV
1174       if (isPvMove)
1175       {
1176           // Aspiration window is disabled in multi-pv case
1177           if (Root && MultiPV > 1)
1178               alpha = -VALUE_INFINITE;
1179
1180           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1181       }
1182       else
1183       {
1184           // Step 14. Reduced depth search
1185           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1186           bool doFullDepthSearch = true;
1187           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1188
1189           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1190               && !captureOrPromotion
1191               && !dangerous
1192               && !move_is_castle(move)
1193               &&  ss->killers[0] != move
1194               &&  ss->killers[1] != move)
1195           {
1196               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1197               if (ss->reduction)
1198               {
1199                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1200                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1201                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1202
1203                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1204               }
1205               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1206           }
1207
1208           // Probcut search for bad captures. If a reduced search returns a value
1209           // very below beta then we can (almost) safely prune the bad capture.
1210           if (isBadCap)
1211           {
1212               ss->reduction = 3 * ONE_PLY;
1213               Value redAlpha = alpha - 300;
1214               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1215               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(redAlpha+1), -redAlpha, d, ply+1);
1216               doFullDepthSearch = (value > redAlpha);
1217               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1218           }
1219
1220           // Step 15. Full depth search
1221           if (doFullDepthSearch)
1222           {
1223               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1224               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1225
1226               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1227               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1228               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1229               if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
1230                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1231           }
1232       }
1233
1234       // Step 16. Undo move
1235       pos.undo_move(move);
1236
1237       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1238
1239       // Step 17. Check for new best move
1240       if (SpNode)
1241       {
1242           lock_grab(&(sp->lock));
1243           bestValue = sp->bestValue;
1244           alpha = sp->alpha;
1245       }
1246
1247       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1248       {
1249           bestValue = value;
1250
1251           if (SpNode)
1252               sp->bestValue = value;
1253
1254           if (!Root && value > alpha)
1255           {
1256               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1257               {
1258                   alpha = value;
1259
1260                   if (SpNode)
1261                       sp->alpha = value;
1262               }
1263               else if (SpNode)
1264                   sp->betaCutoff = true;
1265
1266               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1267                   ss->mateKiller = move;
1268
1269               ss->bestMove = move;
1270
1271               if (SpNode)
1272                   sp->ss->bestMove = move;
1273           }
1274       }
1275
1276       if (Root)
1277       {
1278           // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1279           // was aborted because the user interrupted the search or because we
1280           // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1281           // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
1282           // move and/or PV.
1283           if (StopRequest)
1284               break;
1285
1286           // Remember searched nodes counts for this move
1287           mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1288
1289           // PV move or new best move ?
1290           if (isPvMove || value > alpha)
1291           {
1292               // Update PV
1293               ss->bestMove = move;
1294               mp.rm->pv_score = value;
1295               mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
1296
1297               // We record how often the best move has been changed in each
1298               // iteration. This information is used for time management: When
1299               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1300               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1301                   Rml.bestMoveChanges++;
1302
1303               Rml.sort_multipv(moveCount);
1304
1305               // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
1306               // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
1307               if (MultiPV > 1)
1308                   alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
1309               else if (value > alpha)
1310                   alpha = value;
1311           }
1312           else
1313               mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
1314
1315       } // Root
1316
1317       // Step 18. Check for split
1318       if (   !Root
1319           && !SpNode
1320           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1321           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1322           && bestValue < beta
1323           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1324           && !StopRequest
1325           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1326           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1327                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1328     }
1329
1330     // Step 19. Check for mate and stalemate
1331     // All legal moves have been searched and if there are
1332     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1333     // If one move was excluded return fail low score.
1334     if (!SpNode && !moveCount)
1335         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1336
1337     // Step 20. Update tables
1338     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1339     // history counters, and killer moves.
1340     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1341     {
1342         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1343         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1344              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1345
1346         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1347
1348         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1349         if (    bestValue >= beta
1350             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1351         {
1352             if (move != ss->killers[0])
1353             {
1354                 ss->killers[1] = ss->killers[0];
1355                 ss->killers[0] = move;
1356             }
1357             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1358         }
1359     }
1360
1361     if (SpNode)
1362     {
1363         // Here we have the lock still grabbed
1364         sp->slaves[threadID] = 0;
1365         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1366         lock_release(&(sp->lock));
1367     }
1368
1369     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1370
1371     return bestValue;
1372   }
1373
1374   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1375   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1376   // less than ONE_PLY).
1377
1378   template <NodeType PvNode>
1379   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1380
1381     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1382     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1383     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1384     assert(depth <= 0);
1385     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1386     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1387
1388     StateInfo st;
1389     Move ttMove, move;
1390     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1391     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1392     const TTEntry* tte;
1393     Depth ttDepth;
1394     Value oldAlpha = alpha;
1395
1396     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1397
1398     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1399     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1400         return VALUE_DRAW;
1401
1402     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1403     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1404     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1405     isCheck = pos.is_check();
1406     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1407
1408     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1409     // pruning, but only for move ordering.
1410     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1411     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1412
1413     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1414     {
1415         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1416         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1417     }
1418
1419     // Evaluate the position statically
1420     if (isCheck)
1421     {
1422         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1423         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1424         enoughMaterial = false;
1425     }
1426     else
1427     {
1428         if (tte)
1429         {
1430             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1431
1432             evalMargin = tte->static_value_margin();
1433             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1434         }
1435         else
1436             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1437
1438         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1439
1440         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1441         if (bestValue >= beta)
1442         {
1443             if (!tte)
1444                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1445
1446             return bestValue;
1447         }
1448
1449         if (PvNode && bestValue > alpha)
1450             alpha = bestValue;
1451
1452         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1453         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1454         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1455     }
1456
1457     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1458     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1459     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1460     // be generated.
1461     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1462     CheckInfo ci(pos);
1463
1464     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1465     while (   alpha < beta
1466            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1467     {
1468       assert(move_is_ok(move));
1469
1470       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1471
1472       // Futility pruning
1473       if (   !PvNode
1474           && !isCheck
1475           && !moveIsCheck
1476           &&  move != ttMove
1477           &&  enoughMaterial
1478           && !move_is_promotion(move)
1479           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1480       {
1481           futilityValue =  futilityBase
1482                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1483                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1484
1485           if (futilityValue < alpha)
1486           {
1487               if (futilityValue > bestValue)
1488                   bestValue = futilityValue;
1489               continue;
1490           }
1491
1492           // Prune moves with negative or equal SEE
1493           if (   futilityBase < beta
1494               && depth < DEPTH_ZERO
1495               && pos.see(move) <= 0)
1496               continue;
1497       }
1498
1499       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1500       evasionPrunable =   isCheck
1501                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1502                        && !pos.move_is_capture(move)
1503                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1504
1505       // Don't search moves with negative SEE values
1506       if (   !PvNode
1507           && (!isCheck || evasionPrunable)
1508           &&  move != ttMove
1509           && !move_is_promotion(move)
1510           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1511           continue;
1512
1513       // Don't search useless checks
1514       if (   !PvNode
1515           && !isCheck
1516           &&  moveIsCheck
1517           &&  move != ttMove
1518           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1519           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1520           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1521       {
1522           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1523               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1524
1525           continue;
1526       }
1527
1528       // Update current move
1529       ss->currentMove = move;
1530
1531       // Make and search the move
1532       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1533       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1534       pos.undo_move(move);
1535
1536       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1537
1538       // New best move?
1539       if (value > bestValue)
1540       {
1541           bestValue = value;
1542           if (value > alpha)
1543           {
1544               alpha = value;
1545               ss->bestMove = move;
1546           }
1547        }
1548     }
1549
1550     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1551     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1552     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1553         return value_mated_in(ply);
1554
1555     // Update transposition table
1556     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1557     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1558
1559     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1560
1561     return bestValue;
1562   }
1563
1564
1565   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1566   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1567   // will be pruned.
1568
1569   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1570   {
1571     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1572     Square from, to, ksq, victimSq;
1573     Piece pc;
1574     Color them;
1575     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1576
1577     from = move_from(move);
1578     to = move_to(move);
1579     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1580     ksq = pos.king_square(them);
1581     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1582     pc = pos.piece_on(from);
1583
1584     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1585     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1586     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1587
1588     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1589     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1590
1591     if (!(b && (b & (b - 1))))
1592         return true;
1593
1594     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1595     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1596         && bit_is_set(kingAtt, to))
1597         return true;
1598
1599     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1600     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1601
1602     while (b)
1603     {
1604         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1605         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1606
1607         // Note that here we generate illegal "double move"!
1608         if (   futilityValue >= beta
1609             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1610             return true;
1611
1612         if (futilityValue > bv)
1613             bv = futilityValue;
1614     }
1615
1616     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1617     *bestValue = bv;
1618     return false;
1619   }
1620
1621
1622   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1623   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1624   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1625   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1626   // second move is assumed to be a move from the current position.
1627
1628   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1629
1630     Square f1, t1, f2, t2;
1631     Piece p;
1632
1633     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1634     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1635
1636     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1637     f2 = move_from(m2);
1638     t1 = move_to(m1);
1639     if (f2 == t1)
1640         return true;
1641
1642     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1643     t2 = move_to(m2);
1644     f1 = move_from(m1);
1645     if (t2 == f1)
1646         return true;
1647
1648     // Case 3: Moving through the vacated square
1649     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1650         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1651       return true;
1652
1653     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1654     p = pos.piece_on(t1);
1655     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1656         return true;
1657
1658     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1659     if (    piece_is_slider(p)
1660         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1661         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1662     {
1663         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1664         // move is the opposite of the checking piece.
1665         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1666         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1667
1668         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1669             return true;
1670     }
1671     return false;
1672   }
1673
1674
1675   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1676   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1677   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1678
1679   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1680
1681     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1682       return v + ply;
1683
1684     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1685       return v - ply;
1686
1687     return v;
1688   }
1689
1690
1691   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1692   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1693
1694   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1695
1696     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1697       return v - ply;
1698
1699     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1700       return v + ply;
1701
1702     return v;
1703   }
1704
1705
1706   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1707   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1708   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1709   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1710   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1711   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1712   template <NodeType PvNode>
1713   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
1714                   bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1715
1716     assert(m != MOVE_NONE);
1717
1718     Depth result = DEPTH_ZERO;
1719     *dangerous = moveIsCheck | mateThreat;
1720
1721     if (*dangerous)
1722     {
1723         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1724             result += CheckExtension[PvNode];
1725
1726         if (mateThreat)
1727             result += MateThreatExtension[PvNode];
1728     }
1729
1730     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1731     {
1732         Color c = pos.side_to_move();
1733         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1734         {
1735             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1736             *dangerous = true;
1737         }
1738         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1739         {
1740             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1741             *dangerous = true;
1742         }
1743     }
1744
1745     if (   captureOrPromotion
1746         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1747         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1748             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1749         && !move_is_promotion(m)
1750         && !move_is_ep(m))
1751     {
1752         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1753         *dangerous = true;
1754     }
1755
1756     return Min(result, ONE_PLY);
1757   }
1758
1759
1760   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1761   // is somehow connected to the threat move returned by null search.
1762
1763   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1764
1765     assert(move_is_ok(m));
1766     assert(threat && move_is_ok(threat));
1767     assert(!pos.move_is_check(m));
1768     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1769     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1770
1771     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1772
1773     mfrom = move_from(m);
1774     mto = move_to(m);
1775     tfrom = move_from(threat);
1776     tto = move_to(threat);
1777
1778     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1779     if (mfrom == tto)
1780         return true;
1781
1782     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1783     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
1784     if (   pos.move_is_capture(threat)
1785         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1786             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1787         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1788         return true;
1789
1790     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1791     // prune safe moves which block its ray.
1792     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1793         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1794         && pos.see_sign(m) >= 0)
1795         return true;
1796
1797     return false;
1798   }
1799
1800
1801   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1802   // can be used at a given point in search.
1803
1804   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1805
1806     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1807
1808     return   (   tte->depth() >= depth
1809               || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
1810               || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
1811
1812           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1813               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1814   }
1815
1816
1817   // refine_eval() returns the transposition table score if
1818   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1819
1820   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1821
1822       assert(tte);
1823
1824       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1825
1826       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1827           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1828           return v;
1829
1830       return defaultEval;
1831   }
1832
1833
1834   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1835   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1836
1837   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1838                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1839     Move m;
1840     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1841
1842     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1843
1844     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1845     {
1846         m = movesSearched[i];
1847
1848         assert(m != move);
1849
1850         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1851     }
1852   }
1853
1854
1855   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1856   // the static position evaluation before and after the move.
1857
1858   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1859
1860     if (   m != MOVE_NULL
1861         && before != VALUE_NONE
1862         && after != VALUE_NONE
1863         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1864         && !move_is_special(m))
1865         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1866   }
1867
1868
1869   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1870   // since the beginning of the current search.
1871
1872   int current_search_time() {
1873
1874     return get_system_time() - SearchStartTime;
1875   }
1876
1877
1878   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1879   // protocol specifications:
1880   //
1881   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1882   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1883   //            use negative values for y.
1884
1885   std::string value_to_uci(Value v) {
1886
1887     std::stringstream s;
1888
1889     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1890       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1891     else
1892       s << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
1893
1894     return s.str();
1895   }
1896
1897
1898   // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
1899   // to be sent to UCI gui.
1900
1901   std::string speed_to_uci(int64_t nodes) {
1902
1903     std::stringstream s;
1904     int t = current_search_time();
1905
1906     s << " nodes " << nodes
1907       << " nps "   << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
1908       << " time "  << t;
1909
1910     return s.str();
1911   }
1912
1913
1914   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1915   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1916   // search.
1917
1918   void poll(const Position& pos) {
1919
1920     static int lastInfoTime;
1921     int t = current_search_time();
1922
1923     //  Poll for input
1924     if (input_available())
1925     {
1926         // We are line oriented, don't read single chars
1927         std::string command;
1928
1929         if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
1930         {
1931             // Quit the program as soon as possible
1932             Pondering = false;
1933             QuitRequest = StopRequest = true;
1934             return;
1935         }
1936         else if (command == "stop")
1937         {
1938             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
1939             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
1940             Pondering = false;
1941             StopRequest = true;
1942         }
1943         else if (command == "ponderhit")
1944         {
1945             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
1946             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
1947             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
1948             Pondering = false;
1949
1950             if (StopOnPonderhit)
1951                 StopRequest = true;
1952         }
1953     }
1954
1955     // Print search information
1956     if (t < 1000)
1957         lastInfoTime = 0;
1958
1959     else if (lastInfoTime > t)
1960         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1961         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1962         lastInfoTime = 0;
1963
1964     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1965     {
1966         lastInfoTime = t;
1967
1968         if (dbg_show_mean)
1969             dbg_print_mean();
1970
1971         if (dbg_show_hit_rate)
1972             dbg_print_hit_rate();
1973
1974         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
1975         SendSearchedNodes = true;
1976     }
1977
1978     // Should we stop the search?
1979     if (Pondering)
1980         return;
1981
1982     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1983                            && !AspirationFailLow
1984                            &&  t > TimeMgr.available_time();
1985
1986     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
1987                      || stillAtFirstMove;
1988
1989     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
1990         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
1991         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
1992         StopRequest = true;
1993   }
1994
1995
1996   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
1997   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
1998   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
1999   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2000   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2001   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2002
2003   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2004
2005     std::string command;
2006
2007     // Wait for a command from stdin
2008     while (   std::getline(std::cin, command)
2009            && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
2010
2011     if (command != "ponderhit" && command != "stop")
2012         QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
2013   }
2014
2015
2016   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2017   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2018   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2019   // threads and one for Windows threads.
2020
2021 #if !defined(_MSC_VER)
2022
2023   void* init_thread(void* threadID) {
2024
2025     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2026     return NULL;
2027   }
2028
2029 #else
2030
2031   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2032
2033     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2034     return 0;
2035   }
2036
2037 #endif
2038
2039
2040   /// The ThreadsManager class
2041
2042
2043   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2044   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2045   // to start a new search.
2046
2047   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2048
2049     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2050     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2051     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2052     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2053   }
2054
2055
2056   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2057   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2058   // object for which the current thread is the master.
2059
2060   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2061
2062     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2063
2064     int i;
2065     bool allFinished = false;
2066
2067     while (true)
2068     {
2069         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2070         // master should exit as last one.
2071         if (allThreadsShouldExit)
2072         {
2073             assert(!sp);
2074             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2075             return;
2076         }
2077
2078         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2079         // instead of wasting CPU time polling for work.
2080         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2081                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2082         {
2083             assert(!sp || useSleepingThreads);
2084             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2085
2086             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2087                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2088
2089             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2090             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2091
2092             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2093             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2094             allFinished = (i == activeThreads);
2095
2096             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2097             {
2098                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2099                 break;
2100             }
2101
2102             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2103             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2104                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2105
2106             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2107         }
2108
2109         // If this thread has been assigned work, launch a search
2110         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2111         {
2112             assert(!allThreadsShouldExit);
2113
2114             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2115
2116             // Copy SplitPoint position and search stack and call search()
2117             // with SplitPoint template parameter set to true.
2118             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2119             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2120             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2121
2122             memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2123             (ss+1)->sp = tsp;
2124
2125             if (tsp->pvNode)
2126                 search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2127             else
2128                 search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2129
2130             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2131
2132             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2133
2134             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2135             // case we are the last slave of the split point.
2136             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2137                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2138         }
2139
2140         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2141         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2142         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2143         allFinished = (i == activeThreads);
2144
2145         if (allFinished)
2146         {
2147             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2148             // be sure sp->lock has been released before to return.
2149             lock_grab(&(sp->lock));
2150             lock_release(&(sp->lock));
2151
2152             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2153             // because here is all finished is not possible master is booked.
2154             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2155
2156             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2157             return;
2158         }
2159     }
2160   }
2161
2162
2163   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2164   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2165   // objects.
2166
2167   void ThreadsManager::init_threads() {
2168
2169     int i, arg[MAX_THREADS];
2170     bool ok;
2171
2172     // Initialize global locks
2173     lock_init(&mpLock);
2174
2175     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2176     {
2177         lock_init(&sleepLock[i]);
2178         cond_init(&sleepCond[i]);
2179     }
2180
2181     // Initialize splitPoints[] locks
2182     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2183         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2184             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2185
2186     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2187     allThreadsShouldExit = false;
2188
2189     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2190     activeThreads = 1;
2191
2192     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2193     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2194     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2195         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2196
2197     // Launch the helper threads
2198     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2199     {
2200         arg[i] = i;
2201
2202 #if !defined(_MSC_VER)
2203         pthread_t pthread[1];
2204         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2205         pthread_detach(pthread[0]);
2206 #else
2207         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2208 #endif
2209         if (!ok)
2210         {
2211             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2212             exit(EXIT_FAILURE);
2213         }
2214
2215         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2216         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2217     }
2218   }
2219
2220
2221   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2222   // helper threads exit cleanly.
2223
2224   void ThreadsManager::exit_threads() {
2225
2226     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2227
2228     // Wake up all the threads and waits for termination
2229     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2230     {
2231         wake_sleeping_thread(i);
2232         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2233     }
2234
2235     // Now we can safely destroy the locks
2236     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2237         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2238             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2239
2240     lock_destroy(&mpLock);
2241
2242     // Now we can safely destroy the wait conditions
2243     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2244     {
2245         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2246         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2247     }
2248   }
2249
2250
2251   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2252   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2253   // the current split point.
2254
2255   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2256
2257     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2258
2259     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2260
2261     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2262     return sp != NULL;
2263   }
2264
2265
2266   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2267   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2268   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2269   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2270   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2271   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2272   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2273
2274   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2275
2276     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2277     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2278     assert(activeThreads > 1);
2279
2280     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2281         return false;
2282
2283     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2284     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2285
2286     // No active split points means that the thread is available as
2287     // a slave for any other thread.
2288     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2289         return true;
2290
2291     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2292     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2293     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2294     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2295         return true;
2296
2297     return false;
2298   }
2299
2300
2301   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2302   // a slave for the thread with threadID "master".
2303
2304   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2305
2306     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2307     assert(activeThreads > 1);
2308
2309     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2310         if (thread_is_available(i, master))
2311             return true;
2312
2313     return false;
2314   }
2315
2316
2317   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2318   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2319   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2320   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2321   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2322   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2323   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2324   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2325
2326   template <bool Fake>
2327   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2328                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2329                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2330     assert(pos.is_ok());
2331     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2332     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2333     assert(*bestValue <= *alpha);
2334     assert(*alpha < beta);
2335     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2336     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2337     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2338     assert(activeThreads > 1);
2339
2340     int i, master = pos.thread();
2341     Thread& masterThread = threads[master];
2342
2343     lock_grab(&mpLock);
2344
2345     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2346     // active split points, don't split.
2347     if (   !available_thread_exists(master)
2348         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2349     {
2350         lock_release(&mpLock);
2351         return;
2352     }
2353
2354     // Pick the next available split point object from the split point stack
2355     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2356
2357     // Initialize the split point object
2358     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2359     splitPoint.master = master;
2360     splitPoint.betaCutoff = false;
2361     splitPoint.ply = ply;
2362     splitPoint.depth = depth;
2363     splitPoint.threatMove = threatMove;
2364     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2365     splitPoint.alpha = *alpha;
2366     splitPoint.beta = beta;
2367     splitPoint.pvNode = pvNode;
2368     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2369     splitPoint.mp = mp;
2370     splitPoint.moveCount = moveCount;
2371     splitPoint.pos = &pos;
2372     splitPoint.nodes = 0;
2373     splitPoint.ss = ss;
2374     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2375         splitPoint.slaves[i] = 0;
2376
2377     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2378
2379     // If we are here it means we are not available
2380     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2381
2382     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2383
2384     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2385     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2386         if (thread_is_available(i, master))
2387         {
2388             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2389             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2390             splitPoint.slaves[i] = 1;
2391             workersCnt++;
2392         }
2393
2394     assert(Fake || workersCnt > 1);
2395
2396     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2397     lock_release(&mpLock);
2398
2399     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2400     // their idle loop.
2401     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2402         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2403         {
2404             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2405
2406             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2407
2408             if (useSleepingThreads && i != master)
2409                 wake_sleeping_thread(i);
2410         }
2411
2412     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2413     // which it will instantly launch a search, because its state is
2414     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2415     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2416     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2417     idle_loop(master, &splitPoint);
2418
2419     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2420     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2421     lock_grab(&mpLock);
2422
2423     *alpha = splitPoint.alpha;
2424     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2425     masterThread.activeSplitPoints--;
2426     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2427     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2428
2429     lock_release(&mpLock);
2430   }
2431
2432
2433   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2434   // when it is time to start a new search.
2435
2436   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2437
2438      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2439      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2440      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2441   }
2442
2443
2444   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2445
2446   RootMove::RootMove() {
2447
2448     nodes = 0;
2449     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2450     pv[0] = MOVE_NONE;
2451   }
2452
2453   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2454
2455     const Move* src = rm.pv;
2456     Move* dst = pv;
2457
2458     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2459     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2460
2461     nodes = rm.nodes;
2462     pv_score = rm.pv_score;
2463     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2464     return *this;
2465   }
2466
2467   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2468   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2469   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2470   // long PV to print that is important for position analysis.
2471
2472   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2473
2474     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2475     TTEntry* tte;
2476     int ply = 1;
2477
2478     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2479
2480     pos.do_move(pv[0], *st++);
2481
2482     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2483            && tte->move() != MOVE_NONE
2484            && move_is_legal(pos, tte->move())
2485            && ply < PLY_MAX
2486            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2487     {
2488         pv[ply] = tte->move();
2489         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2490     }
2491     pv[ply] = MOVE_NONE;
2492
2493     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2494   }
2495
2496   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2497   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2498   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2499
2500   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2501
2502     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2503     TTEntry* tte;
2504     Key k;
2505     Value v, m = VALUE_NONE;
2506     int ply = 0;
2507
2508     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2509
2510     do {
2511         k = pos.get_key();
2512         tte = TT.retrieve(k);
2513
2514         // Don't overwrite existing correct entries
2515         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2516         {
2517             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2518             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2519         }
2520         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2521
2522     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2523
2524     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2525   }
2526
2527   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2528   // formatted according to UCI specification. It is called at each iteration
2529   // or after a new pv is found.
2530
2531   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2532
2533     std::stringstream s, l;
2534     Move* m = pv;
2535
2536     while (*m != MOVE_NONE)
2537         l << *m++ << " ";
2538
2539     s << "info depth " << depth
2540       << " seldepth " << int(m - pv)
2541       << " multipv " << pvLine + 1
2542       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2543       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2544       << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
2545       << " pv "    << l.str();
2546
2547     return s.str();
2548   }
2549
2550
2551   void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2552
2553     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2554     Move* sm;
2555
2556     clear();
2557     bestMoveChanges = 0;
2558
2559     // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
2560     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
2561     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2562     {
2563         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2564         // is in the list before to add it.
2565         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2566
2567         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2568             continue;
2569
2570         RootMove rm;
2571         rm.pv[0] = cur->move;
2572         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2573         rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
2574         push_back(rm);
2575     }
2576   }
2577
2578
2579   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
2580   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
2581   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
2582
2583     assert(MultiPV > 1);
2584
2585     // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
2586     int s;
2587     int max_s = -VALUE_INFINITE;
2588     int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
2589     int max = Rml[0].pv_score;
2590     int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
2591     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
2592
2593     // PRNG sequence should be non deterministic
2594     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
2595         RK.rand<unsigned>();
2596
2597     // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
2598     // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
2599     // then we choose the move with the resulting highest score.
2600     for (int i = 0; i < size; i++)
2601     {
2602         s = Rml[i].pv_score;
2603
2604         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
2605         if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
2606             break;
2607
2608         // This is our magical formula
2609         s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
2610
2611         if (s > max_s)
2612         {
2613             max_s = s;
2614             *best = Rml[i].pv[0];
2615             *ponder = Rml[i].pv[1];
2616         }
2617     }
2618   }
2619
2620 } // namespace