Retire RootMoveList
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <algorithm>
21 #include <cassert>
22 #include <cmath>
23 #include <cstring>
24 #include <iomanip>
25 #include <iostream>
26 #include <sstream>
27 #include <vector>
28
29 #include "book.h"
30 #include "evaluate.h"
31 #include "history.h"
32 #include "misc.h"
33 #include "movegen.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "search.h"
36 #include "timeman.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41 namespace Search {
42
43   volatile SignalsType Signals;
44   LimitsType Limits;
45   std::vector<Move> SearchMoves;
46   Position RootPosition;
47 }
48
49 using std::cout;
50 using std::endl;
51 using std::string;
52 using namespace Search;
53
54 namespace {
55
56   // Set to true to force running with one thread. Used for debugging
57   const bool FakeSplit = false;
58
59   // Different node types, used as template parameter
60   enum NodeType { Root, PV, NonPV, SplitPointRoot, SplitPointPV, SplitPointNonPV };
61
62   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
63   // move we store a score, a node count, and a PV (really a refutation in the
64   // case of moves which fail low). Score is normally set at -VALUE_INFINITE for
65   // all non-pv moves.
66   struct RootMove {
67
68     RootMove(){}
69     RootMove(Move m) {
70       nodes = 0;
71       score = prevScore = -VALUE_INFINITE;
72       pv.push_back(m);
73       pv.push_back(MOVE_NONE);
74     }
75
76     bool operator<(const RootMove& m) const { return score < m.score; }
77     bool operator==(const Move& m) const { return pv[0] == m; }
78
79     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
80     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
81
82     int64_t nodes;
83     Value score;
84     Value prevScore;
85     std::vector<Move> pv;
86   };
87
88
89   /// Constants
90
91   // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
92   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
93   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
94
95   // Maximum depth for razoring
96   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
97
98   // Dynamic razoring margin based on depth
99   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
100
101   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
102   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
103
104   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
105   const Depth IIDDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 5 * ONE_PLY };
106
107   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
108   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
109   const Value IIDMargin = Value(0x100);
110
111   // Minimum depth for use of singular extension
112   const Depth SingularExtensionDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 6 * ONE_PLY };
113
114   // Futility margin for quiescence search
115   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
116
117   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
118   Value FutilityMargins[16][64]; // [depth][moveNumber]
119   int FutilityMoveCounts[32];    // [depth]
120
121   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
122
123     return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[std::max(int(d), 1)][std::min(mn, 63)]
124                            : 2 * VALUE_INFINITE;
125   }
126
127   inline int futility_move_count(Depth d) {
128
129     return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
130   }
131
132   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
133   int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
134
135   template <bool PvNode> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
136
137     return (Depth) Reductions[PvNode][std::min(int(d) / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)];
138   }
139
140   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
141   // better than the second best move.
142   const Value EasyMoveMargin = Value(0x150);
143
144
145   /// Namespace variables
146
147   std::vector<RootMove> RootMoves;
148   size_t MultiPV, UCIMultiPV, MultiPVIdx;
149   TimeManager TimeMgr;
150   int BestMoveChanges;
151   int SkillLevel;
152   bool SkillLevelEnabled;
153   History H;
154
155
156   /// Local functions
157
158   Move id_loop(Position& pos, Move* ponderMove);
159
160   template <NodeType NT>
161   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
162
163   template <NodeType NT>
164   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
165
166   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
167   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
168   Value value_to_tt(Value v, int ply);
169   Value value_from_tt(Value v, int ply);
170   bool can_return_tt(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
171   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
172   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
173   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
174   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
175   int elapsed_time(bool reset = false);
176   string score_to_uci(Value v, Value alpha = -VALUE_INFINITE, Value beta = VALUE_INFINITE);
177   string speed_to_uci(int64_t nodes);
178   string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960);
179   string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
180   string depth_to_uci(Depth depth);
181
182   // MovePickerExt class template extends MovePicker and allows to choose at
183   // compile time the proper moves source according to the type of node. In the
184   // default case we simply create and use a standard MovePicker object.
185   template<bool SpNode> struct MovePickerExt : public MovePicker {
186
187     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
188                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
189   };
190
191   // In case of a SpNode we use split point's shared MovePicker object as moves source
192   template<> struct MovePickerExt<true> : public MovePicker {
193
194     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
195                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
196
197     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
198     MovePicker* mp;
199   };
200
201   // Overload operator<<() to make it easier to print moves in a coordinate
202   // notation compatible with UCI protocol.
203   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
204
205     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
206     return os << move_to_uci(m, chess960);
207   }
208
209   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960 or
210   // not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to embed
211   // this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is used as
212   // a custom manipulator and the stream internal general-purpose array, accessed
213   // through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's operator<<
214   // that will read it to properly format castling moves.
215   enum set960 {};
216
217   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const set960& f) {
218
219     os.iword(0) = f;
220     return os;
221   }
222
223   // is_dangerous() checks whether a move belongs to some classes of known
224   // 'dangerous' moves so that we avoid to prune it.
225   FORCE_INLINE bool is_dangerous(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion) {
226
227     // Test for a pawn pushed to 7th or a passed pawn move
228     if (type_of(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
229     {
230         Color c = pos.side_to_move();
231         if (   relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7
232             || pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
233             return true;
234     }
235
236     // Test for a capture that triggers a pawn endgame
237     if (   captureOrPromotion
238         && type_of(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
239         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
240             - PieceValueMidgame[pos.piece_on(move_to(m))] == VALUE_ZERO)
241         && !is_special(m))
242         return true;
243
244     return false;
245   }
246
247 } // namespace
248
249
250 /// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
251
252 void Search::init() {
253
254   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
255   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
256   int mc; // moveCount
257
258   // Init reductions array
259   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
260   {
261       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
262       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
263       Reductions[1][hd][mc] = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
264       Reductions[0][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
265   }
266
267   // Init futility margins array
268   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
269       FutilityMargins[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
270
271   // Init futility move count array
272   for (d = 0; d < 32; d++)
273       FutilityMoveCounts[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
274 }
275
276
277 /// perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up to
278 /// the given depth are generated and counted and the sum returned.
279
280 int64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
281
282   StateInfo st;
283   int64_t sum = 0;
284
285   MoveList<MV_LEGAL> ml(pos);
286
287   // At the last ply just return the number of moves (leaf nodes)
288   if (depth <= ONE_PLY)
289       return ml.size();
290
291   CheckInfo ci(pos);
292   for ( ; !ml.end(); ++ml)
293   {
294       pos.do_move(ml.move(), st, ci, pos.move_gives_check(ml.move(), ci));
295       sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
296       pos.undo_move(ml.move());
297   }
298   return sum;
299 }
300
301
302 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called by the
303 /// main thread when the program receives the UCI 'go' command. It searches from
304 /// RootPosition and at the end prints the "bestmove" to output.
305
306 void Search::think() {
307
308   static Book book; // Defined static to initialize the PRNG only once
309
310   Position& pos = RootPosition;
311   elapsed_time(true);
312   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
313
314   // Set output stream mode: normal or chess960. Castling notation is different
315   cout << set960(pos.is_chess960());
316
317   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
318   {
319       if (Options["Book File"].value<string>() != book.name())
320           book.open(Options["Book File"].value<string>());
321
322       Move bookMove = book.probe(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
323       if (bookMove != MOVE_NONE)
324       {
325           if (!Signals.stop && (Limits.ponder || Limits.infinite))
326               Threads.wait_for_stop_or_ponderhit();
327
328           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
329           return;
330       }
331   }
332
333   // Read UCI options: GUI could change UCI parameters during the game
334   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
335   Threads.read_uci_options();
336
337   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
338   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
339   {
340       Options["Clear Hash"].set_value("false");
341       TT.clear();
342   }
343
344   UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<size_t>();
345   SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
346
347   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
348   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
349   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
350   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? std::max(UCIMultiPV, (size_t)4) : UCIMultiPV);
351
352   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
353   {
354       Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
355       log << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
356           << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
357           << " ponder: "      << Limits.ponder
358           << " time: "        << Limits.time
359           << " increment: "   << Limits.increment
360           << " moves to go: " << Limits.movesToGo
361           << endl;
362   }
363
364   // Wake up needed threads and reset maxPly counter
365   for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
366   {
367       Threads[i].maxPly = 0;
368       Threads[i].wake_up();
369   }
370
371   // Set best timer interval to avoid lagging under time pressure. Timer is
372   // used to check for remaining available thinking time.
373   if (TimeMgr.available_time())
374       Threads.set_timer(std::min(100, std::max(TimeMgr.available_time() / 8, 20)));
375   else
376       Threads.set_timer(100);
377
378   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
379   Move ponderMove = MOVE_NONE;
380   Move bestMove = id_loop(pos, &ponderMove);
381
382   // Stop timer and send all the slaves to sleep, if not already sleeping
383   Threads.set_timer(0);
384   Threads.set_size(1);
385
386   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
387   {
388       int e = elapsed_time();
389
390       Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
391       log << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
392           << "\nNodes/second: " << (e > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / e : 0)
393           << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
394
395       StateInfo st;
396       pos.do_move(bestMove, st);
397       log << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
398       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
399   }
400
401   // When we reach max depth we arrive here even without a StopRequest, but if
402   // we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the best move
403   // before we are told to do so.
404   if (!Signals.stop && (Limits.ponder || Limits.infinite))
405       Threads.wait_for_stop_or_ponderhit();
406
407   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
408   cout << "bestmove " << bestMove;
409
410   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
411   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
412   if (ponderMove != MOVE_NONE)
413       cout << " ponder " << ponderMove;
414
415   cout << endl;
416 }
417
418
419 namespace {
420
421   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
422   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
423   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
424
425   Move id_loop(Position& pos, Move* ponderMove) {
426
427     Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
428     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
429     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
430     int depth, aspirationDelta;
431     Value bestValue, alpha, beta;
432     Move bestMove, skillBest, skillPonder;
433     bool bestMoveNeverChanged = true;
434
435     memset(ss, 0, 4 * sizeof(Stack));
436     TT.new_search();
437     H.clear();
438     RootMoves.clear();
439     *ponderMove = bestMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
440     depth = aspirationDelta = 0;
441     bestValue = alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
442     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update gains
443
444     for (MoveList<MV_LEGAL> ml(pos); !ml.end(); ++ml)
445         if (   SearchMoves.empty()
446             || std::count(SearchMoves.begin(), SearchMoves.end(), ml.move()))
447             RootMoves.push_back(RootMove(ml.move()));
448
449     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
450     if (RootMoves.empty())
451     {
452         cout << "info" << depth_to_uci(DEPTH_ZERO)
453              << score_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW, alpha, beta) << endl;
454
455         return MOVE_NONE;
456     }
457
458     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
459     while (!Signals.stop && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
460     {
461         // Save now last iteration's scores, before Rml moves are reordered
462         for (size_t i = 0; i < RootMoves.size(); i++)
463             RootMoves[i].prevScore = RootMoves[i].score;
464
465         BestMoveChanges = 0;
466
467         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
468         for (MultiPVIdx = 0; MultiPVIdx < std::min(MultiPV, RootMoves.size()); MultiPVIdx++)
469         {
470             // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
471             if (depth >= 5 && abs(RootMoves[MultiPVIdx].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
472             {
473                 int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
474                 int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
475
476                 aspirationDelta = std::min(std::max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
477                 aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
478
479                 alpha = std::max(RootMoves[MultiPVIdx].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
480                 beta  = std::min(RootMoves[MultiPVIdx].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
481             }
482             else
483             {
484                 alpha = -VALUE_INFINITE;
485                 beta  =  VALUE_INFINITE;
486             }
487
488             // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
489             // research with bigger window until not failing high/low anymore.
490             do {
491                 // Search starts from ss+1 to allow referencing (ss-1). This is
492                 // needed by update gains and ss copy when splitting at Root.
493                 bestValue = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
494
495                 // Bring to front the best move. It is critical that sorting is
496                 // done with a stable algorithm because all the values but the first
497                 // and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE and
498                 // we want to keep the same order for all the moves but the new
499                 // PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV search
500                 // the already searched PV lines are preserved.
501                 sort<RootMove>(RootMoves.begin() + MultiPVIdx, RootMoves.end());
502
503                 // In case we have found an exact score and we are going to leave
504                 // the fail high/low loop then reorder the PV moves, otherwise
505                 // leave the last PV move in its position so to be searched again.
506                 // Of course this is needed only in MultiPV search.
507                 if (MultiPVIdx && bestValue > alpha && bestValue < beta)
508                     sort<RootMove>(RootMoves.begin(), RootMoves.begin() + MultiPVIdx);
509
510                 // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
511                 // have been overwritten during the search.
512                 for (size_t i = 0; i <= MultiPVIdx; i++)
513                     RootMoves[i].insert_pv_in_tt(pos);
514
515                 // If search has been stopped exit the aspiration window loop,
516                 // note that sorting and writing PV back to TT is safe becuase
517                 // Rml is still valid, although refers to the previous iteration.
518                 if (Signals.stop)
519                     break;
520
521                 // Send full PV info to GUI if we are going to leave the loop or
522                 // if we have a fail high/low and we are deep in the search. UCI
523                 // protocol requires to send all the PV lines also if are still
524                 // to be searched and so refer to the previous search's score.
525                 if ((bestValue > alpha && bestValue < beta) || elapsed_time() > 2000)
526                     for (size_t i = 0; i < std::min(UCIMultiPV, RootMoves.size()); i++)
527                     {
528                         bool updated = (i <= MultiPVIdx);
529
530                         if (depth == 1 && !updated)
531                             continue;
532
533                         Depth d = (updated ? depth : depth - 1) * ONE_PLY;
534                         Value s = (updated ? RootMoves[i].score : RootMoves[i].prevScore);
535
536                         cout << "info"
537                              << depth_to_uci(d)
538                              << (i == MultiPVIdx ? score_to_uci(s, alpha, beta) : score_to_uci(s))
539                              << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
540                              << pv_to_uci(&RootMoves[i].pv[0], i + 1, pos.is_chess960())
541                              << endl;
542                     }
543
544                 // In case of failing high/low increase aspiration window and
545                 // research, otherwise exit the fail high/low loop.
546                 if (bestValue >= beta)
547                 {
548                     beta = std::min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
549                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
550                 }
551                 else if (bestValue <= alpha)
552                 {
553                     Signals.failedLowAtRoot = true;
554                     Signals.stopOnPonderhit = false;
555
556                     alpha = std::max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
557                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
558                 }
559                 else
560                     break;
561
562             } while (abs(bestValue) < VALUE_KNOWN_WIN);
563         }
564
565         bestMove = RootMoves[0].pv[0];
566         *ponderMove = RootMoves[0].pv[1];
567         bestValues[depth] = bestValue;
568         bestMoveChanges[depth] = BestMoveChanges;
569
570         // Skills: Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
571         if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
572             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
573
574         if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
575         {
576             Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
577             log << pretty_pv(pos, depth, bestValue, elapsed_time(), &RootMoves[0].pv[0]) << endl;
578         }
579
580         // Filter out startup noise when monitoring best move stability
581         if (depth > 2 && bestMoveChanges[depth])
582             bestMoveNeverChanged = false;
583
584         // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
585         if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit && Limits.useTimeManagement())
586         {
587             bool stop = false; // Local variable instead of the volatile Signals.stop
588
589             // Take in account some extra time if the best move has changed
590             if (depth > 4 && depth < 50)
591                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth - 1]);
592
593             // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
594             // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
595             if (elapsed_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
596                 stop = true;
597
598             // Stop search early if one move seems to be much better than others
599             if (   depth >= 10
600                 && !stop
601                 && (   bestMoveNeverChanged
602                     || elapsed_time() > (TimeMgr.available_time() * 40) / 100))
603             {
604                 Value rBeta = bestValue - EasyMoveMargin;
605                 (ss+1)->excludedMove = bestMove;
606                 (ss+1)->skipNullMove = true;
607                 Value v = search<NonPV>(pos, ss+1, rBeta - 1, rBeta, (depth * ONE_PLY) / 2);
608                 (ss+1)->skipNullMove = false;
609                 (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
610
611                 if (v < rBeta)
612                     stop = true;
613             }
614
615             if (stop)
616             {
617                 // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
618                 // keep pondering until GUI sends "ponderhit" or "stop".
619                 if (Limits.ponder)
620                     Signals.stopOnPonderhit = true;
621                 else
622                     Signals.stop = true;
623             }
624         }
625     }
626
627     // When using skills overwrite best and ponder moves with the sub-optimal ones
628     if (SkillLevelEnabled)
629     {
630         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
631             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
632
633         bestMove = skillBest;
634         *ponderMove = skillPonder;
635     }
636
637     return bestMove;
638   }
639
640
641   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
642   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
643   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
644   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
645   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
646   // here: This is taken care of after we return from the split point.
647
648   template <NodeType NT>
649   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
650
651     const bool PvNode   = (NT == PV || NT == Root || NT == SplitPointPV || NT == SplitPointRoot);
652     const bool SpNode   = (NT == SplitPointPV || NT == SplitPointNonPV || NT == SplitPointRoot);
653     const bool RootNode = (NT == Root || NT == SplitPointRoot);
654
655     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
656     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
657     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
658     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
659
660     Move movesSearched[MAX_MOVES];
661     int64_t nodes;
662     StateInfo st;
663     const TTEntry *tte;
664     Key posKey;
665     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
666     Depth ext, newDepth;
667     ValueType vt;
668     Value bestValue, value, oldAlpha;
669     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValue;
670     bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck;
671     bool captureOrPromotion, dangerous, doFullDepthSearch;
672     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
673     Thread& thread = Threads[pos.thread()];
674     SplitPoint* sp = NULL;
675
676     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
677     oldAlpha = alpha;
678     inCheck = pos.in_check();
679     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
680
681     // Used to send selDepth info to GUI
682     if (PvNode && thread.maxPly < ss->ply)
683         thread.maxPly = ss->ply;
684
685     // Step 1. Initialize node
686     if (!SpNode)
687     {
688         ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
689         (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
690         (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
691     }
692     else
693     {
694         sp = ss->sp;
695         tte = NULL;
696         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
697         threatMove = sp->threatMove;
698         goto split_point_start;
699     }
700
701     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
702     if ((   Signals.stop
703          || pos.is_draw<false>()
704          || ss->ply > PLY_MAX) && !RootNode)
705         return VALUE_DRAW;
706
707     // Step 3. Mate distance pruning
708     if (!RootNode)
709     {
710         alpha = std::max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
711         beta = std::min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
712         if (alpha >= beta)
713             return alpha;
714     }
715
716     // Step 4. Transposition table lookup
717     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
718     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
719     excludedMove = ss->excludedMove;
720     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
721     tte = TT.probe(posKey);
722     ttMove = RootNode ? RootMoves[MultiPVIdx].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
723
724     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
725     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
726     // smooth experience in analysis mode. We don't probe at Root nodes otherwise
727     // we should also update RootMoveList to avoid bogus output.
728     if (!RootNode && tte && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
729                                     : can_return_tt(tte, depth, beta, ss->ply)))
730     {
731         TT.refresh(tte);
732         ss->bestMove = move = ttMove; // Can be MOVE_NONE
733         value = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
734
735         if (   value >= beta
736             && move
737             && !pos.is_capture_or_promotion(move)
738             && move != ss->killers[0])
739         {
740             ss->killers[1] = ss->killers[0];
741             ss->killers[0] = move;
742         }
743         return value;
744     }
745
746     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
747     if (inCheck)
748         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
749     else if (tte)
750     {
751         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
752
753         ss->eval = tte->static_value();
754         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
755         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ss->ply);
756     }
757     else
758     {
759         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
760         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
761     }
762
763     // Update gain for the parent non-capture move given the static position
764     // evaluation before and after the move.
765     if (   (move = (ss-1)->currentMove) != MOVE_NULL
766         && (ss-1)->eval != VALUE_NONE
767         && ss->eval != VALUE_NONE
768         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
769         && !is_special(move))
770     {
771         Square to = move_to(move);
772         H.update_gain(pos.piece_on(to), to, -(ss-1)->eval - ss->eval);
773     }
774
775     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
776     if (   !PvNode
777         &&  depth < RazorDepth
778         && !inCheck
779         &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
780         &&  ttMove == MOVE_NONE
781         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
782         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
783     {
784         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
785         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO);
786         if (v < rbeta)
787             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
788             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
789             return v;
790     }
791
792     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
793     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
794     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
795     if (   !PvNode
796         && !ss->skipNullMove
797         &&  depth < RazorDepth
798         && !inCheck
799         &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
800         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
801         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
802         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
803
804     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
805     if (   !PvNode
806         && !ss->skipNullMove
807         &&  depth > ONE_PLY
808         && !inCheck
809         &&  refinedValue >= beta
810         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
811         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
812     {
813         ss->currentMove = MOVE_NULL;
814
815         // Null move dynamic reduction based on depth
816         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
817
818         // Null move dynamic reduction based on value
819         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
820             R++;
821
822         pos.do_null_move<true>(st);
823         (ss+1)->skipNullMove = true;
824         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
825                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
826         (ss+1)->skipNullMove = false;
827         pos.do_null_move<false>(st);
828
829         if (nullValue >= beta)
830         {
831             // Do not return unproven mate scores
832             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
833                 nullValue = beta;
834
835             if (depth < 6 * ONE_PLY)
836                 return nullValue;
837
838             // Do verification search at high depths
839             ss->skipNullMove = true;
840             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY);
841             ss->skipNullMove = false;
842
843             if (v >= beta)
844                 return nullValue;
845         }
846         else
847         {
848             // The null move failed low, which means that we may be faced with
849             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
850             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
851             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
852             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
853             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
854             threatMove = (ss+1)->bestMove;
855
856             if (   depth < ThreatDepth
857                 && (ss-1)->reduction
858                 && threatMove != MOVE_NONE
859                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
860                 return beta - 1;
861         }
862     }
863
864     // Step 9. ProbCut (is omitted in PV nodes)
865     // If we have a very good capture (i.e. SEE > seeValues[captured_piece_type])
866     // and a reduced search returns a value much above beta, we can (almost) safely
867     // prune the previous move.
868     if (   !PvNode
869         &&  depth >= RazorDepth + ONE_PLY
870         && !inCheck
871         && !ss->skipNullMove
872         &&  excludedMove == MOVE_NONE
873         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
874     {
875         Value rbeta = beta + 200;
876         Depth rdepth = depth - ONE_PLY - 3 * ONE_PLY;
877
878         assert(rdepth >= ONE_PLY);
879
880         MovePicker mp(pos, ttMove, H, pos.captured_piece_type());
881         CheckInfo ci(pos);
882
883         while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
884             if (pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
885             {
886                 pos.do_move(move, st, ci, pos.move_gives_check(move, ci));
887                 value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -rbeta, -rbeta+1, rdepth);
888                 pos.undo_move(move);
889                 if (value >= rbeta)
890                     return value;
891             }
892     }
893
894     // Step 10. Internal iterative deepening
895     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
896         && ttMove == MOVE_NONE
897         && (PvNode || (!inCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
898     {
899         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
900
901         ss->skipNullMove = true;
902         search<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta, d);
903         ss->skipNullMove = false;
904
905         tte = TT.probe(posKey);
906         ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
907     }
908
909 split_point_start: // At split points actual search starts from here
910
911     MovePickerExt<SpNode> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta);
912     CheckInfo ci(pos);
913     ss->bestMove = MOVE_NONE;
914     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
915     singularExtensionNode =   !RootNode
916                            && !SpNode
917                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
918                            && ttMove != MOVE_NONE
919                            && !excludedMove // Recursive singular search is not allowed
920                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
921                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
922     if (SpNode)
923     {
924         lock_grab(&(sp->lock));
925         bestValue = sp->bestValue;
926         moveCount = sp->moveCount;
927
928         assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && moveCount > 0);
929     }
930
931     // Step 11. Loop through moves
932     // Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
933     while (   bestValue < beta
934            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
935            && !thread.cutoff_occurred())
936     {
937       assert(is_ok(move));
938
939       if (move == excludedMove)
940           continue;
941
942       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
943       // Move List, as a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
944       // mode we also skip PV moves which have been already searched.
945       if (RootNode && !std::count(RootMoves.begin() + MultiPVIdx, RootMoves.end(), move))
946           continue;
947
948       // At PV and SpNode nodes we want all moves to be legal since the beginning
949       if ((PvNode || SpNode) && !pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
950           continue;
951
952       if (SpNode)
953       {
954           moveCount = ++sp->moveCount;
955           lock_release(&(sp->lock));
956       }
957       else
958           moveCount++;
959
960       if (RootNode)
961       {
962           // This is used by time management
963           Signals.firstRootMove = (moveCount == 1);
964
965           nodes = pos.nodes_searched();
966
967           if (pos.thread() == 0 && elapsed_time() > 2000)
968               cout << "info" << depth_to_uci(depth)
969                    << " currmove " << move
970                    << " currmovenumber " << moveCount + MultiPVIdx << endl;
971       }
972
973       isPvMove = (PvNode && moveCount <= 1);
974       captureOrPromotion = pos.is_capture_or_promotion(move);
975       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
976       dangerous = givesCheck || is_dangerous(pos, move, captureOrPromotion);
977       ext = DEPTH_ZERO;
978
979       // Step 12. Extend checks and, in PV nodes, also dangerous moves
980       if (PvNode && dangerous)
981           ext = ONE_PLY;
982
983       else if (givesCheck && pos.see_sign(move) >= 0)
984           ext = PvNode ? ONE_PLY : ONE_PLY / 2;
985
986       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
987       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
988       // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
989       // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
990       // a margin then we extend ttMove.
991       if (   singularExtensionNode
992           && !ext
993           && move == ttMove
994           && pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
995       {
996           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
997
998           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
999           {
1000               Value rBeta = ttValue - int(depth);
1001               ss->excludedMove = move;
1002               ss->skipNullMove = true;
1003               value = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
1004               ss->skipNullMove = false;
1005               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1006               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1007               if (value < rBeta)
1008                   ext = ONE_PLY;
1009           }
1010       }
1011
1012       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1013       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1014
1015       // Step 13. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1016       if (   !PvNode
1017           && !captureOrPromotion
1018           && !inCheck
1019           && !dangerous
1020           &&  move != ttMove
1021           && !is_castle(move)
1022           && (bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX || bestValue == -VALUE_INFINITE))
1023       {
1024           // Move count based pruning
1025           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1026               && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove)))
1027           {
1028               if (SpNode)
1029                   lock_grab(&(sp->lock));
1030
1031               continue;
1032           }
1033
1034           // Value based pruning
1035           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1036           // but fixing this made program slightly weaker.
1037           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1038           futilityValue =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1039                          + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1040
1041           if (futilityValue < beta)
1042           {
1043               if (SpNode)
1044                   lock_grab(&(sp->lock));
1045
1046               continue;
1047           }
1048
1049           // Prune moves with negative SEE at low depths
1050           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1051               && pos.see_sign(move) < 0)
1052           {
1053               if (SpNode)
1054                   lock_grab(&(sp->lock));
1055
1056               continue;
1057           }
1058       }
1059
1060       // Check for legality only before to do the move
1061       if (!pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
1062       {
1063           moveCount--;
1064           continue;
1065       }
1066
1067       ss->currentMove = move;
1068       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1069           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1070
1071       // Step 14. Make the move
1072       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1073
1074       // Step 15. Reduced depth search (LMR). If the move fails high will be
1075       // re-searched at full depth.
1076       if (   depth > 3 * ONE_PLY
1077           && !isPvMove
1078           && !captureOrPromotion
1079           && !dangerous
1080           && !is_castle(move)
1081           &&  ss->killers[0] != move
1082           &&  ss->killers[1] != move)
1083       {
1084           ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1085           Depth d = newDepth - ss->reduction;
1086           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1087
1088           value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
1089                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
1090
1091           doFullDepthSearch = (value > alpha && ss->reduction != DEPTH_ZERO);
1092           ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1093       }
1094       else
1095           doFullDepthSearch = !isPvMove;
1096
1097       // Step 16. Full depth search, when LMR is skipped or fails high
1098       if (doFullDepthSearch)
1099       {
1100           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1101           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
1102                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
1103       }
1104
1105       // Only for PV nodes do a full PV search on the first move or after a fail
1106       // high, in the latter case search only if value < beta, otherwise let the
1107       // parent node to fail low with value <= alpha and to try another move.
1108       if (PvNode && (isPvMove || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
1109           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
1110                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
1111
1112       // Step 17. Undo move
1113       pos.undo_move(move);
1114
1115       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1116
1117       // Step 18. Check for new best move
1118       if (SpNode)
1119       {
1120           lock_grab(&(sp->lock));
1121           bestValue = sp->bestValue;
1122           alpha = sp->alpha;
1123       }
1124
1125       // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1126       // was aborted because the user interrupted the search or because we
1127       // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1128       // be trusted, and we don't update the best move and/or PV.
1129       if (RootNode && !Signals.stop)
1130       {
1131           RootMove& rm = *std::find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), move);
1132           rm.nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1133
1134           // PV move or new best move ?
1135           if (isPvMove || value > alpha)
1136           {
1137               rm.score = value;
1138               rm.extract_pv_from_tt(pos);
1139
1140               // We record how often the best move has been changed in each
1141               // iteration. This information is used for time management: When
1142               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1143               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1144                   BestMoveChanges++;
1145           }
1146           else
1147               // All other moves but the PV are set to the lowest value, this
1148               // is not a problem when sorting becuase sort is stable and move
1149               // position in the list is preserved, just the PV is pushed up.
1150               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1151
1152       }
1153
1154       if (value > bestValue)
1155       {
1156           bestValue = value;
1157           ss->bestMove = move;
1158
1159           if (   PvNode
1160               && value > alpha
1161               && value < beta) // We want always alpha < beta
1162               alpha = value;
1163
1164           if (SpNode && !thread.cutoff_occurred())
1165           {
1166               sp->bestValue = value;
1167               sp->ss->bestMove = move;
1168               sp->alpha = alpha;
1169               sp->is_betaCutoff = (value >= beta);
1170           }
1171       }
1172
1173       // Step 19. Check for split
1174       if (   !SpNode
1175           && depth >= Threads.min_split_depth()
1176           && bestValue < beta
1177           && Threads.available_slave_exists(pos.thread())
1178           && !Signals.stop
1179           && !thread.cutoff_occurred())
1180           bestValue = Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, alpha, beta, bestValue, depth,
1181                                                threatMove, moveCount, &mp, NT);
1182     }
1183
1184     // Step 20. Check for mate and stalemate
1185     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1186     // must be mate or stalemate. Note that we can have a false positive in
1187     // case of StopRequest or thread.cutoff_occurred() are set, but this is
1188     // harmless because return value is discarded anyhow in the parent nodes.
1189     // If we are in a singular extension search then return a fail low score.
1190     if (!moveCount)
1191         return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1192
1193     // If we have pruned all the moves without searching return a fail-low score
1194     if (bestValue == -VALUE_INFINITE)
1195     {
1196         assert(!playedMoveCount);
1197
1198         bestValue = alpha;
1199     }
1200
1201     // Step 21. Update tables
1202     // Update transposition table entry, history and killers
1203     if (!SpNode && !Signals.stop && !thread.cutoff_occurred())
1204     {
1205         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1206         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1207              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1208
1209         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1210
1211         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1212         if (    bestValue >= beta
1213             && !pos.is_capture_or_promotion(move))
1214         {
1215             if (move != ss->killers[0])
1216             {
1217                 ss->killers[1] = ss->killers[0];
1218                 ss->killers[0] = move;
1219             }
1220             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1221         }
1222     }
1223
1224     if (SpNode)
1225     {
1226         // Here we have the lock still grabbed
1227         sp->is_slave[pos.thread()] = false;
1228         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1229         lock_release(&(sp->lock));
1230     }
1231
1232     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1233
1234     return bestValue;
1235   }
1236
1237
1238   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1239   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1240   // less than ONE_PLY).
1241
1242   template <NodeType NT>
1243   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1244
1245     const bool PvNode = (NT == PV);
1246
1247     assert(NT == PV || NT == NonPV);
1248     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1249     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1250     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1251     assert(depth <= 0);
1252     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
1253
1254     StateInfo st;
1255     Move ttMove, move;
1256     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1257     bool inCheck, enoughMaterial, givesCheck, evasionPrunable;
1258     const TTEntry* tte;
1259     Depth ttDepth;
1260     ValueType vt;
1261     Value oldAlpha = alpha;
1262
1263     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1264     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
1265
1266     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1267     if (pos.is_draw<true>() || ss->ply > PLY_MAX)
1268         return VALUE_DRAW;
1269
1270     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1271     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1272     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1273     inCheck = pos.in_check();
1274     ttDepth = (inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1275
1276     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1277     // pruning, but only for move ordering.
1278     tte = TT.probe(pos.get_key());
1279     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1280
1281     if (!PvNode && tte && can_return_tt(tte, ttDepth, beta, ss->ply))
1282     {
1283         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1284         return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
1285     }
1286
1287     // Evaluate the position statically
1288     if (inCheck)
1289     {
1290         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1291         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1292         enoughMaterial = false;
1293     }
1294     else
1295     {
1296         if (tte)
1297         {
1298             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1299
1300             evalMargin = tte->static_value_margin();
1301             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1302         }
1303         else
1304             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1305
1306         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1307         if (bestValue >= beta)
1308         {
1309             if (!tte)
1310                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1311
1312             return bestValue;
1313         }
1314
1315         if (PvNode && bestValue > alpha)
1316             alpha = bestValue;
1317
1318         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1319         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1320     }
1321
1322     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1323     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1324     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1325     // be generated.
1326     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H, move_to((ss-1)->currentMove));
1327     CheckInfo ci(pos);
1328
1329     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1330     while (   bestValue < beta
1331            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1332     {
1333       assert(is_ok(move));
1334
1335       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
1336
1337       // Futility pruning
1338       if (   !PvNode
1339           && !inCheck
1340           && !givesCheck
1341           &&  move != ttMove
1342           &&  enoughMaterial
1343           && !is_promotion(move)
1344           && !pos.is_passed_pawn_push(move))
1345       {
1346           futilityValue =  futilityBase
1347                          + PieceValueEndgame[pos.piece_on(move_to(move))]
1348                          + (is_enpassant(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1349
1350           if (futilityValue < beta)
1351           {
1352               if (futilityValue > bestValue)
1353                   bestValue = futilityValue;
1354
1355               continue;
1356           }
1357
1358           // Prune moves with negative or equal SEE
1359           if (   futilityBase < beta
1360               && depth < DEPTH_ZERO
1361               && pos.see(move) <= 0)
1362               continue;
1363       }
1364
1365       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1366       evasionPrunable =   !PvNode
1367                        && inCheck
1368                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1369                        && !pos.is_capture(move)
1370                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1371
1372       // Don't search moves with negative SEE values
1373       if (   !PvNode
1374           && (!inCheck || evasionPrunable)
1375           &&  move != ttMove
1376           && !is_promotion(move)
1377           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1378           continue;
1379
1380       // Don't search useless checks
1381       if (   !PvNode
1382           && !inCheck
1383           &&  givesCheck
1384           &&  move != ttMove
1385           && !pos.is_capture_or_promotion(move)
1386           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1387           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1388       {
1389           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1390               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1391
1392           continue;
1393       }
1394
1395       // Check for legality only before to do the move
1396       if (!pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
1397           continue;
1398
1399       ss->currentMove = move;
1400
1401       // Make and search the move
1402       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1403       value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY);
1404       pos.undo_move(move);
1405
1406       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1407
1408       // New best move?
1409       if (value > bestValue)
1410       {
1411           bestValue = value;
1412           ss->bestMove = move;
1413
1414           if (   PvNode
1415               && value > alpha
1416               && value < beta) // We want always alpha < beta
1417               alpha = value;
1418        }
1419     }
1420
1421     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1422     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1423     if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1424         return value_mated_in(ss->ply);
1425
1426     // Update transposition table
1427     move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1428     vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1429          : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1430
1431     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, move, ss->eval, evalMargin);
1432
1433     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1434
1435     return bestValue;
1436   }
1437
1438
1439   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1440   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1441   // will be pruned.
1442
1443   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1444   {
1445     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1446     Square from, to, ksq, victimSq;
1447     Piece pc;
1448     Color them;
1449     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1450
1451     from = move_from(move);
1452     to = move_to(move);
1453     them = flip(pos.side_to_move());
1454     ksq = pos.king_square(them);
1455     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1456     pc = pos.piece_on(from);
1457
1458     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1459     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1460     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1461
1462     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1463     b = kingAtt & ~pos.pieces(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1464
1465     if (!(b && (b & (b - 1))))
1466         return true;
1467
1468     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1469     if (   type_of(pc) == QUEEN
1470         && bit_is_set(kingAtt, to))
1471         return true;
1472
1473     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1474     b = pos.pieces(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1475
1476     while (b)
1477     {
1478         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1479         futilityValue = futilityBase + PieceValueEndgame[pos.piece_on(victimSq)];
1480
1481         // Note that here we generate illegal "double move"!
1482         if (   futilityValue >= beta
1483             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1484             return true;
1485
1486         if (futilityValue > bv)
1487             bv = futilityValue;
1488     }
1489
1490     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1491     *bestValue = bv;
1492     return false;
1493   }
1494
1495
1496   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1497   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1498   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1499   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1500   // second move is assumed to be a move from the current position.
1501
1502   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1503
1504     Square f1, t1, f2, t2;
1505     Piece p1, p2;
1506     Square ksq;
1507
1508     assert(is_ok(m1));
1509     assert(is_ok(m2));
1510
1511     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1512     f2 = move_from(m2);
1513     t1 = move_to(m1);
1514     if (f2 == t1)
1515         return true;
1516
1517     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1518     t2 = move_to(m2);
1519     f1 = move_from(m1);
1520     if (t2 == f1)
1521         return true;
1522
1523     // Case 3: Moving through the vacated square
1524     p2 = pos.piece_on(f2);
1525     if (   piece_is_slider(p2)
1526         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1527       return true;
1528
1529     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1530     p1 = pos.piece_on(t1);
1531     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p1, t1), t2))
1532         return true;
1533
1534     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1535     ksq = pos.king_square(pos.side_to_move());
1536     if (    piece_is_slider(p1)
1537         &&  bit_is_set(squares_between(t1, ksq), f2))
1538     {
1539         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
1540         clear_bit(&occ, f2);
1541         if (bit_is_set(pos.attacks_from(p1, t1, occ), ksq))
1542             return true;
1543     }
1544     return false;
1545   }
1546
1547
1548   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1549   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1550   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1551
1552   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1553
1554     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1555       return v + ply;
1556
1557     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1558       return v - ply;
1559
1560     return v;
1561   }
1562
1563
1564   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1565   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1566
1567   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1568
1569     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1570       return v - ply;
1571
1572     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1573       return v + ply;
1574
1575     return v;
1576   }
1577
1578
1579   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1580   // is somehow connected to the threat move returned by null search.
1581
1582   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1583
1584     assert(is_ok(m));
1585     assert(is_ok(threat));
1586     assert(!pos.is_capture_or_promotion(m));
1587     assert(!pos.is_passed_pawn_push(m));
1588
1589     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1590
1591     mfrom = move_from(m);
1592     mto = move_to(m);
1593     tfrom = move_from(threat);
1594     tto = move_to(threat);
1595
1596     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1597     if (mfrom == tto)
1598         return true;
1599
1600     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1601     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
1602     if (   pos.is_capture(threat)
1603         && (   PieceValueMidgame[pos.piece_on(tfrom)] >= PieceValueMidgame[pos.piece_on(tto)]
1604             || type_of(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
1605         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1606         return true;
1607
1608     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1609     // prune safe moves which block its ray.
1610     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1611         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1612         && pos.see_sign(m) >= 0)
1613         return true;
1614
1615     return false;
1616   }
1617
1618
1619   // can_return_tt() returns true if a transposition table score can be used to
1620   // cut-off at a given point in search.
1621
1622   bool can_return_tt(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1623
1624     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1625
1626     return   (   tte->depth() >= depth
1627               || v >= std::max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
1628               || v < std::min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
1629
1630           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1631               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1632   }
1633
1634
1635   // refine_eval() returns the transposition table score if possible, otherwise
1636   // falls back on static position evaluation.
1637
1638   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1639
1640       assert(tte);
1641
1642       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1643
1644       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1645           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1646           return v;
1647
1648       return defaultEval;
1649   }
1650
1651
1652   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff in
1653   // history and marks as failures all the other moves of that ply.
1654
1655   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1656                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1657     Move m;
1658     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1659
1660     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1661
1662     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1663     {
1664         m = movesSearched[i];
1665
1666         assert(m != move);
1667
1668         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1669     }
1670   }
1671
1672
1673   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1674   // since the beginning of the current search.
1675
1676   int elapsed_time(bool reset) {
1677
1678     static int searchStartTime;
1679
1680     if (reset)
1681         searchStartTime = get_system_time();
1682
1683     return get_system_time() - searchStartTime;
1684   }
1685
1686
1687   // score_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1688   // protocol specifications:
1689   //
1690   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1691   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1692   //            use negative values for y.
1693
1694   string score_to_uci(Value v, Value alpha, Value beta) {
1695
1696     std::stringstream s;
1697
1698     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1699         s << " score cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1700     else
1701         s << " score mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
1702
1703     s << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1704
1705     return s.str();
1706   }
1707
1708
1709   // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
1710   // to be sent to UCI gui.
1711
1712   string speed_to_uci(int64_t nodes) {
1713
1714     std::stringstream s;
1715     int t = elapsed_time();
1716
1717     s << " nodes " << nodes
1718       << " nps " << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
1719       << " time "  << t;
1720
1721     return s.str();
1722   }
1723
1724
1725   // pv_to_uci() returns a string with information on the current PV line
1726   // formatted according to UCI specification.
1727
1728   string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960) {
1729
1730     std::stringstream s;
1731
1732     s << " multipv " << pvNum << " pv " << set960(chess960);
1733
1734     for ( ; *pv != MOVE_NONE; pv++)
1735         s << *pv << " ";
1736
1737     return s.str();
1738   }
1739
1740
1741   // depth_to_uci() returns a string with information on the current depth and
1742   // seldepth formatted according to UCI specification.
1743
1744   string depth_to_uci(Depth depth) {
1745
1746     std::stringstream s;
1747     int selDepth = 0;
1748
1749     // Retrieve max searched depth among threads
1750     for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
1751         if (Threads[i].maxPly > selDepth)
1752             selDepth = Threads[i].maxPly;
1753
1754     s << " depth " << depth / ONE_PLY << " seldepth " << selDepth;
1755
1756     return s.str();
1757   }
1758
1759
1760   // pretty_pv() creates a human-readable string from a position and a PV. It is
1761   // used to write search information to the log file (which is created when the
1762   // UCI parameter "Use Search Log" is "true"). It uses the two below helper to
1763   // pretty format time and score respectively.
1764
1765   string time_to_string(int millisecs) {
1766
1767     const int MSecMinute = 1000 * 60;
1768     const int MSecHour   = 1000 * 60 * 60;
1769
1770     int hours = millisecs / MSecHour;
1771     int minutes =  (millisecs % MSecHour) / MSecMinute;
1772     int seconds = ((millisecs % MSecHour) % MSecMinute) / 1000;
1773
1774     std::stringstream s;
1775
1776     if (hours)
1777         s << hours << ':';
1778
1779     s << std::setfill('0') << std::setw(2) << minutes << ':'
1780                            << std::setw(2) << seconds;
1781     return s.str();
1782   }
1783
1784   string score_to_string(Value v) {
1785
1786     std::stringstream s;
1787
1788     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1789         s << "#" << (VALUE_MATE - v + 1) / 2;
1790     else if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1791         s << "-#" << (VALUE_MATE + v) / 2;
1792     else
1793         s << std::setprecision(2) << std::fixed << std::showpos
1794           << float(v) / PawnValueMidgame;
1795
1796     return s.str();
1797   }
1798
1799   string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value value, int time, Move pv[]) {
1800
1801     const int64_t K = 1000;
1802     const int64_t M = 1000000;
1803
1804     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
1805     Move* m = pv;
1806     string san, padding;
1807     size_t length;
1808     std::stringstream s;
1809
1810     s << set960(pos.is_chess960())
1811       << std::setw(2) << depth
1812       << std::setw(8) << score_to_string(value)
1813       << std::setw(8) << time_to_string(time);
1814
1815     if (pos.nodes_searched() < M)
1816         s << std::setw(8) << pos.nodes_searched() / 1 << "  ";
1817     else if (pos.nodes_searched() < K * M)
1818         s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / K << "K  ";
1819     else
1820         s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / M << "M  ";
1821
1822     padding = string(s.str().length(), ' ');
1823     length = padding.length();
1824
1825     while (*m != MOVE_NONE)
1826     {
1827         san = move_to_san(pos, *m);
1828
1829         if (length + san.length() > 80)
1830         {
1831             s << "\n" + padding;
1832             length = padding.length();
1833         }
1834
1835         s << san << ' ';
1836         length += san.length() + 1;
1837
1838         pos.do_move(*m++, *st++);
1839     }
1840
1841     // Restore original position before to leave
1842     while (m != pv)
1843         pos.undo_move(*--m);
1844
1845     return s.str();
1846   }
1847
1848
1849   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
1850   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
1851
1852   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
1853
1854     assert(MultiPV > 1);
1855
1856     static RKISS rk;
1857
1858     // PRNG sequence should be not deterministic
1859     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
1860         rk.rand<unsigned>();
1861
1862     // Rml list is already sorted by score in descending order
1863     size_t size = std::min(MultiPV, RootMoves.size());
1864     int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[size - 1].score, PawnValueMidgame);
1865     int weakness = 120 - 2 * SkillLevel;
1866     int max_s = -VALUE_INFINITE;
1867
1868     // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
1869     // weakness, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
1870     // then we choose the move with the resulting highest score.
1871     for (size_t i = 0; i < size; i++)
1872     {
1873         int s = RootMoves[i].score;
1874
1875         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
1876         if (i > 0 && RootMoves[i-1].score > s + EasyMoveMargin)
1877             break;
1878
1879         // This is our magic formula
1880         s += (  weakness * int(RootMoves[0].score - s)
1881               + variance * (rk.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1882
1883         if (s > max_s)
1884         {
1885             max_s = s;
1886             *best = RootMoves[i].pv[0];
1887             *ponder = RootMoves[i].pv[1];
1888         }
1889     }
1890   }
1891
1892
1893   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
1894   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
1895   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
1896   // long PV to print that is important for position analysis.
1897
1898   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
1899
1900     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
1901     TTEntry* tte;
1902     int ply = 1;
1903     Move m = pv[0];
1904
1905     assert(m != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(m));
1906
1907     pv.clear();
1908     pv.push_back(m);
1909     pos.do_move(m, *st++);
1910
1911     while (   (tte = TT.probe(pos.get_key())) != NULL
1912            && tte->move() != MOVE_NONE
1913            && pos.is_pseudo_legal(tte->move())
1914            && pos.pl_move_is_legal(tte->move(), pos.pinned_pieces())
1915            && ply < PLY_MAX
1916            && (!pos.is_draw<false>() || ply < 2))
1917     {
1918         pv.push_back(tte->move());
1919         pos.do_move(tte->move(), *st++);
1920         ply++;
1921     }
1922     pv.push_back(MOVE_NONE);
1923
1924     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
1925   }
1926
1927
1928   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
1929   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
1930   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
1931
1932   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
1933
1934     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
1935     TTEntry* tte;
1936     Key k;
1937     Value v, m = VALUE_NONE;
1938     int ply = 0;
1939
1940     assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(pv[0]));
1941
1942     do {
1943         k = pos.get_key();
1944         tte = TT.probe(k);
1945
1946         // Don't overwrite existing correct entries
1947         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
1948         {
1949             v = (pos.in_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
1950             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
1951         }
1952         pos.do_move(pv[ply], *st++);
1953
1954     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
1955
1956     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
1957   }
1958
1959 } // namespace
1960
1961
1962 /// Thread::idle_loop() is where the thread is parked when it has no work to do.
1963 /// The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint object
1964 /// for which the thread is the master.
1965
1966 void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
1967
1968   while (true)
1969   {
1970       // If we are not searching, wait for a condition to be signaled
1971       // instead of wasting CPU time polling for work.
1972       while (   do_sleep
1973              || do_terminate
1974              || (Threads.use_sleeping_threads() && !is_searching))
1975       {
1976           assert((!sp && threadID) || Threads.use_sleeping_threads());
1977
1978           if (do_terminate)
1979           {
1980               assert(!sp);
1981               return;
1982           }
1983
1984           // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
1985           lock_grab(&sleepLock);
1986
1987           // If we are master and all slaves have finished don't go to sleep
1988           if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
1989           {
1990               lock_release(&sleepLock);
1991               break;
1992           }
1993
1994           // Do sleep after retesting sleep conditions under lock protection, in
1995           // particular we need to avoid a deadlock in case a master thread has,
1996           // in the meanwhile, allocated us and sent the wake_up() call before we
1997           // had the chance to grab the lock.
1998           if (do_sleep || !is_searching)
1999               cond_wait(&sleepCond, &sleepLock);
2000
2001           lock_release(&sleepLock);
2002       }
2003
2004       // If this thread has been assigned work, launch a search
2005       if (is_searching)
2006       {
2007           assert(!do_terminate);
2008
2009           // Copy split point position and search stack and call search()
2010           Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2011           SplitPoint* tsp = splitPoint;
2012           Position pos(*tsp->pos, threadID);
2013
2014           memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(Stack));
2015           (ss+1)->sp = tsp;
2016
2017           if (tsp->nodeType == Root)
2018               search<SplitPointRoot>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2019           else if (tsp->nodeType == PV)
2020               search<SplitPointPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2021           else if (tsp->nodeType == NonPV)
2022               search<SplitPointNonPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2023           else
2024               assert(false);
2025
2026           assert(is_searching);
2027
2028           is_searching = false;
2029
2030           // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2031           // case we are the last slave of the split point.
2032           if (   Threads.use_sleeping_threads()
2033               && threadID != tsp->master
2034               && !Threads[tsp->master].is_searching)
2035               Threads[tsp->master].wake_up();
2036       }
2037
2038       // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2039       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2040       if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
2041       {
2042           // Because sp->is_slave[] is reset under lock protection,
2043           // be sure sp->lock has been released before to return.
2044           lock_grab(&(sp->lock));
2045           lock_release(&(sp->lock));
2046           return;
2047       }
2048   }
2049 }
2050
2051
2052 /// do_timer_event() is called by the timer thread when the timer triggers. It
2053 /// is used to print debug info and, more important, to detect when we are out of
2054 /// available time and so stop the search.
2055
2056 void do_timer_event() {
2057
2058   static int lastInfoTime;
2059   int e = elapsed_time();
2060
2061   if (get_system_time() - lastInfoTime >= 1000 || !lastInfoTime)
2062   {
2063       lastInfoTime = get_system_time();
2064
2065       dbg_print_mean();
2066       dbg_print_hit_rate();
2067   }
2068
2069   if (Limits.ponder)
2070       return;
2071
2072   bool stillAtFirstMove =    Signals.firstRootMove
2073                          && !Signals.failedLowAtRoot
2074                          &&  e > TimeMgr.available_time();
2075
2076   bool noMoreTime =   e > TimeMgr.maximum_time()
2077                    || stillAtFirstMove;
2078
2079   if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
2080       || (Limits.maxTime && e >= Limits.maxTime)
2081          /* missing nodes limit */ ) // FIXME
2082       Signals.stop = true;
2083 }