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