]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Remove some ifdef from wake_sleeping_thread()
[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
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_thread(int threadID);
86     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
87
88     template <bool Fake>
89     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
90                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
91
92   private:
93     friend void poll();
94
95     int ActiveThreads;
96     volatile bool AllThreadsShouldExit;
97     Thread threads[MAX_THREADS];
98     Lock MPLock, WaitLock;
99     WaitCondition WaitCond[MAX_THREADS];
100   };
101
102
103   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
104   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
105   // in the case of moves which fail low).
106
107   struct RootMove {
108
109     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
110
111     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
112     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
113     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
114     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
115     bool operator<(const RootMove& m) const {
116
117         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
118     }
119
120     Move move;
121     Value score;
122     int mp_score;
123     int64_t nodes;
124     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
125   };
126
127
128   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
129   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
130
131   class RootMoveList {
132
133   public:
134     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
135
136     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
137     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
138     int move_count() const { return count; }
139     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
140     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
141     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
142     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
143
144     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
145     void score_moves(const Position& pos);
146     void sort();
147     void sort_multipv(int n);
148
149   private:
150     RootMove moves[MOVES_MAX];
151     int count;
152   };
153
154
155   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
156   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
157   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
158   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
159   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
160   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
161   enum set960 {};
162
163   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
164
165     os.iword(0) = int(m);
166     return os;
167   }
168
169
170   /// Adjustments
171
172   // Step 6. Razoring
173
174   // Maximum depth for razoring
175   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
176
177   // Dynamic razoring margin based on depth
178   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
179
180   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
181   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
182
183   // Step 9. Internal iterative deepening
184
185   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
186   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
187
188   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
189   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
190   const Value IIDMargin = Value(0x100);
191
192   // Step 11. Decide the new search depth
193
194   // Extensions. Configurable UCI options
195   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
196   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
197   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
198
199   // Minimum depth for use of singular extension
200   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
201
202   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
203   // remaining ones we will extend it.
204   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
205
206   // Step 12. Futility pruning
207
208   // Futility margin for quiescence search
209   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
210
211   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
212   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
213   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
214
215   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
216   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
217
218   // Step 14. Reduced search
219
220   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
221   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
222
223   template <NodeType PV>
224   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
225
226   // Common adjustments
227
228   // Search depth at iteration 1
229   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
230
231   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
232   // better than the second best move.
233   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
234
235
236   /// Global variables
237
238   // Iteration counter
239   int Iteration;
240
241   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
242   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
243   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
244
245   // Search window management
246   int AspirationDelta;
247
248   // MultiPV mode
249   int MultiPV;
250
251   // Time managment variables
252   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
253   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
254   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
255   TimeManager TimeMgr;
256
257   // Log file
258   bool UseLogFile;
259   std::ofstream LogFile;
260
261   // Multi-threads related variables
262   Depth MinimumSplitDepth;
263   int MaxThreadsPerSplitPoint;
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   int NodesSincePoll;
269   int NodesBetweenPolls = 30000;
270
271   // History table
272   History H;
273
274   /// Local functions
275
276   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
277   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
278
279   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
280   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
281
282   template <NodeType PvNode>
283   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
284       return search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
285   }
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
292
293   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
294   bool value_is_mate(Value value);
295   Value value_to_tt(Value v, int ply);
296   Value value_from_tt(Value v, int ply);
297   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
298   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
299   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
300   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
301   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
302   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
303
304   int current_search_time();
305   std::string value_to_uci(Value v);
306   int nps();
307   void poll();
308   void ponderhit();
309   void wait_for_stop_or_ponderhit();
310   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
311   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
312   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
313   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
314
315 #if !defined(_MSC_VER)
316   void *init_thread(void *threadID);
317 #else
318   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
319 #endif
320
321 }
322
323
324 ////
325 //// Functions
326 ////
327
328 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
329 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
330
331 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
332 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
333 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
334
335
336 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
337
338 void init_search() {
339
340   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
341   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
342   int mc; // moveCount
343
344   // Init reductions array
345   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
346   {
347       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
348       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
349       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
350       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
351   }
352
353   // Init futility margins array
354   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
355       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
356
357   // Init futility move count array
358   for (d = 0; d < 32; d++)
359       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
360 }
361
362
363 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
364 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
365
366 int perft(Position& pos, Depth depth)
367 {
368     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
369     StateInfo st;
370     Move m;
371     int sum = 0;
372
373     // Generate all legal moves
374     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
375
376     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
377     // the moves, just to count them.
378     if (depth <= ONE_PLY)
379         return int(last - mlist);
380
381     // Loop through all legal moves
382     CheckInfo ci(pos);
383     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
384     {
385         m = cur->move;
386         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
387         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
388         pos.undo_move(m);
389     }
390     return sum;
391 }
392
393
394 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
395 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
396 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
397 /// when a quit command is received during the search.
398
399 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
400            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
401
402   // Initialize global search variables
403   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
404   NodesSincePoll = 0;
405   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   PonderSearch = ponder;
412   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
413
414   // Look for a book move, only during games, not tests
415   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
416   {
417       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
418           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
419
420       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
421       if (bookMove != MOVE_NONE)
422       {
423           if (PonderSearch)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return true;
428       }
429   }
430
431   // Read UCI option values
432   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
433   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
434       TT.clear();
435
436   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
437   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
438   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
439   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
440   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
441   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
442   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
443   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
444   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
445   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
446   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
447   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
448
449   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
450   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
451   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
452   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
453
454   if (UseLogFile)
455       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
456
457   read_weights(pos.side_to_move());
458
459   // Set the number of active threads
460   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
461   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
462   {
463       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
464       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
465   }
466
467   // Wake up needed threads
468   for (int i = 1; i < newActiveThreads; i++)
469       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
470
471   // Set thinking time
472   int myTime = time[pos.side_to_move()];
473   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
474   if (UseTimeManagement)
475       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
476
477   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
478   // heavy time pressure.
479   if (MaxNodes)
480       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
481   else if (myTime && myTime < 1000)
482       NodesBetweenPolls = 1000;
483   else if (myTime && myTime < 5000)
484       NodesBetweenPolls = 5000;
485   else
486       NodesBetweenPolls = 30000;
487
488   // Write search information to log file
489   if (UseLogFile)
490       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
491               << "infinite: "  << infinite
492               << " ponder: "   << ponder
493               << " time: "     << myTime
494               << " increment: " << myIncrement
495               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
496
497   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
498   id_loop(pos, searchMoves);
499
500   if (UseLogFile)
501       LogFile.close();
502
503   // This makes all the threads to go to sleep
504   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
505
506   return !Quit;
507 }
508
509
510 namespace {
511
512   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
513   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
514   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
515   // reached.
516
517   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
518
519     Position p(pos, pos.thread());
520     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
521     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
522     Move EasyMove = MOVE_NONE;
523     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
524
525     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
526     RootMoveList rml(p, searchMoves);
527
528     // Handle special case of searching on a mate/stale position
529     if (rml.move_count() == 0)
530     {
531         if (PonderSearch)
532             wait_for_stop_or_ponderhit();
533
534         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
535     }
536
537     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
538     // so to output information also for iteration 1.
539     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
540          << "info depth " << 1
541          << "\ninfo depth " << 1
542          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
543          << " time " << current_search_time()
544          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
545          << " nps " << nps()
546          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
547
548     // Initialize
549     TT.new_search();
550     H.clear();
551     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
552     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
553     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
554     Iteration = 1;
555
556     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
557     if (   rml.move_count() == 1
558         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
559         EasyMove = rml.move(0);
560
561     // Iterative deepening loop
562     while (Iteration < PLY_MAX)
563     {
564         // Initialize iteration
565         Iteration++;
566         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
567
568         cout << "info depth " << Iteration << endl;
569
570         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
571         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
572         {
573             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
574             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
575
576             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
577             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
578
579             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
580             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
581         }
582
583         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
584         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
585
586         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
587         // been overwritten during the search.
588         insert_pv_in_tt(p, pv);
589
590         if (AbortSearch)
591             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
592
593         //Save info about search result
594         ValueByIteration[Iteration] = value;
595
596         // Drop the easy move if differs from the new best move
597         if (pv[0] != EasyMove)
598             EasyMove = MOVE_NONE;
599
600         if (UseTimeManagement)
601         {
602             // Time to stop?
603             bool stopSearch = false;
604
605             // Stop search early if there is only a single legal move,
606             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
607             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
608                 stopSearch = true;
609
610             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
611             if (  Iteration >= 6
612                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
613                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
614                 stopSearch = true;
615
616             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
617             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
618             if (   Iteration >= 8
619                 && EasyMove == pv[0]
620                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
621                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
622                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
623                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
624                 stopSearch = true;
625
626             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
627             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
628                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
629                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
630
631             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
632             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
633             // move at the next iteration anyway.
634             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
635                 stopSearch = true;
636
637             if (stopSearch)
638             {
639                 if (PonderSearch)
640                     StopOnPonderhit = true;
641                 else
642                     break;
643             }
644         }
645
646         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
647             break;
648     }
649
650     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
651     // best move before we are told to do so.
652     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
653         wait_for_stop_or_ponderhit();
654     else
655         // Print final search statistics
656         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
657              << " nps " << nps()
658              << " time " << current_search_time() << endl;
659
660     // Print the best move and the ponder move to the standard output
661     if (pv[0] == MOVE_NONE)
662     {
663         pv[0] = rml.move(0);
664         pv[1] = MOVE_NONE;
665     }
666
667     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
668
669     cout << "bestmove " << pv[0];
670
671     if (pv[1] != MOVE_NONE)
672         cout << " ponder " << pv[1];
673
674     cout << endl;
675
676     if (UseLogFile)
677     {
678         if (dbg_show_mean)
679             dbg_print_mean(LogFile);
680
681         if (dbg_show_hit_rate)
682             dbg_print_hit_rate(LogFile);
683
684         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
685                 << "\nNodes/second: " << nps()
686                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
687
688         StateInfo st;
689         p.do_move(pv[0], st);
690         LogFile << "\nPonder move: "
691                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
692                 << endl;
693     }
694     return rml.move_score(0);
695   }
696
697
698   // root_search() is the function which searches the root node. It is
699   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
700   // scheme, prints some information to the standard output and handles
701   // the fail low/high loops.
702
703   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
704
705     StateInfo st;
706     CheckInfo ci(pos);
707     int64_t nodes;
708     Move move;
709     Depth depth, ext, newDepth;
710     Value value, alpha, beta;
711     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
712     int researchCountFH, researchCountFL;
713
714     researchCountFH = researchCountFL = 0;
715     alpha = *alphaPtr;
716     beta = *betaPtr;
717     isCheck = pos.is_check();
718     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
719
720     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
721     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
722
723     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
724     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
725     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
726
727     // Step 5. Evaluate the position statically
728     // At root we do this only to get reference value for child nodes
729     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
730     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
731
732     // Step 6. Razoring (omitted at root)
733     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
734     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
735     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
736
737     // Step extra. Fail low loop
738     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
739     // with bigger window until we are not failing low anymore.
740     while (1)
741     {
742         // Sort the moves before to (re)search
743         rml.score_moves(pos);
744         rml.sort();
745
746         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
747         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
748         {
749             // This is used by time management
750             FirstRootMove = (i == 0);
751
752             // Save the current node count before the move is searched
753             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
754
755             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
756             // the standard output.
757             move = ss->currentMove = rml.move(i);
758
759             if (current_search_time() >= 1000)
760                 cout << "info currmove " << move
761                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
762
763             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
764             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
765
766             // Step 11. Decide the new search depth
767             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
768             newDepth = depth + ext;
769
770             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
771
772             // Step extra. Fail high loop
773             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
774             // high anymore.
775             value = - VALUE_INFINITE;
776
777             while (1)
778             {
779                 // Step 13. Make the move
780                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
781
782                 // Step extra. pv search
783                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
784                 // and for fail high research (value > alpha)
785                 if (i < MultiPV || value > alpha)
786                 {
787                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
788                     if (MultiPV > 1)
789                         alpha = -VALUE_INFINITE;
790
791                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
792                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
793                 }
794                 else
795                 {
796                     // Step 14. Reduced search
797                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
798                     bool doFullDepthSearch = true;
799
800                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
801                         && !dangerous
802                         && !captureOrPromotion
803                         && !move_is_castle(move))
804                     {
805                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
806                         if (ss->reduction)
807                         {
808                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
809
810                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
811                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
812                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
813                         }
814
815                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
816                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
817                         // if the move fails high again then go with full depth search.
818                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
819                         {
820                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
821
822                             ss->reduction = ONE_PLY;
823                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
824                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
825                         }
826                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
827                     }
828
829                     // Step 15. Full depth search
830                     if (doFullDepthSearch)
831                     {
832                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
833                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
834
835                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
836                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
837                         if (value > alpha)
838                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
839                     }
840                 }
841
842                 // Step 16. Undo move
843                 pos.undo_move(move);
844
845                 // Can we exit fail high loop ?
846                 if (AbortSearch || value < beta)
847                     break;
848
849                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
850                 // the score before research in case we run out of time while researching.
851                 rml.set_move_score(i, value);
852                 ss->bestMove = move;
853                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
854                 rml.set_move_pv(i, pv);
855
856                 // Print information to the standard output
857                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
858
859                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
860                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
861                 researchCountFH++;
862
863             } // End of fail high loop
864
865             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
866             // was aborted because the user interrupted the search or because we
867             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
868             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
869             // move and/or PV.
870             if (AbortSearch)
871                 break;
872
873             // Remember searched nodes counts for this move
874             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
875
876             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
877             assert(value < beta);
878
879             // Step 17. Check for new best move
880             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
881                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
882             else
883             {
884                 // PV move or new best move!
885
886                 // Update PV
887                 rml.set_move_score(i, value);
888                 ss->bestMove = move;
889                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
890                 rml.set_move_pv(i, pv);
891
892                 if (MultiPV == 1)
893                 {
894                     // We record how often the best move has been changed in each
895                     // iteration. This information is used for time managment: When
896                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
897                     if (i > 0)
898                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
899
900                     // Print information to the standard output
901                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
902
903                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
904                     if (value > alpha)
905                         alpha = value;
906                 }
907                 else // MultiPV > 1
908                 {
909                     rml.sort_multipv(i);
910                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
911                     {
912                         cout << "info multipv " << j + 1
913                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
914                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
915                              << " time " << current_search_time()
916                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
917                              << " nps " << nps()
918                              << " pv ";
919
920                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
921                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
922
923                         cout << endl;
924                     }
925                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
926                 }
927             } // PV move or new best move
928
929             assert(alpha >= *alphaPtr);
930
931             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
932
933             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
934                 StopOnPonderhit = false;
935         }
936
937         // Can we exit fail low loop ?
938         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
939             break;
940
941         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
942         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
943         researchCountFL++;
944
945     } // Fail low loop
946
947     // Sort the moves before to return
948     rml.sort();
949
950     return alpha;
951   }
952
953
954   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
955   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
956   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
957   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
958   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
959   // here: This is taken care of after we return from the split point.
960
961   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
962   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
963
964     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
965     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
966     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
967     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
968     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
969
970     Move movesSearched[MOVES_MAX];
971     StateInfo st;
972     const TTEntry *tte;
973     Key posKey;
974     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
975     Depth ext, newDepth;
976     Value bestValue, value, oldAlpha;
977     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
978     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
979     bool mateThreat = false;
980     int moveCount = 0;
981     int threadID = pos.thread();
982     SplitPoint* sp = NULL;
983     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
984     oldAlpha = alpha;
985     isCheck = pos.is_check();
986
987     if (SpNode)
988     {
989         sp = ss->sp;
990         tte = NULL;
991         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
992         threatMove = sp->threatMove;
993         mateThreat = sp->mateThreat;
994         goto split_point_start;
995     }
996
997     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
998     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
999     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1000     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1001
1002     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1003     {
1004         NodesSincePoll = 0;
1005         poll();
1006     }
1007
1008     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1009     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1010         return VALUE_DRAW;
1011
1012     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1013         return VALUE_DRAW;
1014
1015     // Step 3. Mate distance pruning
1016     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1017     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1018     if (alpha >= beta)
1019         return alpha;
1020
1021     // Step 4. Transposition table lookup
1022
1023     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1024     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1025     excludedMove = ss->excludedMove;
1026     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1027
1028     tte = TT.retrieve(posKey);
1029     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1030
1031     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1032     // This is to avoid problems in the following areas:
1033     //
1034     // * Repetition draw detection
1035     // * Fifty move rule detection
1036     // * Searching for a mate
1037     // * Printing of full PV line
1038
1039     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1040     {
1041         // Refresh tte entry to avoid aging
1042         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1043
1044         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1045         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1046     }
1047
1048     // Step 5. Evaluate the position statically and
1049     // update gain statistics of parent move.
1050     if (isCheck)
1051         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1052     else if (tte)
1053     {
1054         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1055
1056         ss->eval = tte->static_value();
1057         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1058         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1059     }
1060     else
1061     {
1062         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1063         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1064     }
1065
1066     // Save gain for the parent non-capture move
1067     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1068
1069     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1070     if (   !PvNode
1071         &&  depth < RazorDepth
1072         && !isCheck
1073         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1074         &&  ttMove == MOVE_NONE
1075         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1076         && !value_is_mate(beta)
1077         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1078     {
1079         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1080         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1081         if (v < rbeta)
1082             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1083             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1084             return v;
1085     }
1086
1087     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1088     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1089     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1090     if (   !PvNode
1091         && !ss->skipNullMove
1092         &&  depth < RazorDepth
1093         && !isCheck
1094         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1095         && !value_is_mate(beta)
1096         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1097         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1098
1099     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1100     if (   !PvNode
1101         && !ss->skipNullMove
1102         &&  depth > ONE_PLY
1103         && !isCheck
1104         &&  refinedValue >= beta
1105         && !value_is_mate(beta)
1106         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1107     {
1108         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1109
1110         // Null move dynamic reduction based on depth
1111         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1112
1113         // Null move dynamic reduction based on value
1114         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1115             R++;
1116
1117         pos.do_null_move(st);
1118         (ss+1)->skipNullMove = true;
1119
1120         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1121                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1122         (ss+1)->skipNullMove = false;
1123         pos.undo_null_move();
1124
1125         if (nullValue >= beta)
1126         {
1127             // Do not return unproven mate scores
1128             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1129                 nullValue = beta;
1130
1131             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1132                 return nullValue;
1133
1134             // Do verification search at high depths
1135             ss->skipNullMove = true;
1136             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1137             ss->skipNullMove = false;
1138
1139             if (v >= beta)
1140                 return nullValue;
1141         }
1142         else
1143         {
1144             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1145             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1146             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1147             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1148             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1149             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1150             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1151                 mateThreat = true;
1152
1153             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1154             if (   depth < ThreatDepth
1155                 && (ss-1)->reduction
1156                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1157                 return beta - 1;
1158         }
1159     }
1160
1161     // Step 9. Internal iterative deepening
1162     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1163         &&  ttMove == MOVE_NONE
1164         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1165     {
1166         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1167
1168         ss->skipNullMove = true;
1169         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1170         ss->skipNullMove = false;
1171
1172         ttMove = ss->bestMove;
1173         tte = TT.retrieve(posKey);
1174     }
1175
1176     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1177     if (PvNode)
1178         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1179
1180 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1181
1182     // Initialize a MovePicker object for the current position
1183     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1184     MovePicker mpBase = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1185     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1186     CheckInfo ci(pos);
1187     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1188     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1189     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1190     singularExtensionNode =  !SpNode
1191                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1192                            && tte
1193                            && tte->move()
1194                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1195                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1196                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1197     if (SpNode)
1198     {
1199         lock_grab(&(sp->lock));
1200         bestValue = sp->bestValue;
1201     }
1202
1203     // Step 10. Loop through moves
1204     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1205     while (   bestValue < beta
1206            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1207            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1208     {
1209       if (SpNode)
1210       {
1211           moveCount = ++sp->moveCount;
1212           lock_release(&(sp->lock));
1213       }
1214
1215       assert(move_is_ok(move));
1216
1217       if (move == excludedMove)
1218           continue;
1219
1220       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1221       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1222
1223       // Step 11. Decide the new search depth
1224       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1225
1226       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1227       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1228       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1229       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1230       if (   singularExtensionNode
1231           && move == tte->move()
1232           && ext < ONE_PLY)
1233       {
1234           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1235
1236           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1237           {
1238               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1239               ss->excludedMove = move;
1240               ss->skipNullMove = true;
1241               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1242               ss->skipNullMove = false;
1243               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1244               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1245               if (v < b)
1246                   ext = ONE_PLY;
1247           }
1248       }
1249
1250       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1251
1252       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1253       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1254
1255       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1256       if (   !PvNode
1257           && !captureOrPromotion
1258           && !isCheck
1259           && !dangerous
1260           &&  move != ttMove
1261           && !move_is_castle(move))
1262       {
1263           // Move count based pruning
1264           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1265               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1266               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1267           {
1268               if (SpNode)
1269                   lock_grab(&(sp->lock));
1270
1271               continue;
1272           }
1273
1274           // Value based pruning
1275           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1276           // but fixing this made program slightly weaker.
1277           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1278           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1279                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1280
1281           if (futilityValueScaled < beta)
1282           {
1283               if (SpNode)
1284               {
1285                   lock_grab(&(sp->lock));
1286                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1287                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1288               }
1289               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1290                   bestValue = futilityValueScaled;
1291
1292               continue;
1293           }
1294       }
1295
1296       // Step 13. Make the move
1297       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1298
1299       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1300       // The first move in list is the expected PV
1301       if (!SpNode && PvNode && moveCount == 1)
1302           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1303                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1304       else
1305       {
1306           // Step 14. Reduced depth search
1307           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1308           bool doFullDepthSearch = true;
1309
1310           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1311               && !captureOrPromotion
1312               && !dangerous
1313               && !move_is_castle(move)
1314               && !(ss->killers[0] == move || ss->killers[1] == move))
1315           {
1316               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1317               if (ss->reduction)
1318               {
1319                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1320                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1321                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1322                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1323
1324                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1325               }
1326
1327               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1328               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1329               // if the move fails high again then go with full depth search.
1330               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1331               {
1332                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1333
1334                   ss->reduction = ONE_PLY;
1335                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1336                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1337                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1338               }
1339               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1340           }
1341
1342           // Step 15. Full depth search
1343           if (doFullDepthSearch)
1344           {
1345               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1346               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1347                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1348
1349               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1350               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1351               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1352               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1353                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1354                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1355           }
1356       }
1357
1358       // Step 16. Undo move
1359       pos.undo_move(move);
1360
1361       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1362
1363       // Step 17. Check for new best move
1364       if (SpNode)
1365       {
1366           lock_grab(&(sp->lock));
1367           bestValue = sp->bestValue;
1368           alpha = sp->alpha;
1369       }
1370
1371       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1372       {
1373           bestValue = value;
1374           if (value > alpha)
1375           {
1376               if (SpNode && (!PvNode || value >= beta))
1377                   sp->stopRequest = true;
1378
1379               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1380                   alpha = value;
1381
1382               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1383                   ss->mateKiller = move;
1384
1385               ss->bestMove = move;
1386           }
1387           if (SpNode)
1388           {
1389               sp->bestValue = bestValue;
1390               sp->alpha = alpha;
1391               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove;
1392           }
1393       }
1394
1395       // Step 18. Check for split
1396       if (   !SpNode
1397           && depth >= MinimumSplitDepth
1398           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1399           && bestValue < beta
1400           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1401           && !AbortSearch
1402           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1403           && Iteration <= 99)
1404           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1405                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1406     }
1407
1408     if (SpNode)
1409     {
1410         /* Here we have the lock still grabbed */
1411         sp->slaves[threadID] = 0;
1412         lock_release(&(sp->lock));
1413         return bestValue;
1414     }
1415
1416     // Step 19. Check for mate and stalemate
1417     // All legal moves have been searched and if there are
1418     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1419     // If one move was excluded return fail low score.
1420     if (!moveCount)
1421         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1422
1423     // Step 20. Update tables
1424     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1425     // history counters, and killer moves.
1426     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1427         return bestValue;
1428
1429     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1430     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1431     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1432
1433     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1434     if (    bestValue >= beta
1435         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1436     {
1437             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1438             update_killers(move, ss);
1439     }
1440
1441     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1442
1443     return bestValue;
1444   }
1445
1446
1447   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1448   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1449   // less than ONE_PLY).
1450
1451   template <NodeType PvNode>
1452   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1453
1454     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1455     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1456     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1457     assert(depth <= 0);
1458     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1459     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1460
1461     StateInfo st;
1462     Move ttMove, move;
1463     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1464     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1465     const TTEntry* tte;
1466     Value oldAlpha = alpha;
1467
1468     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1469     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1470
1471     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1472     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1473         return VALUE_DRAW;
1474
1475     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1476     // pruning, but only for move ordering.
1477     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1478     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1479
1480     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1481     {
1482         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1483         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1484     }
1485
1486     isCheck = pos.is_check();
1487
1488     // Evaluate the position statically
1489     if (isCheck)
1490     {
1491         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1492         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1493         deepChecks = enoughMaterial = false;
1494     }
1495     else
1496     {
1497         if (tte)
1498         {
1499             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1500
1501             evalMargin = tte->static_value_margin();
1502             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1503         }
1504         else
1505             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1506
1507         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1508
1509         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1510         if (bestValue >= beta)
1511         {
1512             if (!tte)
1513                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1514
1515             return bestValue;
1516         }
1517
1518         if (PvNode && bestValue > alpha)
1519             alpha = bestValue;
1520
1521         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1522         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1523
1524         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1525         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1526         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1527     }
1528
1529     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1530     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1531     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1532     // and we are near beta) will be generated.
1533     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1534     CheckInfo ci(pos);
1535
1536     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1537     while (   alpha < beta
1538            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1539     {
1540       assert(move_is_ok(move));
1541
1542       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1543
1544       // Futility pruning
1545       if (   !PvNode
1546           && !isCheck
1547           && !moveIsCheck
1548           &&  move != ttMove
1549           &&  enoughMaterial
1550           && !move_is_promotion(move)
1551           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1552       {
1553           futilityValue =  futilityBase
1554                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1555                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1556
1557           if (futilityValue < alpha)
1558           {
1559               if (futilityValue > bestValue)
1560                   bestValue = futilityValue;
1561               continue;
1562           }
1563       }
1564
1565       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1566       evasionPrunable =   isCheck
1567                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1568                        && !pos.move_is_capture(move)
1569                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1570
1571       // Don't search moves with negative SEE values
1572       if (   !PvNode
1573           && (!isCheck || evasionPrunable)
1574           &&  move != ttMove
1575           && !move_is_promotion(move)
1576           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1577           continue;
1578
1579       // Update current move
1580       ss->currentMove = move;
1581
1582       // Make and search the move
1583       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1584       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1585       pos.undo_move(move);
1586
1587       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1588
1589       // New best move?
1590       if (value > bestValue)
1591       {
1592           bestValue = value;
1593           if (value > alpha)
1594           {
1595               alpha = value;
1596               ss->bestMove = move;
1597           }
1598        }
1599     }
1600
1601     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1602     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1603     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1604         return value_mated_in(ply);
1605
1606     // Update transposition table
1607     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1608     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1609     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1610
1611     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1612
1613     return bestValue;
1614   }
1615
1616
1617   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1618   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1619   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1620   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1621   // second move is assumed to be a move from the current position.
1622
1623   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1624
1625     Square f1, t1, f2, t2;
1626     Piece p;
1627
1628     assert(move_is_ok(m1));
1629     assert(move_is_ok(m2));
1630
1631     if (m2 == MOVE_NONE)
1632         return false;
1633
1634     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1635     f2 = move_from(m2);
1636     t1 = move_to(m1);
1637     if (f2 == t1)
1638         return true;
1639
1640     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1641     t2 = move_to(m2);
1642     f1 = move_from(m1);
1643     if (t2 == f1)
1644         return true;
1645
1646     // Case 3: Moving through the vacated square
1647     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1648         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1649       return true;
1650
1651     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1652     p = pos.piece_on(t1);
1653     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1654         return true;
1655
1656     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1657     if (    piece_is_slider(p)
1658         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1659         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1660     {
1661         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1662         // move is the opposite of the checking piece.
1663         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1664         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1665
1666         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1667             return true;
1668     }
1669     return false;
1670   }
1671
1672
1673   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1674   // compensated for the ply.
1675
1676   bool value_is_mate(Value value) {
1677
1678     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1679
1680     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1681           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1682   }
1683
1684
1685   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1686   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1687   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1688
1689   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1690
1691     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1692       return v + ply;
1693
1694     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1695       return v - ply;
1696
1697     return v;
1698   }
1699
1700
1701   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1702   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1703
1704   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1705
1706     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1707       return v - ply;
1708
1709     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1710       return v + ply;
1711
1712     return v;
1713   }
1714
1715
1716   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1717   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1718   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1719   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1720   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1721   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1722   template <NodeType PvNode>
1723   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1724                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1725
1726     assert(m != MOVE_NONE);
1727
1728     Depth result = DEPTH_ZERO;
1729     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1730
1731     if (*dangerous)
1732     {
1733         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1734             result += CheckExtension[PvNode];
1735
1736         if (singleEvasion)
1737             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1738
1739         if (mateThreat)
1740             result += MateThreatExtension[PvNode];
1741     }
1742
1743     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1744     {
1745         Color c = pos.side_to_move();
1746         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1747         {
1748             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1749             *dangerous = true;
1750         }
1751         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1752         {
1753             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1754             *dangerous = true;
1755         }
1756     }
1757
1758     if (   captureOrPromotion
1759         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1760         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1761             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1762         && !move_is_promotion(m)
1763         && !move_is_ep(m))
1764     {
1765         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1766         *dangerous = true;
1767     }
1768
1769     if (   PvNode
1770         && captureOrPromotion
1771         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1772         && pos.see_sign(m) >= 0)
1773     {
1774         result += ONE_PLY / 2;
1775         *dangerous = true;
1776     }
1777
1778     return Min(result, ONE_PLY);
1779   }
1780
1781
1782   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1783   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1784
1785   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1786
1787     assert(move_is_ok(m));
1788     assert(threat && move_is_ok(threat));
1789     assert(!pos.move_is_check(m));
1790     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1791     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1792
1793     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1794
1795     mfrom = move_from(m);
1796     mto = move_to(m);
1797     tfrom = move_from(threat);
1798     tto = move_to(threat);
1799
1800     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1801     if (mfrom == tto)
1802         return true;
1803
1804     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1805     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1806     if (   pos.move_is_capture(threat)
1807         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1808             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1809         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1810         return true;
1811
1812     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1813     // prune safe moves which block its ray.
1814     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1815         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1816         && pos.see_sign(m) >= 0)
1817         return true;
1818
1819     return false;
1820   }
1821
1822
1823   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1824   // can be used at a given point in search.
1825
1826   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1827
1828     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1829
1830     return   (   tte->depth() >= depth
1831               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1832               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1833
1834           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1835               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1836   }
1837
1838
1839   // refine_eval() returns the transposition table score if
1840   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1841
1842   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1843
1844       assert(tte);
1845
1846       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1847
1848       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1849           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1850           return v;
1851
1852       return defaultEval;
1853   }
1854
1855
1856   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1857   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1858
1859   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1860                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1861     Move m;
1862
1863     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1864
1865     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1866     {
1867         m = movesSearched[i];
1868
1869         assert(m != move);
1870
1871         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1872             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1873     }
1874   }
1875
1876
1877   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1878   // among the killer moves of that ply.
1879
1880   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1881
1882     if (m == ss->killers[0])
1883         return;
1884
1885     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1886     ss->killers[0] = m;
1887   }
1888
1889
1890   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1891   // the static position evaluation before and after the move.
1892
1893   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1894
1895     if (   m != MOVE_NULL
1896         && before != VALUE_NONE
1897         && after != VALUE_NONE
1898         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1899         && !move_is_special(m))
1900         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1901   }
1902
1903
1904   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1905   // since the beginning of the current search.
1906
1907   int current_search_time() {
1908
1909     return get_system_time() - SearchStartTime;
1910   }
1911
1912
1913   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1914
1915   std::string value_to_uci(Value v) {
1916
1917     std::stringstream s;
1918
1919     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1920       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1921     else
1922       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1923
1924     return s.str();
1925   }
1926
1927   // nps() computes the current nodes/second count.
1928
1929   int nps() {
1930
1931     int t = current_search_time();
1932     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1933   }
1934
1935
1936   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1937   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1938   // search.
1939
1940   void poll() {
1941
1942     static int lastInfoTime;
1943     int t = current_search_time();
1944
1945     //  Poll for input
1946     if (Bioskey())
1947     {
1948         // We are line oriented, don't read single chars
1949         std::string command;
1950
1951         if (!std::getline(std::cin, command))
1952             command = "quit";
1953
1954         if (command == "quit")
1955         {
1956             AbortSearch = true;
1957             PonderSearch = false;
1958             Quit = true;
1959             return;
1960         }
1961         else if (command == "stop")
1962         {
1963             AbortSearch = true;
1964             PonderSearch = false;
1965         }
1966         else if (command == "ponderhit")
1967             ponderhit();
1968     }
1969
1970     // Print search information
1971     if (t < 1000)
1972         lastInfoTime = 0;
1973
1974     else if (lastInfoTime > t)
1975         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1976         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1977         lastInfoTime = 0;
1978
1979     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1980     {
1981         lastInfoTime = t;
1982
1983         if (dbg_show_mean)
1984             dbg_print_mean();
1985
1986         if (dbg_show_hit_rate)
1987             dbg_print_hit_rate();
1988
1989         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
1990              << " time " << t << endl;
1991     }
1992
1993     // Should we stop the search?
1994     if (PonderSearch)
1995         return;
1996
1997     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1998                            && !AspirationFailLow
1999                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2000
2001     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2002                      || stillAtFirstMove;
2003
2004     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2005         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2006         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2007         AbortSearch = true;
2008   }
2009
2010
2011   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2012   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2013   // it correctly predicted the opponent's move.
2014
2015   void ponderhit() {
2016
2017     int t = current_search_time();
2018     PonderSearch = false;
2019
2020     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2021                            && !AspirationFailLow
2022                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2023
2024     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2025                      || stillAtFirstMove;
2026
2027     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2028         AbortSearch = true;
2029   }
2030
2031
2032   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2033   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2034
2035   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2036
2037     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2038     {
2039         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2040         ss->skipNullMove = false;
2041         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2042         ss->sp = NULL;
2043
2044         if (i < 3)
2045             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2046     }
2047   }
2048
2049
2050   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2051   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2052   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2053   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2054   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2055   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2056
2057   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2058
2059     std::string command;
2060
2061     while (true)
2062     {
2063         if (!std::getline(std::cin, command))
2064             command = "quit";
2065
2066         if (command == "quit")
2067         {
2068             Quit = true;
2069             break;
2070         }
2071         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2072             break;
2073     }
2074   }
2075
2076
2077   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2078   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2079
2080   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2081
2082     cout << "info depth " << Iteration
2083          << " score "     << value_to_uci(value)
2084          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2085          << " time "  << current_search_time()
2086          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2087          << " nps "   << nps()
2088          << " pv ";
2089
2090     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2091         cout << *m << " ";
2092
2093     cout << endl;
2094
2095     if (UseLogFile)
2096     {
2097         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2098                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2099
2100         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2101                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2102     }
2103   }
2104
2105
2106   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2107   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2108   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2109
2110   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2111
2112     StateInfo st;
2113     TTEntry* tte;
2114     Position p(pos, pos.thread());
2115     Value v, m = VALUE_NONE;
2116
2117     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2118     {
2119         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2120         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2121         {
2122             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2123             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2124         }
2125         p.do_move(pv[i], st);
2126     }
2127   }
2128
2129
2130   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2131   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2132   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2133   // long PV to print that is important for position analysis.
2134
2135   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2136
2137     StateInfo st;
2138     TTEntry* tte;
2139     Position p(pos, pos.thread());
2140     int ply = 0;
2141
2142     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2143
2144     pv[ply] = bestMove;
2145     p.do_move(pv[ply++], st);
2146
2147     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2148            && tte->move() != MOVE_NONE
2149            && move_is_legal(p, tte->move())
2150            && ply < PLY_MAX
2151            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2152     {
2153         pv[ply] = tte->move();
2154         p.do_move(pv[ply++], st);
2155     }
2156     pv[ply] = MOVE_NONE;
2157   }
2158
2159
2160   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2161   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2162   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2163   // threads and one for Windows threads.
2164
2165 #if !defined(_MSC_VER)
2166
2167   void* init_thread(void *threadID) {
2168
2169     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2170     return NULL;
2171   }
2172
2173 #else
2174
2175   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2176
2177     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2178     return 0;
2179   }
2180
2181 #endif
2182
2183
2184   /// The ThreadsManager class
2185
2186   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2187   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2188   // counters used to sort the moves at root.
2189
2190   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2191
2192     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2193         threads[i].nodes = 0ULL;
2194   }
2195
2196   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2197
2198     int64_t result = 0ULL;
2199     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2200         result += threads[i].nodes;
2201
2202     return result;
2203   }
2204
2205
2206   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2207   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2208   // object for which the current thread is the master.
2209
2210   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2211
2212     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2213
2214     while (true)
2215     {
2216         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2217         // master should exit as last one.
2218         if (AllThreadsShouldExit)
2219         {
2220             assert(!sp);
2221             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2222             return;
2223         }
2224
2225         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2226         // instead of wasting CPU time polling for work.
2227         while (   threadID >= ActiveThreads
2228                || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2229         {
2230             assert(!sp);
2231             assert(threadID != 0);
2232
2233             if (AllThreadsShouldExit)
2234                 break;
2235
2236             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2237
2238 #if !defined(_MSC_VER)
2239             lock_grab(&WaitLock);
2240             if (threadID >= ActiveThreads)
2241                 pthread_cond_wait(&WaitCond[threadID], &WaitLock);
2242             lock_release(&WaitLock);
2243 #else
2244             WaitForSingleObject(WaitCond[threadID], INFINITE);
2245 #endif
2246         }
2247
2248         // If this thread has been assigned work, launch a search
2249         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2250         {
2251             assert(!AllThreadsShouldExit);
2252
2253             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2254
2255             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2256             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2257             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2258             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2259             ss->sp = tsp;
2260
2261             if (tsp->pvNode)
2262                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2263             else
2264                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2265
2266             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2267
2268             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2269         }
2270
2271         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2272         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2273         int i = 0;
2274         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2275
2276         if (i == ActiveThreads)
2277         {
2278             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2279             // be sure sp->lock has been released before to return.
2280             lock_grab(&(sp->lock));
2281             lock_release(&(sp->lock));
2282
2283             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2284             // because here is all finished is not possible master is booked.
2285             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2286
2287             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2288             return;
2289         }
2290     }
2291   }
2292
2293
2294   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2295   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2296   // objects.
2297
2298   void ThreadsManager::init_threads() {
2299
2300     volatile int i;
2301     bool ok;
2302
2303     // Initialize global locks
2304     lock_init(&MPLock);
2305     lock_init(&WaitLock);
2306
2307     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2308 #if !defined(_MSC_VER)
2309         pthread_cond_init(&WaitCond[i], NULL);
2310 #else
2311         WaitCond[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2312 #endif
2313
2314     // Initialize splitPoints[] locks
2315     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2316         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2317             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2318
2319     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2320     AllThreadsShouldExit = false;
2321
2322     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2323     ActiveThreads = 1;
2324
2325     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2326     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2327     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2328         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2329
2330     // Launch the helper threads
2331     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2332     {
2333
2334 #if !defined(_MSC_VER)
2335         pthread_t pthread[1];
2336         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2337 #else
2338         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2339 #endif
2340
2341         if (!ok)
2342         {
2343             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2344             Application::exit_with_failure();
2345         }
2346
2347         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2348         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2349     }
2350   }
2351
2352
2353   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2354   // helper threads exit cleanly.
2355
2356   void ThreadsManager::exit_threads() {
2357
2358     AllThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2359
2360     // Wake up all the threads and waits for termination
2361     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2362     {
2363         wake_sleeping_thread(i);
2364         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2365     }
2366
2367     // Now we can safely destroy the locks
2368     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2369         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2370             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2371
2372     lock_destroy(&WaitLock);
2373     lock_destroy(&MPLock);
2374
2375     // Now we can safely destroy the wait conditions
2376     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2377         cond_destroy(&WaitCond[i]);
2378   }
2379
2380
2381   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2382   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2383   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2384
2385   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2386
2387     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2388
2389     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2390
2391     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2392     return sp != NULL;
2393   }
2394
2395
2396   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2397   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2398   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2399   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2400   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2401   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2402   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2403
2404   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2405
2406     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2407     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2408     assert(ActiveThreads > 1);
2409
2410     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2411         return false;
2412
2413     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2414     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2415
2416     // No active split points means that the thread is available as
2417     // a slave for any other thread.
2418     if (localActiveSplitPoints == 0 || ActiveThreads == 2)
2419         return true;
2420
2421     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2422     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2423     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2424     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2425         return true;
2426
2427     return false;
2428   }
2429
2430
2431   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2432   // a slave for the thread with threadID "master".
2433
2434   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2435
2436     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2437     assert(ActiveThreads > 1);
2438
2439     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2440         if (thread_is_available(i, master))
2441             return true;
2442
2443     return false;
2444   }
2445
2446
2447   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2448   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2449   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2450   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2451   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2452   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2453   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2454   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2455   // split() returns.
2456
2457   template <bool Fake>
2458   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2459                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2460                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2461     assert(p.is_ok());
2462     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2463     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2464     assert(*bestValue <= *alpha);
2465     assert(*alpha < beta);
2466     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2467     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2468     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2469     assert(ActiveThreads > 1);
2470
2471     int i, master = p.thread();
2472     Thread& masterThread = threads[master];
2473
2474     lock_grab(&MPLock);
2475
2476     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2477     // active split points, don't split.
2478     if (   !available_thread_exists(master)
2479         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2480     {
2481         lock_release(&MPLock);
2482         return;
2483     }
2484
2485     // Pick the next available split point object from the split point stack
2486     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2487
2488     // Initialize the split point object
2489     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2490     splitPoint.stopRequest = false;
2491     splitPoint.ply = ply;
2492     splitPoint.depth = depth;
2493     splitPoint.threatMove = threatMove;
2494     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2495     splitPoint.alpha = *alpha;
2496     splitPoint.beta = beta;
2497     splitPoint.pvNode = pvNode;
2498     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2499     splitPoint.mp = mp;
2500     splitPoint.moveCount = moveCount;
2501     splitPoint.pos = &p;
2502     splitPoint.parentSstack = ss;
2503     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2504         splitPoint.slaves[i] = 0;
2505
2506     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2507
2508     // If we are here it means we are not available
2509     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2510
2511     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2512
2513     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2514     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2515         if (thread_is_available(i, master))
2516         {
2517             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2518             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2519             splitPoint.slaves[i] = 1;
2520             workersCnt++;
2521         }
2522
2523     assert(Fake || workersCnt > 1);
2524
2525     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2526     lock_release(&MPLock);
2527
2528     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2529     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2530     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2531         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2532         {
2533             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2534
2535             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2536
2537             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2538         }
2539
2540     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2541     // which it will instantly launch a search, because its state is
2542     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2543     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2544     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2545     idle_loop(master, &splitPoint);
2546
2547     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2548     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2549     lock_grab(&MPLock);
2550
2551     *alpha = splitPoint.alpha;
2552     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2553     masterThread.activeSplitPoints--;
2554     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2555
2556     lock_release(&MPLock);
2557   }
2558
2559
2560   // wake_sleeping_thread() wakes up all sleeping threads when it is time
2561   // to start a new search from the root.
2562
2563   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2564
2565      lock_grab(&WaitLock);
2566      cond_signal(&WaitCond[threadID]);
2567      lock_release(&WaitLock);
2568   }
2569
2570
2571   /// The RootMoveList class
2572
2573   // RootMoveList c'tor
2574
2575   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2576
2577     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2578     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2579     StateInfo st;
2580     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2581
2582     // Initialize search stack
2583     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2584     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2585     count = 0;
2586
2587     // Generate all legal moves
2588     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2589
2590     // Add each move to the moves[] array
2591     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2592     {
2593         bool includeMove = includeAllMoves;
2594
2595         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2596             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2597
2598         if (!includeMove)
2599             continue;
2600
2601         // Find a quick score for the move
2602         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2603         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2604         pos.do_move(cur->move, st);
2605         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2606         pos.undo_move(cur->move);
2607         count++;
2608     }
2609     sort();
2610   }
2611
2612   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2613   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2614
2615   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2616   {
2617       Move move;
2618       int score = 1000;
2619       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2620
2621       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2622           for (int i = 0; i < count; i++)
2623               if (moves[i].move == move)
2624               {
2625                   moves[i].mp_score = score--;
2626                   break;
2627               }
2628   }
2629
2630   // RootMoveList simple methods definitions
2631
2632   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2633
2634     int j;
2635
2636     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2637         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2638
2639     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2640   }
2641
2642
2643   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2644   // iteration.
2645
2646   void RootMoveList::sort() {
2647
2648     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2649   }
2650
2651
2652   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2653   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2654   // correctly in MultiPV mode.
2655
2656   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2657
2658     int i,j;
2659
2660     for (i = 1; i <= n; i++)
2661     {
2662         RootMove rm = moves[i];
2663         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2664             moves[j] = moves[j - 1];
2665
2666         moves[j] = rm;
2667     }
2668   }
2669
2670 } // namespace