]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Send correct searched nodes statistic
[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, PonderSearch, StopOnPonderhit;
258   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, 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 ponderhit();
315   void wait_for_stop_or_ponderhit();
316   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
317
318 #if !defined(_MSC_VER)
319   void* init_thread(void* threadID);
320 #else
321   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
322 #endif
323
324 }
325
326
327 ////
328 //// Functions
329 ////
330
331 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
332 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
333
334 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
335 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
336
337
338 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
339
340 void init_search() {
341
342   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
343   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
344   int mc; // moveCount
345
346   // Init reductions array
347   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
348   {
349       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
350       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
351       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
352       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
353   }
354
355   // Init futility margins array
356   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
357       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
358
359   // Init futility move count array
360   for (d = 0; d < 32; d++)
361       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
362 }
363
364
365 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
366 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
367
368 int perft(Position& pos, Depth depth)
369 {
370     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
371     StateInfo st;
372     Move m;
373     int sum = 0;
374
375     // Generate all legal moves
376     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
377
378     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
379     // the moves, just to count them.
380     if (depth <= ONE_PLY)
381         return int(last - mlist);
382
383     // Loop through all legal moves
384     CheckInfo ci(pos);
385     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
386     {
387         m = cur->move;
388         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
389         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
390         pos.undo_move(m);
391     }
392     return sum;
393 }
394
395
396 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
397 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
398 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
399 /// when a quit command is received during the search.
400
401 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
402            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
403
404   // Initialize global search variables
405   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
406   NodesSincePoll = 0;
407   SearchStartTime = get_system_time();
408   ExactMaxTime = maxTime;
409   MaxDepth = maxDepth;
410   MaxNodes = maxNodes;
411   InfiniteSearch = infinite;
412   PonderSearch = ponder;
413   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
414
415   // Look for a book move, only during games, not tests
416   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
417   {
418       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
419           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
420
421       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
422       if (bookMove != MOVE_NONE)
423       {
424           if (PonderSearch)
425               wait_for_stop_or_ponderhit();
426
427           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
428           return true;
429       }
430   }
431
432   // Read UCI option values
433   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
434   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
435   {
436       Options["Clear Hash"].set_value("false");
437       TT.clear();
438   }
439
440   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
441   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
442   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
443   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
444   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
445   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
446   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
447   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
448   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
449   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
450   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
451   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
452   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
453   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
454
455   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
456
457   // Set the number of active threads
458   ThreadsMgr.read_uci_options();
459   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
460
461   // Wake up needed threads
462   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
463       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
464
465   // Set thinking time
466   int myTime = time[pos.side_to_move()];
467   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
468   if (UseTimeManagement)
469       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
470
471   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
472   // heavy time pressure.
473   if (MaxNodes)
474       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
475   else if (myTime && myTime < 1000)
476       NodesBetweenPolls = 1000;
477   else if (myTime && myTime < 5000)
478       NodesBetweenPolls = 5000;
479   else
480       NodesBetweenPolls = 30000;
481
482   // Write search information to log file
483   if (UseLogFile)
484   {
485       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
486       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
487
488       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
489               << "\ninfinite: " << infinite
490               << " ponder: "    << ponder
491               << " time: "      << myTime
492               << " increment: " << myIncrement
493               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
494   }
495
496   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
497   Move ponderMove = MOVE_NONE;
498   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
499
500   // Print final search statistics
501   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
502        << " nps " << nps(pos)
503        << " time " << current_search_time() << endl;
504
505   if (UseLogFile)
506   {
507       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
508               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
509               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
510
511       StateInfo st;
512       pos.do_move(bestMove, st);
513       LogFile << "\nPonder move: "
514               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
515               << endl;
516
517       LogFile.close();
518   }
519
520   // This makes all the threads to go to sleep
521   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
522
523   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
524   // best move before we are told to do so.
525   if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
526       wait_for_stop_or_ponderhit();
527
528   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
529   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
530
531   return !Quit;
532 }
533
534
535 namespace {
536
537   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
538   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
539   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
540   // reached.
541
542   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
543
544     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
545     Depth depth;
546     Move EasyMove = MOVE_NONE;
547     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
548
549     // Moves to search are verified, scored and sorted
550     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
551
552     // Handle special case of searching on a mate/stale position
553     if (rml.size() == 0)
554     {
555         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
556
557         cout << "info depth " << 1
558              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
559
560         return MOVE_NONE;
561     }
562
563     // Initialize
564     TT.new_search();
565     H.clear();
566     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
567     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
568     Iteration = 1;
569
570     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
571     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
572          << "info depth " << Iteration
573          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
574
575     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
576     if (   rml.size() == 1
577         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
578         EasyMove = rml[0].pv[0];
579
580     // Iterative deepening loop
581     while (Iteration < PLY_MAX)
582     {
583         // Initialize iteration
584         Iteration++;
585         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
586
587         cout << "info depth " << Iteration << endl;
588
589         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
590         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
591         {
592             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
593             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
594
595             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
596             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
597
598             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
599             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
600         }
601
602         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
603
604         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
605         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
606
607         if (AbortSearch)
608             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
609
610         //Save info about search result
611         ValueByIteration[Iteration] = value;
612
613         // Drop the easy move if differs from the new best move
614         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
615             EasyMove = MOVE_NONE;
616
617         if (UseTimeManagement)
618         {
619             // Time to stop?
620             bool stopSearch = false;
621
622             // Stop search early if there is only a single legal move,
623             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
624             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
625                 stopSearch = true;
626
627             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
628             if (  Iteration >= 6
629                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
630                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
631                 stopSearch = true;
632
633             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
634             if (   Iteration >= 8
635                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
636                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
637                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
638                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
639                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
640                 stopSearch = true;
641
642             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
643             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
644                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
645                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
646
647             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
648             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
649             // move at the next iteration anyway.
650             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
651                 stopSearch = true;
652
653             if (stopSearch)
654             {
655                 if (PonderSearch)
656                     StopOnPonderhit = true;
657                 else
658                     break;
659             }
660         }
661
662         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
663             break;
664     }
665
666     *ponderMove = rml[0].pv[1];
667     return rml[0].pv[0];
668   }
669
670
671   // root_search() is the function which searches the root node. It is
672   // similar to search_pv except that it prints some information to the
673   // standard output and handles the fail low/high loops.
674
675   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
676                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
677     StateInfo st;
678     CheckInfo ci(pos);
679     int64_t nodes;
680     Move move;
681     Depth ext, newDepth;
682     Value value, oldAlpha;
683     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
684     int researchCountFH, researchCountFL;
685
686     researchCountFH = researchCountFL = 0;
687     oldAlpha = alpha;
688     isCheck = pos.is_check();
689
690     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
691     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
692
693     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
694     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
695     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
696
697     // Step 5. Evaluate the position statically
698     // At root we do this only to get reference value for child nodes
699     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
700     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
701
702     // Step 6. Razoring (omitted at root)
703     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
704     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
705     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
706
707     // Step extra. Fail low loop
708     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
709     // with bigger window until we are not failing low anymore.
710     while (1)
711     {
712         // Sort the moves before to (re)search
713         rml.set_non_pv_scores(pos);
714         rml.sort();
715
716         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
717         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
718         {
719             // This is used by time management
720             FirstRootMove = (i == 0);
721
722             // Save the current node count before the move is searched
723             nodes = pos.nodes_searched();
724
725             // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
726             // correct accumulated node counts searched by each thread.
727             if (SendSearchedNodes)
728             {
729                 SendSearchedNodes = false;
730                 cout << "info nodes " << nodes
731                      << " nps " << nps(pos)
732                      << " time " << current_search_time() << endl;
733             }
734
735             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
736             // the standard output.
737             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
738
739             if (current_search_time() >= 1000)
740                 cout << "info currmove " << move
741                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
742
743             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
744             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
745
746             // Step 11. Decide the new search depth
747             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
748             newDepth = depth + ext;
749
750             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
751
752             // Step extra. Fail high loop
753             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
754             // high anymore.
755             value = -VALUE_INFINITE;
756
757             while (1)
758             {
759                 // Step 13. Make the move
760                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
761
762                 // Step extra. pv search
763                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
764                 // and for fail high research (value > alpha)
765                 if (i < MultiPV || value > alpha)
766                 {
767                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
768                     if (MultiPV > 1)
769                         alpha = -VALUE_INFINITE;
770
771                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
772                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
773                 }
774                 else
775                 {
776                     // Step 14. Reduced search
777                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
778                     bool doFullDepthSearch = true;
779
780                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
781                         && !dangerous
782                         && !captureOrPromotion
783                         && !move_is_castle(move))
784                     {
785                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
786                         if (ss->reduction)
787                         {
788                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
789
790                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
791                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
792                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
793                         }
794                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
795                     }
796
797                     // Step 15. Full depth search
798                     if (doFullDepthSearch)
799                     {
800                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
801                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
802
803                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
804                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
805                         if (value > alpha)
806                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
807                     }
808                 }
809
810                 // Step 16. Undo move
811                 pos.undo_move(move);
812
813                 // Can we exit fail high loop ?
814                 if (AbortSearch || value < beta)
815                     break;
816
817                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
818                 // the score before research in case we run out of time while researching.
819                 ss->bestMove = move;
820                 rml[i].pv_score = value;
821                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
822
823                 // Inform GUI that PV has changed
824                 cout << rml[i].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
825
826                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
827                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
828                 researchCountFH++;
829
830             } // End of fail high loop
831
832             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
833             // was aborted because the user interrupted the search or because we
834             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
835             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
836             // move and/or PV.
837             if (AbortSearch)
838                 break;
839
840             // Remember searched nodes counts for this move
841             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
842
843             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
844             assert(value < beta);
845
846             // Step 17. Check for new best move
847             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
848                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
849             else
850             {
851                 // PV move or new best move!
852
853                 // Update PV
854                 ss->bestMove = move;
855                 rml[i].pv_score = value;
856                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
857
858                 // We record how often the best move has been changed in each
859                 // iteration. This information is used for time managment: When
860                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
861                 if (MultiPV == 1 && i > 0)
862                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
863
864                 // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
865                 // requires we send all the PV lines properly sorted.
866                 rml.sort_multipv(i);
867
868                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
869                     cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
870
871                 // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
872                 if (MultiPV == 1)
873                 {
874                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
875                     if (value > alpha)
876                         alpha = value;
877                 }
878                 else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
879                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
880
881             } // PV move or new best move
882
883             assert(alpha >= oldAlpha);
884
885             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
886
887             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
888                 StopOnPonderhit = false;
889
890         } // Root moves loop
891
892         // Can we exit fail low loop ?
893         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
894             break;
895
896         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
897         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
898         researchCountFL++;
899
900     } // Fail low loop
901
902     // Sort the moves before to return
903     rml.sort();
904
905     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
906     // have been overwritten during the search.
907     for (int i = 0; i < MultiPV; i++)
908         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
909
910     return alpha;
911   }
912
913
914   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
915   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
916   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
917   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
918   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
919   // here: This is taken care of after we return from the split point.
920
921   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
922   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
923
924     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
925     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
926     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
927     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
928     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
929
930     Move movesSearched[MOVES_MAX];
931     StateInfo st;
932     const TTEntry *tte;
933     Key posKey;
934     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
935     Depth ext, newDepth;
936     ValueType vt;
937     Value bestValue, value, oldAlpha;
938     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
939     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
940     bool mateThreat = false;
941     int moveCount = 0;
942     int threadID = pos.thread();
943     SplitPoint* sp = NULL;
944     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
945     oldAlpha = alpha;
946     isCheck = pos.is_check();
947
948     if (SpNode)
949     {
950         sp = ss->sp;
951         tte = NULL;
952         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
953         threatMove = sp->threatMove;
954         mateThreat = sp->mateThreat;
955         goto split_point_start;
956     }
957     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
958
959     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
960     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
961     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
962
963     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
964     {
965         NodesSincePoll = 0;
966         poll(pos);
967     }
968
969     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
970     if (   AbortSearch
971         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
972         || pos.is_draw()
973         || ply >= PLY_MAX - 1)
974         return VALUE_DRAW;
975
976     // Step 3. Mate distance pruning
977     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
978     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
979     if (alpha >= beta)
980         return alpha;
981
982     // Step 4. Transposition table lookup
983
984     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
985     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
986     excludedMove = ss->excludedMove;
987     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
988
989     tte = TT.retrieve(posKey);
990     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
991
992     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
993     // This is to avoid problems in the following areas:
994     //
995     // * Repetition draw detection
996     // * Fifty move rule detection
997     // * Searching for a mate
998     // * Printing of full PV line
999     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1000     {
1001         TT.refresh(tte);
1002         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1003         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1004     }
1005
1006     // Step 5. Evaluate the position statically and
1007     // update gain statistics of parent move.
1008     if (isCheck)
1009         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1010     else if (tte)
1011     {
1012         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1013
1014         ss->eval = tte->static_value();
1015         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1016         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1017     }
1018     else
1019     {
1020         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1021         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1022     }
1023
1024     // Save gain for the parent non-capture move
1025     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1026
1027     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1028     if (   !PvNode
1029         &&  depth < RazorDepth
1030         && !isCheck
1031         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1032         &&  ttMove == MOVE_NONE
1033         && !value_is_mate(beta)
1034         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1035     {
1036         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1037         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1038         if (v < rbeta)
1039             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1040             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1041             return v;
1042     }
1043
1044     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1045     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1046     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1047     if (   !PvNode
1048         && !ss->skipNullMove
1049         &&  depth < RazorDepth
1050         && !isCheck
1051         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1052         && !value_is_mate(beta)
1053         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1054         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1055
1056     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1057     if (   !PvNode
1058         && !ss->skipNullMove
1059         &&  depth > ONE_PLY
1060         && !isCheck
1061         &&  refinedValue >= beta
1062         && !value_is_mate(beta)
1063         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1064     {
1065         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1066
1067         // Null move dynamic reduction based on depth
1068         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1069
1070         // Null move dynamic reduction based on value
1071         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1072             R++;
1073
1074         pos.do_null_move(st);
1075         (ss+1)->skipNullMove = true;
1076         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1077         (ss+1)->skipNullMove = false;
1078         pos.undo_null_move();
1079
1080         if (nullValue >= beta)
1081         {
1082             // Do not return unproven mate scores
1083             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1084                 nullValue = beta;
1085
1086             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1087                 return nullValue;
1088
1089             // Do verification search at high depths
1090             ss->skipNullMove = true;
1091             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1092             ss->skipNullMove = false;
1093
1094             if (v >= beta)
1095                 return nullValue;
1096         }
1097         else
1098         {
1099             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1100             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1101             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1102             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1103             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1104             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1105             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1106                 mateThreat = true;
1107
1108             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1109             if (   depth < ThreatDepth
1110                 && (ss-1)->reduction
1111                 && threatMove != MOVE_NONE
1112                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1113                 return beta - 1;
1114         }
1115     }
1116
1117     // Step 9. Internal iterative deepening
1118     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1119         &&  ttMove == MOVE_NONE
1120         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1121     {
1122         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1123
1124         ss->skipNullMove = true;
1125         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1126         ss->skipNullMove = false;
1127
1128         ttMove = ss->bestMove;
1129         tte = TT.retrieve(posKey);
1130     }
1131
1132     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1133     if (PvNode)
1134         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1135
1136 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1137
1138     // Initialize a MovePicker object for the current position
1139     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1140     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1141     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1142     CheckInfo ci(pos);
1143     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1144     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1145     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1146     singularExtensionNode =  !SpNode
1147                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1148                            && tte
1149                            && tte->move()
1150                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1151                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1152                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1153     if (SpNode)
1154     {
1155         lock_grab(&(sp->lock));
1156         bestValue = sp->bestValue;
1157     }
1158
1159     // Step 10. Loop through moves
1160     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1161     while (   bestValue < beta
1162            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1163            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1164     {
1165       assert(move_is_ok(move));
1166
1167       if (SpNode)
1168       {
1169           moveCount = ++sp->moveCount;
1170           lock_release(&(sp->lock));
1171       }
1172       else if (move == excludedMove)
1173           continue;
1174       else
1175           movesSearched[moveCount++] = move;
1176
1177       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1178       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1179
1180       // Step 11. Decide the new search depth
1181       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1182
1183       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1184       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1185       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1186       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1187       if (   singularExtensionNode
1188           && move == tte->move()
1189           && ext < ONE_PLY)
1190       {
1191           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1192
1193           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1194           {
1195               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1196               ss->excludedMove = move;
1197               ss->skipNullMove = true;
1198               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1199               ss->skipNullMove = false;
1200               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1201               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1202               if (v < b)
1203                   ext = ONE_PLY;
1204           }
1205       }
1206
1207       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1208       ss->currentMove = move;
1209       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1210
1211       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1212       if (   !PvNode
1213           && !captureOrPromotion
1214           && !isCheck
1215           && !dangerous
1216           &&  move != ttMove
1217           && !move_is_castle(move))
1218       {
1219           // Move count based pruning
1220           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1221               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1222               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1223           {
1224               if (SpNode)
1225                   lock_grab(&(sp->lock));
1226
1227               continue;
1228           }
1229
1230           // Value based pruning
1231           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1232           // but fixing this made program slightly weaker.
1233           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1234           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1235                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1236
1237           if (futilityValueScaled < beta)
1238           {
1239               if (SpNode)
1240               {
1241                   lock_grab(&(sp->lock));
1242                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1243                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1244               }
1245               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1246                   bestValue = futilityValueScaled;
1247
1248               continue;
1249           }
1250
1251           // Prune moves with negative SEE at low depths
1252           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1253               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1254               && pos.see_sign(move) < 0)
1255           {
1256               if (SpNode)
1257                   lock_grab(&(sp->lock));
1258
1259               continue;
1260           }
1261       }
1262
1263       // Step 13. Make the move
1264       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1265
1266       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1267       // The first move in list is the expected PV
1268       if (PvNode && moveCount == 1)
1269           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1270       else
1271       {
1272           // Step 14. Reduced depth search
1273           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1274           bool doFullDepthSearch = true;
1275
1276           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1277               && !captureOrPromotion
1278               && !dangerous
1279               && !move_is_castle(move)
1280               &&  ss->killers[0] != move
1281               &&  ss->killers[1] != move)
1282           {
1283               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1284
1285               if (ss->reduction)
1286               {
1287                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1288                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1289                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1290
1291                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1292               }
1293               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1294           }
1295
1296           // Step 15. Full depth search
1297           if (doFullDepthSearch)
1298           {
1299               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1300               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1301
1302               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1303               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1304               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1305               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1306                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1307           }
1308       }
1309
1310       // Step 16. Undo move
1311       pos.undo_move(move);
1312
1313       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1314
1315       // Step 17. Check for new best move
1316       if (SpNode)
1317       {
1318           lock_grab(&(sp->lock));
1319           bestValue = sp->bestValue;
1320           alpha = sp->alpha;
1321       }
1322
1323       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1324       {
1325           bestValue = value;
1326
1327           if (SpNode)
1328               sp->bestValue = value;
1329
1330           if (value > alpha)
1331           {
1332               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1333               {
1334                   alpha = value;
1335
1336                   if (SpNode)
1337                       sp->alpha = value;
1338               }
1339               else if (SpNode)
1340                   sp->betaCutoff = true;
1341
1342               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1343                   ss->mateKiller = move;
1344
1345               ss->bestMove = move;
1346
1347               if (SpNode)
1348                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1349           }
1350       }
1351
1352       // Step 18. Check for split
1353       if (   !SpNode
1354           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1355           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1356           && bestValue < beta
1357           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1358           && !AbortSearch
1359           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1360           && Iteration <= 99)
1361           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1362                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1363     }
1364
1365     // Step 19. Check for mate and stalemate
1366     // All legal moves have been searched and if there are
1367     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1368     // If one move was excluded return fail low score.
1369     if (!SpNode && !moveCount)
1370         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1371
1372     // Step 20. Update tables
1373     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1374     // history counters, and killer moves.
1375     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1376     {
1377         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1378         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1379              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1380
1381         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1382
1383         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1384         if (    bestValue >= beta
1385             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1386         {
1387             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1388             update_killers(move, ss);
1389         }
1390     }
1391
1392     if (SpNode)
1393     {
1394         // Here we have the lock still grabbed
1395         sp->slaves[threadID] = 0;
1396         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1397         lock_release(&(sp->lock));
1398     }
1399
1400     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1401
1402     return bestValue;
1403   }
1404
1405   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1406   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1407   // less than ONE_PLY).
1408
1409   template <NodeType PvNode>
1410   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1411
1412     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1413     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1414     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1415     assert(depth <= 0);
1416     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1417     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1418
1419     StateInfo st;
1420     Move ttMove, move;
1421     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1422     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1423     const TTEntry* tte;
1424     Depth ttDepth;
1425     Value oldAlpha = alpha;
1426
1427     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1428
1429     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1430     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1431         return VALUE_DRAW;
1432
1433     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1434     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1435     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1436     isCheck = pos.is_check();
1437     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1438
1439     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1440     // pruning, but only for move ordering.
1441     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1442     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1443
1444     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1445     {
1446         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1447         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1448     }
1449
1450     // Evaluate the position statically
1451     if (isCheck)
1452     {
1453         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1454         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1455         enoughMaterial = false;
1456     }
1457     else
1458     {
1459         if (tte)
1460         {
1461             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1462
1463             evalMargin = tte->static_value_margin();
1464             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1465         }
1466         else
1467             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1468
1469         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1470
1471         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1472         if (bestValue >= beta)
1473         {
1474             if (!tte)
1475                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1476
1477             return bestValue;
1478         }
1479
1480         if (PvNode && bestValue > alpha)
1481             alpha = bestValue;
1482
1483         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1484         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1485         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1486     }
1487
1488     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1489     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1490     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1491     // be generated.
1492     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1493     CheckInfo ci(pos);
1494
1495     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1496     while (   alpha < beta
1497            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1498     {
1499       assert(move_is_ok(move));
1500
1501       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1502
1503       // Futility pruning
1504       if (   !PvNode
1505           && !isCheck
1506           && !moveIsCheck
1507           &&  move != ttMove
1508           &&  enoughMaterial
1509           && !move_is_promotion(move)
1510           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1511       {
1512           futilityValue =  futilityBase
1513                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1514                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1515
1516           if (futilityValue < alpha)
1517           {
1518               if (futilityValue > bestValue)
1519                   bestValue = futilityValue;
1520               continue;
1521           }
1522       }
1523
1524       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1525       evasionPrunable =   isCheck
1526                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1527                        && !pos.move_is_capture(move)
1528                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1529
1530       // Don't search moves with negative SEE values
1531       if (   !PvNode
1532           && (!isCheck || evasionPrunable)
1533           &&  move != ttMove
1534           && !move_is_promotion(move)
1535           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1536           continue;
1537
1538       // Don't search useless checks
1539       if (   !PvNode
1540           && !isCheck
1541           &&  moveIsCheck
1542           &&  move != ttMove
1543           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1544           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1545           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1546       {
1547           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1548               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1549
1550           continue;
1551       }
1552
1553       // Update current move
1554       ss->currentMove = move;
1555
1556       // Make and search the move
1557       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1558       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1559       pos.undo_move(move);
1560
1561       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1562
1563       // New best move?
1564       if (value > bestValue)
1565       {
1566           bestValue = value;
1567           if (value > alpha)
1568           {
1569               alpha = value;
1570               ss->bestMove = move;
1571           }
1572        }
1573     }
1574
1575     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1576     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1577     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1578         return value_mated_in(ply);
1579
1580     // Update transposition table
1581     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1582     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1583
1584     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1585
1586     return bestValue;
1587   }
1588
1589
1590   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1591   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1592   // will be pruned.
1593
1594   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1595   {
1596     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1597     Square from, to, ksq, victimSq;
1598     Piece pc;
1599     Color them;
1600     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1601
1602     from = move_from(move);
1603     to = move_to(move);
1604     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1605     ksq = pos.king_square(them);
1606     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1607     pc = pos.piece_on(from);
1608
1609     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1610     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1611     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1612
1613     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1614     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1615
1616     if (!(b && (b & (b - 1))))
1617         return true;
1618
1619     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1620     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1621         && bit_is_set(kingAtt, to))
1622         return true;
1623
1624     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1625     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1626
1627     while (b)
1628     {
1629         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1630         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1631
1632         // Note that here we generate illegal "double move"!
1633         if (   futilityValue >= beta
1634             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1635             return true;
1636
1637         if (futilityValue > bv)
1638             bv = futilityValue;
1639     }
1640
1641     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1642     *bestValue = bv;
1643     return false;
1644   }
1645
1646
1647   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1648   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1649   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1650   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1651   // second move is assumed to be a move from the current position.
1652
1653   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1654
1655     Square f1, t1, f2, t2;
1656     Piece p;
1657
1658     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1659     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1660
1661     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1662     f2 = move_from(m2);
1663     t1 = move_to(m1);
1664     if (f2 == t1)
1665         return true;
1666
1667     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1668     t2 = move_to(m2);
1669     f1 = move_from(m1);
1670     if (t2 == f1)
1671         return true;
1672
1673     // Case 3: Moving through the vacated square
1674     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1675         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1676       return true;
1677
1678     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1679     p = pos.piece_on(t1);
1680     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1681         return true;
1682
1683     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1684     if (    piece_is_slider(p)
1685         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1686         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1687     {
1688         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1689         // move is the opposite of the checking piece.
1690         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1691         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1692
1693         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1694             return true;
1695     }
1696     return false;
1697   }
1698
1699
1700   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1701   // compensated for the ply.
1702
1703   bool value_is_mate(Value value) {
1704
1705     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1706
1707     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1708           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1709   }
1710
1711
1712   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1713   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1714   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1715
1716   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1717
1718     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1719       return v + ply;
1720
1721     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1722       return v - ply;
1723
1724     return v;
1725   }
1726
1727
1728   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1729   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1730
1731   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1732
1733     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1734       return v - ply;
1735
1736     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1737       return v + ply;
1738
1739     return v;
1740   }
1741
1742
1743   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1744   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1745   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1746   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1747   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1748   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1749   template <NodeType PvNode>
1750   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1751                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1752
1753     assert(m != MOVE_NONE);
1754
1755     Depth result = DEPTH_ZERO;
1756     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1757
1758     if (*dangerous)
1759     {
1760         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1761             result += CheckExtension[PvNode];
1762
1763         if (singleEvasion)
1764             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1765
1766         if (mateThreat)
1767             result += MateThreatExtension[PvNode];
1768     }
1769
1770     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1771     {
1772         Color c = pos.side_to_move();
1773         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1774         {
1775             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1776             *dangerous = true;
1777         }
1778         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1779         {
1780             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1781             *dangerous = true;
1782         }
1783     }
1784
1785     if (   captureOrPromotion
1786         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1787         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1788             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1789         && !move_is_promotion(m)
1790         && !move_is_ep(m))
1791     {
1792         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1793         *dangerous = true;
1794     }
1795
1796     if (   PvNode
1797         && captureOrPromotion
1798         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1799         && pos.see_sign(m) >= 0)
1800     {
1801         result += ONE_PLY / 2;
1802         *dangerous = true;
1803     }
1804
1805     return Min(result, ONE_PLY);
1806   }
1807
1808
1809   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1810   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1811
1812   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1813
1814     assert(move_is_ok(m));
1815     assert(threat && move_is_ok(threat));
1816     assert(!pos.move_is_check(m));
1817     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1818     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1819
1820     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1821
1822     mfrom = move_from(m);
1823     mto = move_to(m);
1824     tfrom = move_from(threat);
1825     tto = move_to(threat);
1826
1827     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1828     if (mfrom == tto)
1829         return true;
1830
1831     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1832     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1833     if (   pos.move_is_capture(threat)
1834         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1835             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1836         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1837         return true;
1838
1839     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1840     // prune safe moves which block its ray.
1841     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1842         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1843         && pos.see_sign(m) >= 0)
1844         return true;
1845
1846     return false;
1847   }
1848
1849
1850   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1851   // can be used at a given point in search.
1852
1853   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1854
1855     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1856
1857     return   (   tte->depth() >= depth
1858               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1859               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1860
1861           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1862               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1863   }
1864
1865
1866   // refine_eval() returns the transposition table score if
1867   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1868
1869   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1870
1871       assert(tte);
1872
1873       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1874
1875       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1876           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1877           return v;
1878
1879       return defaultEval;
1880   }
1881
1882
1883   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1884   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1885
1886   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1887                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1888     Move m;
1889
1890     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1891
1892     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1893     {
1894         m = movesSearched[i];
1895
1896         assert(m != move);
1897
1898         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1899             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1900     }
1901   }
1902
1903
1904   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1905   // among the killer moves of that ply.
1906
1907   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1908
1909     if (m == ss->killers[0])
1910         return;
1911
1912     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1913     ss->killers[0] = m;
1914   }
1915
1916
1917   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1918   // the static position evaluation before and after the move.
1919
1920   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1921
1922     if (   m != MOVE_NULL
1923         && before != VALUE_NONE
1924         && after != VALUE_NONE
1925         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1926         && !move_is_special(m))
1927         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1928   }
1929
1930
1931   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1932   // since the beginning of the current search.
1933
1934   int current_search_time() {
1935
1936     return get_system_time() - SearchStartTime;
1937   }
1938
1939
1940   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1941   // protocol specifications:
1942   //
1943   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1944   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1945   //            use negative values for y.
1946
1947   std::string value_to_uci(Value v) {
1948
1949     std::stringstream s;
1950
1951     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1952       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1953     else
1954       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1955
1956     return s.str();
1957   }
1958
1959   // nps() computes the current nodes/second count.
1960
1961   int nps(const Position& pos) {
1962
1963     int t = current_search_time();
1964     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1965   }
1966
1967
1968   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1969   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1970   // search.
1971
1972   void poll(const Position& pos) {
1973
1974     static int lastInfoTime;
1975     int t = current_search_time();
1976
1977     //  Poll for input
1978     if (data_available())
1979     {
1980         // We are line oriented, don't read single chars
1981         std::string command;
1982
1983         if (!std::getline(std::cin, command))
1984             command = "quit";
1985
1986         if (command == "quit")
1987         {
1988             AbortSearch = true;
1989             PonderSearch = false;
1990             Quit = true;
1991             return;
1992         }
1993         else if (command == "stop")
1994         {
1995             AbortSearch = true;
1996             PonderSearch = false;
1997         }
1998         else if (command == "ponderhit")
1999             ponderhit();
2000     }
2001
2002     // Print search information
2003     if (t < 1000)
2004         lastInfoTime = 0;
2005
2006     else if (lastInfoTime > t)
2007         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2008         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2009         lastInfoTime = 0;
2010
2011     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2012     {
2013         lastInfoTime = t;
2014
2015         if (dbg_show_mean)
2016             dbg_print_mean();
2017
2018         if (dbg_show_hit_rate)
2019             dbg_print_hit_rate();
2020
2021         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2022         SendSearchedNodes = true;
2023     }
2024
2025     // Should we stop the search?
2026     if (PonderSearch)
2027         return;
2028
2029     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2030                            && !AspirationFailLow
2031                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2032
2033     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2034                      || stillAtFirstMove;
2035
2036     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2037         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2038         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2039         AbortSearch = true;
2040   }
2041
2042
2043   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2044   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2045   // it correctly predicted the opponent's move.
2046
2047   void ponderhit() {
2048
2049     int t = current_search_time();
2050     PonderSearch = false;
2051
2052     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2053                            && !AspirationFailLow
2054                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2055
2056     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2057                      || stillAtFirstMove;
2058
2059     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2060         AbortSearch = true;
2061   }
2062
2063
2064   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2065   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2066
2067   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2068
2069     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2070     {
2071         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2072         ss->skipNullMove = false;
2073         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2074         ss->sp = NULL;
2075
2076         if (i < 3)
2077             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2078     }
2079   }
2080
2081
2082   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2083   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2084   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2085   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2086   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2087   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2088
2089   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2090
2091     std::string command;
2092
2093     while (true)
2094     {
2095         if (!std::getline(std::cin, command))
2096             command = "quit";
2097
2098         if (command == "quit")
2099         {
2100             Quit = true;
2101             break;
2102         }
2103         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2104             break;
2105     }
2106   }
2107
2108
2109   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2110   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2111   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2112   // threads and one for Windows threads.
2113
2114 #if !defined(_MSC_VER)
2115
2116   void* init_thread(void* threadID) {
2117
2118     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2119     return NULL;
2120   }
2121
2122 #else
2123
2124   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2125
2126     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2127     return 0;
2128   }
2129
2130 #endif
2131
2132
2133   /// The ThreadsManager class
2134
2135
2136   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2137   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2138   // to start a new search.
2139
2140   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2141
2142     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2143     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2144     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2145     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2146   }
2147
2148
2149   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2150   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2151   // object for which the current thread is the master.
2152
2153   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2154
2155     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2156
2157     int i;
2158     bool allFinished = false;
2159
2160     while (true)
2161     {
2162         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2163         // master should exit as last one.
2164         if (allThreadsShouldExit)
2165         {
2166             assert(!sp);
2167             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2168             return;
2169         }
2170
2171         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2172         // instead of wasting CPU time polling for work.
2173         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2174                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2175         {
2176             assert(!sp || useSleepingThreads);
2177             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2178
2179             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2180                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2181
2182             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2183             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2184
2185             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2186             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2187             allFinished = (i == activeThreads);
2188
2189             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2190             {
2191                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2192                 break;
2193             }
2194
2195             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2196             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2197                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2198
2199             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2200         }
2201
2202         // If this thread has been assigned work, launch a search
2203         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2204         {
2205             assert(!allThreadsShouldExit);
2206
2207             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2208
2209             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2210             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2211             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2212             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2213             ss->sp = tsp;
2214
2215             if (tsp->pvNode)
2216                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2217             else
2218                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2219
2220             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2221
2222             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2223
2224             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2225             // case we are the last slave of the split point.
2226             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2227                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2228         }
2229
2230         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2231         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2232         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2233         allFinished = (i == activeThreads);
2234
2235         if (allFinished)
2236         {
2237             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2238             // be sure sp->lock has been released before to return.
2239             lock_grab(&(sp->lock));
2240             lock_release(&(sp->lock));
2241
2242             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2243             // because here is all finished is not possible master is booked.
2244             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2245
2246             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2247             return;
2248         }
2249     }
2250   }
2251
2252
2253   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2254   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2255   // objects.
2256
2257   void ThreadsManager::init_threads() {
2258
2259     int i, arg[MAX_THREADS];
2260     bool ok;
2261
2262     // Initialize global locks
2263     lock_init(&mpLock);
2264
2265     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2266     {
2267         lock_init(&sleepLock[i]);
2268         cond_init(&sleepCond[i]);
2269     }
2270
2271     // Initialize splitPoints[] locks
2272     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2273         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2274             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2275
2276     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2277     allThreadsShouldExit = false;
2278
2279     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2280     activeThreads = 1;
2281
2282     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2283     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2284     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2285         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2286
2287     // Launch the helper threads
2288     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2289     {
2290         arg[i] = i;
2291
2292 #if !defined(_MSC_VER)
2293         pthread_t pthread[1];
2294         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2295         pthread_detach(pthread[0]);
2296 #else
2297         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2298 #endif
2299         if (!ok)
2300         {
2301             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2302             exit(EXIT_FAILURE);
2303         }
2304
2305         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2306         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2307     }
2308   }
2309
2310
2311   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2312   // helper threads exit cleanly.
2313
2314   void ThreadsManager::exit_threads() {
2315
2316     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2317
2318     // Wake up all the threads and waits for termination
2319     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2320     {
2321         wake_sleeping_thread(i);
2322         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2323     }
2324
2325     // Now we can safely destroy the locks
2326     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2327         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2328             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2329
2330     lock_destroy(&mpLock);
2331
2332     // Now we can safely destroy the wait conditions
2333     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2334     {
2335         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2336         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2337     }
2338   }
2339
2340
2341   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2342   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2343   // the current split point.
2344
2345   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2346
2347     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2348
2349     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2350
2351     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2352     return sp != NULL;
2353   }
2354
2355
2356   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2357   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2358   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2359   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2360   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2361   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2362   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2363
2364   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2365
2366     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2367     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2368     assert(activeThreads > 1);
2369
2370     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2371         return false;
2372
2373     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2374     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2375
2376     // No active split points means that the thread is available as
2377     // a slave for any other thread.
2378     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2379         return true;
2380
2381     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2382     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2383     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2384     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2385         return true;
2386
2387     return false;
2388   }
2389
2390
2391   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2392   // a slave for the thread with threadID "master".
2393
2394   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2395
2396     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2397     assert(activeThreads > 1);
2398
2399     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2400         if (thread_is_available(i, master))
2401             return true;
2402
2403     return false;
2404   }
2405
2406
2407   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2408   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2409   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2410   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2411   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2412   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2413   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2414   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2415
2416   template <bool Fake>
2417   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2418                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2419                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2420     assert(pos.is_ok());
2421     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2422     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2423     assert(*bestValue <= *alpha);
2424     assert(*alpha < beta);
2425     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2426     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2427     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2428     assert(activeThreads > 1);
2429
2430     int i, master = pos.thread();
2431     Thread& masterThread = threads[master];
2432
2433     lock_grab(&mpLock);
2434
2435     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2436     // active split points, don't split.
2437     if (   !available_thread_exists(master)
2438         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2439     {
2440         lock_release(&mpLock);
2441         return;
2442     }
2443
2444     // Pick the next available split point object from the split point stack
2445     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2446
2447     // Initialize the split point object
2448     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2449     splitPoint.master = master;
2450     splitPoint.betaCutoff = false;
2451     splitPoint.ply = ply;
2452     splitPoint.depth = depth;
2453     splitPoint.threatMove = threatMove;
2454     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2455     splitPoint.alpha = *alpha;
2456     splitPoint.beta = beta;
2457     splitPoint.pvNode = pvNode;
2458     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2459     splitPoint.mp = mp;
2460     splitPoint.moveCount = moveCount;
2461     splitPoint.pos = &pos;
2462     splitPoint.nodes = 0;
2463     splitPoint.parentSstack = ss;
2464     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2465         splitPoint.slaves[i] = 0;
2466
2467     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2468
2469     // If we are here it means we are not available
2470     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2471
2472     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2473
2474     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2475     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2476         if (thread_is_available(i, master))
2477         {
2478             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2479             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2480             splitPoint.slaves[i] = 1;
2481             workersCnt++;
2482         }
2483
2484     assert(Fake || workersCnt > 1);
2485
2486     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2487     lock_release(&mpLock);
2488
2489     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2490     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2491     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2492         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2493         {
2494             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2495
2496             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2497
2498             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2499
2500             if (useSleepingThreads && i != master)
2501                 wake_sleeping_thread(i);
2502         }
2503
2504     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2505     // which it will instantly launch a search, because its state is
2506     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2507     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2508     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2509     idle_loop(master, &splitPoint);
2510
2511     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2512     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2513     lock_grab(&mpLock);
2514
2515     *alpha = splitPoint.alpha;
2516     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2517     masterThread.activeSplitPoints--;
2518     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2519     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2520
2521     lock_release(&mpLock);
2522   }
2523
2524
2525   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2526   // when it is time to start a new search.
2527
2528   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2529
2530      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2531      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2532      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2533   }
2534
2535
2536   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2537
2538   RootMove::RootMove() {
2539
2540     nodes = 0;
2541     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2542     pv[0] = MOVE_NONE;
2543   }
2544
2545   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2546
2547     const Move* src = rm.pv;
2548     Move* dst = pv;
2549
2550     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2551     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2552
2553     nodes = rm.nodes;
2554     pv_score = rm.pv_score;
2555     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2556     return *this;
2557   }
2558
2559   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2560   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2561   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2562   // long PV to print that is important for position analysis.
2563
2564   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2565
2566     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2567     TTEntry* tte;
2568     int ply = 1;
2569
2570     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2571
2572     pos.do_move(pv[0], *st++);
2573
2574     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2575            && tte->move() != MOVE_NONE
2576            && move_is_legal(pos, tte->move())
2577            && ply < PLY_MAX
2578            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2579     {
2580         pv[ply] = tte->move();
2581         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2582     }
2583     pv[ply] = MOVE_NONE;
2584
2585     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2586   }
2587
2588   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2589   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2590   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2591
2592   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2593
2594     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2595     TTEntry* tte;
2596     Key k;
2597     Value v, m = VALUE_NONE;
2598     int ply = 0;
2599
2600     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2601
2602     do {
2603         k = pos.get_key();
2604         tte = TT.retrieve(k);
2605
2606         // Don't overwrite exsisting correct entries
2607         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2608         {
2609             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2610             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2611         }
2612         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2613
2614     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2615
2616     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2617   }
2618
2619   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2620   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2621   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2622
2623   std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2624
2625     std::stringstream s, l;
2626     Move* m = pv;
2627
2628     while (*m != MOVE_NONE)
2629         l << *m++ << " ";
2630
2631     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2632       << " seldepth " << int(m - pv)
2633       << " multipv " << pvLine + 1
2634       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2635       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2636       << " time "  << current_search_time()
2637       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2638       << " nps "   << nps(pos)
2639       << " pv "    << l.str();
2640
2641     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2642     {
2643         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2644                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2645
2646         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2647     }
2648     return s.str();
2649   }
2650
2651
2652   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2653
2654     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2655     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2656     StateInfo st;
2657     Move* sm;
2658
2659     // Initialize search stack
2660     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2661     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2662
2663     // Generate all legal moves
2664     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2665
2666     // Add each move to the RootMoveList's vector
2667     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2668     {
2669         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2670         // is in the list before to add it.
2671         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2672
2673         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2674             continue;
2675
2676         // Find a quick score for the move and add to the list
2677         pos.do_move(cur->move, st);
2678
2679         RootMove rm;
2680         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2681         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2682         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2683         push_back(rm);
2684
2685         pos.undo_move(cur->move);
2686     }
2687     sort();
2688   }
2689
2690   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2691   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2692   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2693   // the first order pv scores of both moves are equal.
2694
2695   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2696   {
2697       Move move;
2698       Value score = VALUE_ZERO;
2699       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2700
2701       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2702           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2703               if (it->pv[0] == move)
2704               {
2705                   it->non_pv_score = score--;
2706                   break;
2707               }
2708   }
2709
2710 } // namespace