]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Remove artificial Iteration >= 3 constraint on time manager
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132     std::string pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
150
151     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
152     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
165
166     os.iword(0) = int(m);
167     return os;
168   }
169
170
171   /// Adjustments
172
173   // Step 6. Razoring
174
175   // Maximum depth for razoring
176   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
177
178   // Dynamic razoring margin based on depth
179   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
180
181   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
182   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
183
184   // Step 9. Internal iterative deepening
185
186   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
187   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
188
189   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
190   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
191   const Value IIDMargin = Value(0x100);
192
193   // Step 11. Decide the new search depth
194
195   // Extensions. Configurable UCI options
196   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
197   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
198   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
199
200   // Minimum depth for use of singular extension
201   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
202
203   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
204   // remaining ones we will extend it.
205   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
206
207   // Step 12. Futility pruning
208
209   // Futility margin for quiescence search
210   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
211
212   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
213   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
214   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
215
216   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
217   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
218
219   // Step 14. Reduced search
220
221   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
223
224   template <NodeType PV>
225   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
226
227   // Common adjustments
228
229   // Search depth at iteration 1
230   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
231
232   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
233   // better than the second best move.
234   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
235
236
237   /// Namespace variables
238
239   // Book object
240   Book OpeningBook;
241
242   // Iteration counter
243   int Iteration;
244
245   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
246   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
247   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
248
249   // Search window management
250   int AspirationDelta;
251
252   // MultiPV mode
253   int MultiPV;
254
255   // Time managment variables
256   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
257   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
258   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
259   TimeManager TimeMgr;
260
261   // Log file
262   bool UseLogFile;
263   std::ofstream LogFile;
264
265   // Multi-threads manager object
266   ThreadsManager ThreadsMgr;
267
268   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
269   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
270   bool SendSearchedNodes;
271   int NodesSincePoll;
272   int NodesBetweenPolls = 30000;
273
274   // History table
275   History H;
276
277   /// Local functions
278
279   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
280   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
281
282   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
283   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
284
285   template <NodeType PvNode>
286   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
287
288   template <NodeType PvNode>
289   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
290
291       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
292                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
297
298   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
299   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
300   bool value_is_mate(Value value);
301   Value value_to_tt(Value v, int ply);
302   Value value_from_tt(Value v, int ply);
303   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
304   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
305   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
306   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
307   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
308   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
309
310   int current_search_time();
311   std::string value_to_uci(Value v);
312   int nps(const Position& pos);
313   void poll(const Position& pos);
314   void wait_for_stop_or_ponderhit();
315   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
316
317 #if !defined(_MSC_VER)
318   void* init_thread(void* threadID);
319 #else
320   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
321 #endif
322
323 }
324
325
326 ////
327 //// Functions
328 ////
329
330 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
331 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
332
333 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
334 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
335
336
337 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
338
339 void init_search() {
340
341   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
342   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
343   int mc; // moveCount
344
345   // Init reductions array
346   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
347   {
348       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
349       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
350       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
351       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
352   }
353
354   // Init futility margins array
355   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
356       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
357
358   // Init futility move count array
359   for (d = 0; d < 32; d++)
360       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
361 }
362
363
364 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
365 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
366
367 int perft(Position& pos, Depth depth)
368 {
369     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
370     StateInfo st;
371     Move m;
372     int sum = 0;
373
374     // Generate all legal moves
375     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
376
377     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
378     // the moves, just to count them.
379     if (depth <= ONE_PLY)
380         return int(last - mlist);
381
382     // Loop through all legal moves
383     CheckInfo ci(pos);
384     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
385     {
386         m = cur->move;
387         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
388         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
389         pos.undo_move(m);
390     }
391     return sum;
392 }
393
394
395 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
396 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
397 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
398 /// when a quit command is received during the search.
399
400 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
401            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
402
403   // Initialize global search variables
404   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
405   NodesSincePoll = 0;
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   Pondering = ponder;
412   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
413
414   // Look for a book move, only during games, not tests
415   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
416   {
417       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
418           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
419
420       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
421       if (bookMove != MOVE_NONE)
422       {
423           if (Pondering)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return !QuitRequest;
428       }
429   }
430
431   // Read UCI option values
432   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
433   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
434   {
435       Options["Clear Hash"].set_value("false");
436       TT.clear();
437   }
438
439   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
440   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
441   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
442   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
443   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
444   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
445   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
446   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
447   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
448   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
449   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
450   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
451   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
452   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
453
454   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
455
456   // Set the number of active threads
457   ThreadsMgr.read_uci_options();
458   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
459
460   // Wake up needed threads
461   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
462       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
463
464   // Set thinking time
465   int myTime = time[pos.side_to_move()];
466   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
467   if (UseTimeManagement)
468       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
469
470   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
471   // heavy time pressure.
472   if (MaxNodes)
473       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
474   else if (myTime && myTime < 1000)
475       NodesBetweenPolls = 1000;
476   else if (myTime && myTime < 5000)
477       NodesBetweenPolls = 5000;
478   else
479       NodesBetweenPolls = 30000;
480
481   // Write search information to log file
482   if (UseLogFile)
483   {
484       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
485       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
486
487       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
488               << "\ninfinite: " << infinite
489               << " ponder: "    << ponder
490               << " time: "      << myTime
491               << " increment: " << myIncrement
492               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
493   }
494
495   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
496   Move ponderMove = MOVE_NONE;
497   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
498
499   // Print final search statistics
500   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
501        << " nps " << nps(pos)
502        << " time " << current_search_time() << endl;
503
504   if (UseLogFile)
505   {
506       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
507               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
508               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
509
510       StateInfo st;
511       pos.do_move(bestMove, st);
512       LogFile << "\nPonder move: "
513               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
514               << endl;
515
516       LogFile.close();
517   }
518
519   // This makes all the threads to go to sleep
520   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
521
522   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
523   // best move before we are told to do so.
524   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
525       wait_for_stop_or_ponderhit();
526
527   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
528   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
529
530   return !QuitRequest;
531 }
532
533
534 namespace {
535
536   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
537   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
538   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
539   // reached.
540
541   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
542
543     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
544     Depth depth;
545     Move EasyMove = MOVE_NONE;
546     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
547
548     // Moves to search are verified, scored and sorted
549     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
550
551     // Handle special case of searching on a mate/stale position
552     if (rml.size() == 0)
553     {
554         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
555
556         cout << "info depth " << 1
557              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
558
559         return MOVE_NONE;
560     }
561
562     // Initialize
563     TT.new_search();
564     H.clear();
565     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
566     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
567     Iteration = 1;
568
569     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
570     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
571          << "info depth " << Iteration
572          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
573
574     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
575     if (   rml.size() == 1
576         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
577         EasyMove = rml[0].pv[0];
578
579     // Iterative deepening loop
580     while (Iteration < PLY_MAX)
581     {
582         // Initialize iteration
583         Iteration++;
584         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
585
586         cout << "info depth " << Iteration << endl;
587
588         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
589         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
590         {
591             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
592             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
593
594             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
595             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
596
597             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
598             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
599         }
600
601         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
602
603         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
604         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
605
606         if (StopRequest)
607             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
608
609         //Save info about search result
610         ValueByIteration[Iteration] = value;
611
612         // Drop the easy move if differs from the new best move
613         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
614             EasyMove = MOVE_NONE;
615
616         if (UseTimeManagement)
617         {
618             // Time to stop?
619             bool stopSearch = false;
620
621             // Stop search early if there is only a single legal move,
622             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
623             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
624                 stopSearch = true;
625
626             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
627             if (  Iteration >= 6
628                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
629                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
630                 stopSearch = true;
631
632             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
633             if (   Iteration >= 8
634                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
635                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
636                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
637                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
638                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
639                 stopSearch = true;
640
641             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
642             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
643                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
644                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
645
646             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
647             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
648             // move at the next iteration anyway.
649             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
650                 stopSearch = true;
651
652             if (stopSearch)
653             {
654                 if (Pondering)
655                     StopOnPonderhit = true;
656                 else
657                     break;
658             }
659         }
660
661         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
662             break;
663     }
664
665     *ponderMove = rml[0].pv[1];
666     return rml[0].pv[0];
667   }
668
669
670   // root_search() is the function which searches the root node. It is
671   // similar to search_pv except that it prints some information to the
672   // standard output and handles the fail low/high loops.
673
674   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
675                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
676     StateInfo st;
677     CheckInfo ci(pos);
678     int64_t nodes;
679     Move move;
680     Depth ext, newDepth;
681     Value value, oldAlpha;
682     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
683     int researchCountFH, researchCountFL;
684
685     researchCountFH = researchCountFL = 0;
686     oldAlpha = alpha;
687     isCheck = pos.is_check();
688
689     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
690     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
691
692     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
693     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
694     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
695
696     // Step 5. Evaluate the position statically
697     // At root we do this only to get reference value for child nodes
698     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
699     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
700
701     // Step 6. Razoring (omitted at root)
702     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
703     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
704     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
705
706     // Step extra. Fail low loop
707     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
708     // with bigger window until we are not failing low anymore.
709     while (1)
710     {
711         // Sort the moves before to (re)search
712         rml.set_non_pv_scores(pos);
713         rml.sort();
714
715         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
716         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !StopRequest; i++)
717         {
718             // This is used by time management
719             FirstRootMove = (i == 0);
720
721             // Save the current node count before the move is searched
722             nodes = pos.nodes_searched();
723
724             // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
725             // correct accumulated node counts searched by each thread.
726             if (SendSearchedNodes)
727             {
728                 SendSearchedNodes = false;
729                 cout << "info nodes " << nodes
730                      << " nps " << nps(pos)
731                      << " time " << current_search_time() << endl;
732             }
733
734             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
735             // the standard output.
736             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
737
738             if (current_search_time() >= 1000)
739                 cout << "info currmove " << move
740                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
741
742             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
743             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
744
745             // Step 11. Decide the new search depth
746             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
747             newDepth = depth + ext;
748
749             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
750
751             // Step extra. Fail high loop
752             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
753             // high anymore.
754             value = -VALUE_INFINITE;
755
756             while (1)
757             {
758                 // Step 13. Make the move
759                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
760
761                 // Step extra. pv search
762                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
763                 // and for fail high research (value > alpha)
764                 if (i < MultiPV || value > alpha)
765                 {
766                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
767                     if (MultiPV > 1)
768                         alpha = -VALUE_INFINITE;
769
770                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
771                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
772                 }
773                 else
774                 {
775                     // Step 14. Reduced search
776                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
777                     bool doFullDepthSearch = true;
778
779                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
780                         && !dangerous
781                         && !captureOrPromotion
782                         && !move_is_castle(move))
783                     {
784                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
785                         if (ss->reduction)
786                         {
787                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
788
789                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
790                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
791                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
792                         }
793                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
794                     }
795
796                     // Step 15. Full depth search
797                     if (doFullDepthSearch)
798                     {
799                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
800                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
801
802                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
803                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
804                         if (value > alpha)
805                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
806                     }
807                 }
808
809                 // Step 16. Undo move
810                 pos.undo_move(move);
811
812                 // Can we exit fail high loop ?
813                 if (StopRequest || value < beta)
814                     break;
815
816                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
817                 // the score before research in case we run out of time while researching.
818                 ss->bestMove = move;
819                 rml[i].pv_score = value;
820                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
821
822                 // Inform GUI that PV has changed
823                 cout << rml[i].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
824
825                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
826                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
827                 researchCountFH++;
828
829             } // End of fail high loop
830
831             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
832             // was aborted because the user interrupted the search or because we
833             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
834             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
835             // move and/or PV.
836             if (StopRequest)
837                 break;
838
839             // Remember searched nodes counts for this move
840             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
841
842             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
843             assert(value < beta);
844
845             // Step 17. Check for new best move
846             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
847                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
848             else
849             {
850                 // PV move or new best move!
851
852                 // Update PV
853                 ss->bestMove = move;
854                 rml[i].pv_score = value;
855                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
856
857                 // We record how often the best move has been changed in each
858                 // iteration. This information is used for time managment: When
859                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
860                 if (MultiPV == 1 && i > 0)
861                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
862
863                 // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
864                 // requires we send all the PV lines properly sorted.
865                 rml.sort_multipv(i);
866
867                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
868                     cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
869
870                 // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
871                 if (MultiPV == 1)
872                 {
873                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
874                     if (value > alpha)
875                         alpha = value;
876                 }
877                 else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
878                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
879
880             } // PV move or new best move
881
882             assert(alpha >= oldAlpha);
883
884             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
885
886             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
887                 StopOnPonderhit = false;
888
889         } // Root moves loop
890
891         // Can we exit fail low loop ?
892         if (StopRequest || !AspirationFailLow)
893             break;
894
895         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
896         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
897         researchCountFL++;
898
899     } // Fail low loop
900
901     // Sort the moves before to return
902     rml.sort();
903
904     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
905     // have been overwritten during the search.
906     for (int i = 0; i < MultiPV; i++)
907         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
908
909     return alpha;
910   }
911
912
913   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
914   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
915   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
916   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
917   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
918   // here: This is taken care of after we return from the split point.
919
920   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
921   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
922
923     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
924     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
925     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
926     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
927     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
928
929     Move movesSearched[MOVES_MAX];
930     StateInfo st;
931     const TTEntry *tte;
932     Key posKey;
933     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
934     Depth ext, newDepth;
935     ValueType vt;
936     Value bestValue, value, oldAlpha;
937     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
938     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
939     bool mateThreat = false;
940     int moveCount = 0;
941     int threadID = pos.thread();
942     SplitPoint* sp = NULL;
943     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
944     oldAlpha = alpha;
945     isCheck = pos.is_check();
946
947     if (SpNode)
948     {
949         sp = ss->sp;
950         tte = NULL;
951         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
952         threatMove = sp->threatMove;
953         mateThreat = sp->mateThreat;
954         goto split_point_start;
955     }
956     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
957
958     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
959     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
960     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
961
962     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
963     {
964         NodesSincePoll = 0;
965         poll(pos);
966     }
967
968     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
969     if (   StopRequest
970         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
971         || pos.is_draw()
972         || ply >= PLY_MAX - 1)
973         return VALUE_DRAW;
974
975     // Step 3. Mate distance pruning
976     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
977     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
978     if (alpha >= beta)
979         return alpha;
980
981     // Step 4. Transposition table lookup
982
983     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
984     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
985     excludedMove = ss->excludedMove;
986     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
987
988     tte = TT.retrieve(posKey);
989     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
990
991     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
992     // This is to avoid problems in the following areas:
993     //
994     // * Repetition draw detection
995     // * Fifty move rule detection
996     // * Searching for a mate
997     // * Printing of full PV line
998     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
999     {
1000         TT.refresh(tte);
1001         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1002         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1003     }
1004
1005     // Step 5. Evaluate the position statically and
1006     // update gain statistics of parent move.
1007     if (isCheck)
1008         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1009     else if (tte)
1010     {
1011         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1012
1013         ss->eval = tte->static_value();
1014         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1015         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1016     }
1017     else
1018     {
1019         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1020         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1021     }
1022
1023     // Save gain for the parent non-capture move
1024     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1025
1026     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1027     if (   !PvNode
1028         &&  depth < RazorDepth
1029         && !isCheck
1030         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1031         &&  ttMove == MOVE_NONE
1032         && !value_is_mate(beta)
1033         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1034     {
1035         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1036         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1037         if (v < rbeta)
1038             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1039             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1040             return v;
1041     }
1042
1043     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1044     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1045     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1046     if (   !PvNode
1047         && !ss->skipNullMove
1048         &&  depth < RazorDepth
1049         && !isCheck
1050         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1051         && !value_is_mate(beta)
1052         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1053         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1054
1055     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1056     if (   !PvNode
1057         && !ss->skipNullMove
1058         &&  depth > ONE_PLY
1059         && !isCheck
1060         &&  refinedValue >= beta
1061         && !value_is_mate(beta)
1062         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1063     {
1064         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1065
1066         // Null move dynamic reduction based on depth
1067         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1068
1069         // Null move dynamic reduction based on value
1070         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1071             R++;
1072
1073         pos.do_null_move(st);
1074         (ss+1)->skipNullMove = true;
1075         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1076         (ss+1)->skipNullMove = false;
1077         pos.undo_null_move();
1078
1079         if (nullValue >= beta)
1080         {
1081             // Do not return unproven mate scores
1082             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1083                 nullValue = beta;
1084
1085             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1086                 return nullValue;
1087
1088             // Do verification search at high depths
1089             ss->skipNullMove = true;
1090             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1091             ss->skipNullMove = false;
1092
1093             if (v >= beta)
1094                 return nullValue;
1095         }
1096         else
1097         {
1098             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1099             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1100             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1101             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1102             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1103             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1104             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1105                 mateThreat = true;
1106
1107             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1108             if (   depth < ThreatDepth
1109                 && (ss-1)->reduction
1110                 && threatMove != MOVE_NONE
1111                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1112                 return beta - 1;
1113         }
1114     }
1115
1116     // Step 9. Internal iterative deepening
1117     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1118         &&  ttMove == MOVE_NONE
1119         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1120     {
1121         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1122
1123         ss->skipNullMove = true;
1124         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1125         ss->skipNullMove = false;
1126
1127         ttMove = ss->bestMove;
1128         tte = TT.retrieve(posKey);
1129     }
1130
1131     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1132     if (PvNode)
1133         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1134
1135 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1136
1137     // Initialize a MovePicker object for the current position
1138     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1139     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1140     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1141     CheckInfo ci(pos);
1142     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1143     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1144     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1145     singularExtensionNode =  !SpNode
1146                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1147                            && tte
1148                            && tte->move()
1149                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1150                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1151                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1152     if (SpNode)
1153     {
1154         lock_grab(&(sp->lock));
1155         bestValue = sp->bestValue;
1156     }
1157
1158     // Step 10. Loop through moves
1159     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1160     while (   bestValue < beta
1161            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1162            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1163     {
1164       assert(move_is_ok(move));
1165
1166       if (SpNode)
1167       {
1168           moveCount = ++sp->moveCount;
1169           lock_release(&(sp->lock));
1170       }
1171       else if (move == excludedMove)
1172           continue;
1173       else
1174           movesSearched[moveCount++] = move;
1175
1176       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1177       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1178
1179       // Step 11. Decide the new search depth
1180       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1181
1182       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1183       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1184       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1185       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1186       if (   singularExtensionNode
1187           && move == tte->move()
1188           && ext < ONE_PLY)
1189       {
1190           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1191
1192           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1193           {
1194               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1195               ss->excludedMove = move;
1196               ss->skipNullMove = true;
1197               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1198               ss->skipNullMove = false;
1199               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1200               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1201               if (v < b)
1202                   ext = ONE_PLY;
1203           }
1204       }
1205
1206       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1207       ss->currentMove = move;
1208       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1209
1210       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1211       if (   !PvNode
1212           && !captureOrPromotion
1213           && !isCheck
1214           && !dangerous
1215           &&  move != ttMove
1216           && !move_is_castle(move))
1217       {
1218           // Move count based pruning
1219           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1220               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1221               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1222           {
1223               if (SpNode)
1224                   lock_grab(&(sp->lock));
1225
1226               continue;
1227           }
1228
1229           // Value based pruning
1230           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1231           // but fixing this made program slightly weaker.
1232           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1233           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1234                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1235
1236           if (futilityValueScaled < beta)
1237           {
1238               if (SpNode)
1239               {
1240                   lock_grab(&(sp->lock));
1241                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1242                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1243               }
1244               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1245                   bestValue = futilityValueScaled;
1246
1247               continue;
1248           }
1249
1250           // Prune moves with negative SEE at low depths
1251           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1252               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1253               && pos.see_sign(move) < 0)
1254           {
1255               if (SpNode)
1256                   lock_grab(&(sp->lock));
1257
1258               continue;
1259           }
1260       }
1261
1262       // Step 13. Make the move
1263       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1264
1265       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1266       // The first move in list is the expected PV
1267       if (PvNode && moveCount == 1)
1268           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1269       else
1270       {
1271           // Step 14. Reduced depth search
1272           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1273           bool doFullDepthSearch = true;
1274
1275           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1276               && !captureOrPromotion
1277               && !dangerous
1278               && !move_is_castle(move)
1279               &&  ss->killers[0] != move
1280               &&  ss->killers[1] != move)
1281           {
1282               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1283
1284               if (ss->reduction)
1285               {
1286                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1287                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1288                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1289
1290                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1291               }
1292               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1293           }
1294
1295           // Step 15. Full depth search
1296           if (doFullDepthSearch)
1297           {
1298               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1299               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1300
1301               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1302               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1303               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1304               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1305                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1306           }
1307       }
1308
1309       // Step 16. Undo move
1310       pos.undo_move(move);
1311
1312       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1313
1314       // Step 17. Check for new best move
1315       if (SpNode)
1316       {
1317           lock_grab(&(sp->lock));
1318           bestValue = sp->bestValue;
1319           alpha = sp->alpha;
1320       }
1321
1322       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1323       {
1324           bestValue = value;
1325
1326           if (SpNode)
1327               sp->bestValue = value;
1328
1329           if (value > alpha)
1330           {
1331               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1332               {
1333                   alpha = value;
1334
1335                   if (SpNode)
1336                       sp->alpha = value;
1337               }
1338               else if (SpNode)
1339                   sp->betaCutoff = true;
1340
1341               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1342                   ss->mateKiller = move;
1343
1344               ss->bestMove = move;
1345
1346               if (SpNode)
1347                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1348           }
1349       }
1350
1351       // Step 18. Check for split
1352       if (   !SpNode
1353           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1354           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1355           && bestValue < beta
1356           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1357           && !StopRequest
1358           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1359           && Iteration <= 99)
1360           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1361                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1362     }
1363
1364     // Step 19. Check for mate and stalemate
1365     // All legal moves have been searched and if there are
1366     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1367     // If one move was excluded return fail low score.
1368     if (!SpNode && !moveCount)
1369         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1370
1371     // Step 20. Update tables
1372     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1373     // history counters, and killer moves.
1374     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1375     {
1376         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1377         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1378              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1379
1380         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1381
1382         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1383         if (    bestValue >= beta
1384             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1385         {
1386             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1387             update_killers(move, ss);
1388         }
1389     }
1390
1391     if (SpNode)
1392     {
1393         // Here we have the lock still grabbed
1394         sp->slaves[threadID] = 0;
1395         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1396         lock_release(&(sp->lock));
1397     }
1398
1399     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1400
1401     return bestValue;
1402   }
1403
1404   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1405   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1406   // less than ONE_PLY).
1407
1408   template <NodeType PvNode>
1409   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1410
1411     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1412     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1413     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1414     assert(depth <= 0);
1415     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1416     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1417
1418     StateInfo st;
1419     Move ttMove, move;
1420     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1421     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1422     const TTEntry* tte;
1423     Depth ttDepth;
1424     Value oldAlpha = alpha;
1425
1426     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1427
1428     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1429     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1430         return VALUE_DRAW;
1431
1432     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1433     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1434     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1435     isCheck = pos.is_check();
1436     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1437
1438     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1439     // pruning, but only for move ordering.
1440     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1441     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1442
1443     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1444     {
1445         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1446         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1447     }
1448
1449     // Evaluate the position statically
1450     if (isCheck)
1451     {
1452         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1453         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1454         enoughMaterial = false;
1455     }
1456     else
1457     {
1458         if (tte)
1459         {
1460             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1461
1462             evalMargin = tte->static_value_margin();
1463             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1464         }
1465         else
1466             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1467
1468         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1469
1470         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1471         if (bestValue >= beta)
1472         {
1473             if (!tte)
1474                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1475
1476             return bestValue;
1477         }
1478
1479         if (PvNode && bestValue > alpha)
1480             alpha = bestValue;
1481
1482         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1483         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1484         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1485     }
1486
1487     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1488     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1489     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1490     // be generated.
1491     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1492     CheckInfo ci(pos);
1493
1494     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1495     while (   alpha < beta
1496            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1497     {
1498       assert(move_is_ok(move));
1499
1500       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1501
1502       // Futility pruning
1503       if (   !PvNode
1504           && !isCheck
1505           && !moveIsCheck
1506           &&  move != ttMove
1507           &&  enoughMaterial
1508           && !move_is_promotion(move)
1509           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1510       {
1511           futilityValue =  futilityBase
1512                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1513                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1514
1515           if (futilityValue < alpha)
1516           {
1517               if (futilityValue > bestValue)
1518                   bestValue = futilityValue;
1519               continue;
1520           }
1521       }
1522
1523       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1524       evasionPrunable =   isCheck
1525                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1526                        && !pos.move_is_capture(move)
1527                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1528
1529       // Don't search moves with negative SEE values
1530       if (   !PvNode
1531           && (!isCheck || evasionPrunable)
1532           &&  move != ttMove
1533           && !move_is_promotion(move)
1534           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1535           continue;
1536
1537       // Don't search useless checks
1538       if (   !PvNode
1539           && !isCheck
1540           &&  moveIsCheck
1541           &&  move != ttMove
1542           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1543           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1544           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1545       {
1546           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1547               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1548
1549           continue;
1550       }
1551
1552       // Update current move
1553       ss->currentMove = move;
1554
1555       // Make and search the move
1556       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1557       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1558       pos.undo_move(move);
1559
1560       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1561
1562       // New best move?
1563       if (value > bestValue)
1564       {
1565           bestValue = value;
1566           if (value > alpha)
1567           {
1568               alpha = value;
1569               ss->bestMove = move;
1570           }
1571        }
1572     }
1573
1574     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1575     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1576     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1577         return value_mated_in(ply);
1578
1579     // Update transposition table
1580     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1581     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1582
1583     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1584
1585     return bestValue;
1586   }
1587
1588
1589   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1590   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1591   // will be pruned.
1592
1593   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1594   {
1595     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1596     Square from, to, ksq, victimSq;
1597     Piece pc;
1598     Color them;
1599     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1600
1601     from = move_from(move);
1602     to = move_to(move);
1603     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1604     ksq = pos.king_square(them);
1605     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1606     pc = pos.piece_on(from);
1607
1608     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1609     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1610     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1611
1612     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1613     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1614
1615     if (!(b && (b & (b - 1))))
1616         return true;
1617
1618     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1619     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1620         && bit_is_set(kingAtt, to))
1621         return true;
1622
1623     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1624     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1625
1626     while (b)
1627     {
1628         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1629         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1630
1631         // Note that here we generate illegal "double move"!
1632         if (   futilityValue >= beta
1633             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1634             return true;
1635
1636         if (futilityValue > bv)
1637             bv = futilityValue;
1638     }
1639
1640     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1641     *bestValue = bv;
1642     return false;
1643   }
1644
1645
1646   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1647   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1648   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1649   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1650   // second move is assumed to be a move from the current position.
1651
1652   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1653
1654     Square f1, t1, f2, t2;
1655     Piece p;
1656
1657     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1658     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1659
1660     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1661     f2 = move_from(m2);
1662     t1 = move_to(m1);
1663     if (f2 == t1)
1664         return true;
1665
1666     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1667     t2 = move_to(m2);
1668     f1 = move_from(m1);
1669     if (t2 == f1)
1670         return true;
1671
1672     // Case 3: Moving through the vacated square
1673     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1674         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1675       return true;
1676
1677     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1678     p = pos.piece_on(t1);
1679     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1680         return true;
1681
1682     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1683     if (    piece_is_slider(p)
1684         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1685         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1686     {
1687         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1688         // move is the opposite of the checking piece.
1689         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1690         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1691
1692         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1693             return true;
1694     }
1695     return false;
1696   }
1697
1698
1699   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1700   // compensated for the ply.
1701
1702   bool value_is_mate(Value value) {
1703
1704     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1705
1706     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1707           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1708   }
1709
1710
1711   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1712   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1713   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1714
1715   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1716
1717     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1718       return v + ply;
1719
1720     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1721       return v - ply;
1722
1723     return v;
1724   }
1725
1726
1727   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1728   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1729
1730   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1731
1732     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1733       return v - ply;
1734
1735     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1736       return v + ply;
1737
1738     return v;
1739   }
1740
1741
1742   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1743   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1744   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1745   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1746   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1747   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1748   template <NodeType PvNode>
1749   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1750                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1751
1752     assert(m != MOVE_NONE);
1753
1754     Depth result = DEPTH_ZERO;
1755     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1756
1757     if (*dangerous)
1758     {
1759         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1760             result += CheckExtension[PvNode];
1761
1762         if (singleEvasion)
1763             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1764
1765         if (mateThreat)
1766             result += MateThreatExtension[PvNode];
1767     }
1768
1769     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1770     {
1771         Color c = pos.side_to_move();
1772         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1773         {
1774             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1775             *dangerous = true;
1776         }
1777         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1778         {
1779             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1780             *dangerous = true;
1781         }
1782     }
1783
1784     if (   captureOrPromotion
1785         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1786         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1787             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1788         && !move_is_promotion(m)
1789         && !move_is_ep(m))
1790     {
1791         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1792         *dangerous = true;
1793     }
1794
1795     if (   PvNode
1796         && captureOrPromotion
1797         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1798         && pos.see_sign(m) >= 0)
1799     {
1800         result += ONE_PLY / 2;
1801         *dangerous = true;
1802     }
1803
1804     return Min(result, ONE_PLY);
1805   }
1806
1807
1808   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1809   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1810
1811   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1812
1813     assert(move_is_ok(m));
1814     assert(threat && move_is_ok(threat));
1815     assert(!pos.move_is_check(m));
1816     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1817     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1818
1819     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1820
1821     mfrom = move_from(m);
1822     mto = move_to(m);
1823     tfrom = move_from(threat);
1824     tto = move_to(threat);
1825
1826     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1827     if (mfrom == tto)
1828         return true;
1829
1830     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1831     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1832     if (   pos.move_is_capture(threat)
1833         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1834             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1835         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1836         return true;
1837
1838     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1839     // prune safe moves which block its ray.
1840     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1841         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1842         && pos.see_sign(m) >= 0)
1843         return true;
1844
1845     return false;
1846   }
1847
1848
1849   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1850   // can be used at a given point in search.
1851
1852   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1853
1854     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1855
1856     return   (   tte->depth() >= depth
1857               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1858               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1859
1860           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1861               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1862   }
1863
1864
1865   // refine_eval() returns the transposition table score if
1866   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1867
1868   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1869
1870       assert(tte);
1871
1872       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1873
1874       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1875           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1876           return v;
1877
1878       return defaultEval;
1879   }
1880
1881
1882   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1883   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1884
1885   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1886                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1887     Move m;
1888
1889     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1890
1891     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1892     {
1893         m = movesSearched[i];
1894
1895         assert(m != move);
1896
1897         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1898             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1899     }
1900   }
1901
1902
1903   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1904   // among the killer moves of that ply.
1905
1906   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1907
1908     if (m == ss->killers[0])
1909         return;
1910
1911     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1912     ss->killers[0] = m;
1913   }
1914
1915
1916   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1917   // the static position evaluation before and after the move.
1918
1919   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1920
1921     if (   m != MOVE_NULL
1922         && before != VALUE_NONE
1923         && after != VALUE_NONE
1924         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1925         && !move_is_special(m))
1926         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1927   }
1928
1929
1930   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
1931   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
1932
1933   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
1934
1935     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
1936     {
1937         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1938         ss->skipNullMove = false;
1939         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1940         ss->sp = NULL;
1941
1942         if (i < 3)
1943             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
1944     }
1945   }
1946
1947
1948   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1949   // protocol specifications:
1950   //
1951   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1952   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1953   //            use negative values for y.
1954
1955   std::string value_to_uci(Value v) {
1956
1957     std::stringstream s;
1958
1959     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1960       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1961     else
1962       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1963
1964     return s.str();
1965   }
1966
1967
1968   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1969   // since the beginning of the current search.
1970
1971   int current_search_time() {
1972
1973     return get_system_time() - SearchStartTime;
1974   }
1975
1976
1977   // nps() computes the current nodes/second count
1978
1979   int nps(const Position& pos) {
1980
1981     int t = current_search_time();
1982     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1983   }
1984
1985
1986   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1987   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1988   // search.
1989
1990   void poll(const Position& pos) {
1991
1992     static int lastInfoTime;
1993     int t = current_search_time();
1994
1995     //  Poll for input
1996     if (data_available())
1997     {
1998         // We are line oriented, don't read single chars
1999         std::string command;
2000
2001         if (!std::getline(std::cin, command))
2002             command = "quit";
2003
2004         if (command == "quit")
2005         {
2006             // Quit the program as soon as possible
2007             Pondering = false;
2008             QuitRequest = StopRequest = true;
2009             return;
2010         }
2011         else if (command == "stop")
2012         {
2013             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
2014             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
2015             Pondering = false;
2016             StopRequest = true;
2017         }
2018         else if (command == "ponderhit")
2019         {
2020             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
2021             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
2022             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
2023             Pondering = false;
2024
2025             if (StopOnPonderhit)
2026                 StopRequest = true;
2027         }
2028     }
2029
2030     // Print search information
2031     if (t < 1000)
2032         lastInfoTime = 0;
2033
2034     else if (lastInfoTime > t)
2035         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2036         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2037         lastInfoTime = 0;
2038
2039     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2040     {
2041         lastInfoTime = t;
2042
2043         if (dbg_show_mean)
2044             dbg_print_mean();
2045
2046         if (dbg_show_hit_rate)
2047             dbg_print_hit_rate();
2048
2049         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2050         SendSearchedNodes = true;
2051     }
2052
2053     // Should we stop the search?
2054     if (Pondering)
2055         return;
2056
2057     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2058                            && !AspirationFailLow
2059                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2060
2061     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2062                      || stillAtFirstMove;
2063
2064     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2065         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2066         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2067         StopRequest = true;
2068   }
2069
2070
2071   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2072   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2073   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2074   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2075   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2076   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2077
2078   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2079
2080     std::string command;
2081
2082     while (true)
2083     {
2084         // Wait for a command from stdin
2085         if (!std::getline(std::cin, command))
2086             command = "quit";
2087
2088         if (command == "quit")
2089         {
2090             QuitRequest = true;
2091             break;
2092         }
2093         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2094             break;
2095     }
2096   }
2097
2098
2099   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2100   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2101   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2102   // threads and one for Windows threads.
2103
2104 #if !defined(_MSC_VER)
2105
2106   void* init_thread(void* threadID) {
2107
2108     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2109     return NULL;
2110   }
2111
2112 #else
2113
2114   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2115
2116     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2117     return 0;
2118   }
2119
2120 #endif
2121
2122
2123   /// The ThreadsManager class
2124
2125
2126   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2127   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2128   // to start a new search.
2129
2130   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2131
2132     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2133     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2134     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2135     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2136   }
2137
2138
2139   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2140   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2141   // object for which the current thread is the master.
2142
2143   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2144
2145     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2146
2147     int i;
2148     bool allFinished = false;
2149
2150     while (true)
2151     {
2152         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2153         // master should exit as last one.
2154         if (allThreadsShouldExit)
2155         {
2156             assert(!sp);
2157             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2158             return;
2159         }
2160
2161         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2162         // instead of wasting CPU time polling for work.
2163         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2164                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2165         {
2166             assert(!sp || useSleepingThreads);
2167             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2168
2169             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2170                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2171
2172             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2173             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2174
2175             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2176             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2177             allFinished = (i == activeThreads);
2178
2179             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2180             {
2181                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2182                 break;
2183             }
2184
2185             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2186             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2187                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2188
2189             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2190         }
2191
2192         // If this thread has been assigned work, launch a search
2193         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2194         {
2195             assert(!allThreadsShouldExit);
2196
2197             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2198
2199             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2200             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2201             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2202             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2203             ss->sp = tsp;
2204
2205             if (tsp->pvNode)
2206                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2207             else
2208                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2209
2210             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2211
2212             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2213
2214             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2215             // case we are the last slave of the split point.
2216             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2217                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2218         }
2219
2220         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2221         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2222         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2223         allFinished = (i == activeThreads);
2224
2225         if (allFinished)
2226         {
2227             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2228             // be sure sp->lock has been released before to return.
2229             lock_grab(&(sp->lock));
2230             lock_release(&(sp->lock));
2231
2232             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2233             // because here is all finished is not possible master is booked.
2234             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2235
2236             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2237             return;
2238         }
2239     }
2240   }
2241
2242
2243   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2244   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2245   // objects.
2246
2247   void ThreadsManager::init_threads() {
2248
2249     int i, arg[MAX_THREADS];
2250     bool ok;
2251
2252     // Initialize global locks
2253     lock_init(&mpLock);
2254
2255     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2256     {
2257         lock_init(&sleepLock[i]);
2258         cond_init(&sleepCond[i]);
2259     }
2260
2261     // Initialize splitPoints[] locks
2262     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2263         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2264             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2265
2266     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2267     allThreadsShouldExit = false;
2268
2269     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2270     activeThreads = 1;
2271
2272     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2273     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2274     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2275         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2276
2277     // Launch the helper threads
2278     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2279     {
2280         arg[i] = i;
2281
2282 #if !defined(_MSC_VER)
2283         pthread_t pthread[1];
2284         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2285         pthread_detach(pthread[0]);
2286 #else
2287         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2288 #endif
2289         if (!ok)
2290         {
2291             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2292             exit(EXIT_FAILURE);
2293         }
2294
2295         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2296         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2297     }
2298   }
2299
2300
2301   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2302   // helper threads exit cleanly.
2303
2304   void ThreadsManager::exit_threads() {
2305
2306     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2307
2308     // Wake up all the threads and waits for termination
2309     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2310     {
2311         wake_sleeping_thread(i);
2312         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2313     }
2314
2315     // Now we can safely destroy the locks
2316     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2317         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2318             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2319
2320     lock_destroy(&mpLock);
2321
2322     // Now we can safely destroy the wait conditions
2323     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2324     {
2325         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2326         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2327     }
2328   }
2329
2330
2331   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2332   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2333   // the current split point.
2334
2335   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2336
2337     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2338
2339     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2340
2341     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2342     return sp != NULL;
2343   }
2344
2345
2346   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2347   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2348   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2349   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2350   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2351   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2352   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2353
2354   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2355
2356     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2357     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2358     assert(activeThreads > 1);
2359
2360     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2361         return false;
2362
2363     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2364     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2365
2366     // No active split points means that the thread is available as
2367     // a slave for any other thread.
2368     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2369         return true;
2370
2371     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2372     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2373     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2374     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2375         return true;
2376
2377     return false;
2378   }
2379
2380
2381   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2382   // a slave for the thread with threadID "master".
2383
2384   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2385
2386     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2387     assert(activeThreads > 1);
2388
2389     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2390         if (thread_is_available(i, master))
2391             return true;
2392
2393     return false;
2394   }
2395
2396
2397   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2398   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2399   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2400   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2401   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2402   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2403   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2404   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2405
2406   template <bool Fake>
2407   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2408                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2409                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2410     assert(pos.is_ok());
2411     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2412     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2413     assert(*bestValue <= *alpha);
2414     assert(*alpha < beta);
2415     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2416     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2417     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2418     assert(activeThreads > 1);
2419
2420     int i, master = pos.thread();
2421     Thread& masterThread = threads[master];
2422
2423     lock_grab(&mpLock);
2424
2425     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2426     // active split points, don't split.
2427     if (   !available_thread_exists(master)
2428         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2429     {
2430         lock_release(&mpLock);
2431         return;
2432     }
2433
2434     // Pick the next available split point object from the split point stack
2435     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2436
2437     // Initialize the split point object
2438     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2439     splitPoint.master = master;
2440     splitPoint.betaCutoff = false;
2441     splitPoint.ply = ply;
2442     splitPoint.depth = depth;
2443     splitPoint.threatMove = threatMove;
2444     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2445     splitPoint.alpha = *alpha;
2446     splitPoint.beta = beta;
2447     splitPoint.pvNode = pvNode;
2448     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2449     splitPoint.mp = mp;
2450     splitPoint.moveCount = moveCount;
2451     splitPoint.pos = &pos;
2452     splitPoint.nodes = 0;
2453     splitPoint.parentSstack = ss;
2454     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2455         splitPoint.slaves[i] = 0;
2456
2457     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2458
2459     // If we are here it means we are not available
2460     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2461
2462     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2463
2464     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2465     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2466         if (thread_is_available(i, master))
2467         {
2468             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2469             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2470             splitPoint.slaves[i] = 1;
2471             workersCnt++;
2472         }
2473
2474     assert(Fake || workersCnt > 1);
2475
2476     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2477     lock_release(&mpLock);
2478
2479     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2480     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2481     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2482         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2483         {
2484             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2485
2486             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2487
2488             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2489
2490             if (useSleepingThreads && i != master)
2491                 wake_sleeping_thread(i);
2492         }
2493
2494     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2495     // which it will instantly launch a search, because its state is
2496     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2497     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2498     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2499     idle_loop(master, &splitPoint);
2500
2501     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2502     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2503     lock_grab(&mpLock);
2504
2505     *alpha = splitPoint.alpha;
2506     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2507     masterThread.activeSplitPoints--;
2508     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2509     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2510
2511     lock_release(&mpLock);
2512   }
2513
2514
2515   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2516   // when it is time to start a new search.
2517
2518   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2519
2520      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2521      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2522      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2523   }
2524
2525
2526   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2527
2528   RootMove::RootMove() {
2529
2530     nodes = 0;
2531     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2532     pv[0] = MOVE_NONE;
2533   }
2534
2535   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2536
2537     const Move* src = rm.pv;
2538     Move* dst = pv;
2539
2540     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2541     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2542
2543     nodes = rm.nodes;
2544     pv_score = rm.pv_score;
2545     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2546     return *this;
2547   }
2548
2549   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2550   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2551   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2552   // long PV to print that is important for position analysis.
2553
2554   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2555
2556     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2557     TTEntry* tte;
2558     int ply = 1;
2559
2560     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2561
2562     pos.do_move(pv[0], *st++);
2563
2564     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2565            && tte->move() != MOVE_NONE
2566            && move_is_legal(pos, tte->move())
2567            && ply < PLY_MAX
2568            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2569     {
2570         pv[ply] = tte->move();
2571         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2572     }
2573     pv[ply] = MOVE_NONE;
2574
2575     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2576   }
2577
2578   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2579   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2580   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2581
2582   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2583
2584     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2585     TTEntry* tte;
2586     Key k;
2587     Value v, m = VALUE_NONE;
2588     int ply = 0;
2589
2590     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2591
2592     do {
2593         k = pos.get_key();
2594         tte = TT.retrieve(k);
2595
2596         // Don't overwrite exsisting correct entries
2597         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2598         {
2599             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2600             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2601         }
2602         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2603
2604     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2605
2606     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2607   }
2608
2609   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2610   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2611   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2612
2613   std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2614
2615     std::stringstream s, l;
2616     Move* m = pv;
2617
2618     while (*m != MOVE_NONE)
2619         l << *m++ << " ";
2620
2621     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2622       << " seldepth " << int(m - pv)
2623       << " multipv " << pvLine + 1
2624       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2625       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2626       << " time "  << current_search_time()
2627       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2628       << " nps "   << nps(pos)
2629       << " pv "    << l.str();
2630
2631     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2632     {
2633         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2634                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2635
2636         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2637     }
2638     return s.str();
2639   }
2640
2641
2642   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2643
2644     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2645     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2646     StateInfo st;
2647     Move* sm;
2648
2649     // Initialize search stack
2650     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2651     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2652
2653     // Generate all legal moves
2654     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2655
2656     // Add each move to the RootMoveList's vector
2657     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2658     {
2659         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2660         // is in the list before to add it.
2661         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2662
2663         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2664             continue;
2665
2666         // Find a quick score for the move and add to the list
2667         pos.do_move(cur->move, st);
2668
2669         RootMove rm;
2670         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2671         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2672         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2673         push_back(rm);
2674
2675         pos.undo_move(cur->move);
2676     }
2677     sort();
2678   }
2679
2680   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2681   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2682   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2683   // the first order pv scores of both moves are equal.
2684
2685   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2686   {
2687       Move move;
2688       Value score = VALUE_ZERO;
2689       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2690
2691       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2692           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2693               if (it->pv[0] == move)
2694               {
2695                   it->non_pv_score = score--;
2696                   break;
2697               }
2698   }
2699
2700 } // namespace