]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Fix last leak detected by Valgrind
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_thread(int threadID);
86     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
87
88     template <bool Fake>
89     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
90                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
91
92   private:
93     friend void poll();
94
95     int ActiveThreads;
96     volatile bool AllThreadsShouldExit;
97     Thread threads[MAX_THREADS];
98     Lock MPLock;
99     WaitCondition WaitCond[MAX_THREADS];
100   };
101
102
103   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
104   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
105   // in the case of moves which fail low).
106
107   struct RootMove {
108
109     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
110
111     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
112     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
113     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
114     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
115     bool operator<(const RootMove& m) const {
116
117         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
118     }
119
120     Move move;
121     Value score;
122     int mp_score;
123     int64_t nodes;
124     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
125   };
126
127
128   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
129   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
130
131   class RootMoveList {
132
133   public:
134     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
135
136     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
137     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
138     int move_count() const { return count; }
139     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
140     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
141     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
142     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
143
144     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
145     void score_moves(const Position& pos);
146     void sort();
147     void sort_multipv(int n);
148
149   private:
150     RootMove moves[MOVES_MAX];
151     int count;
152   };
153
154
155   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
156   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
157   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
158   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
159   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
160   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
161   enum set960 {};
162
163   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
164
165     os.iword(0) = int(m);
166     return os;
167   }
168
169
170   /// Adjustments
171
172   // Step 6. Razoring
173
174   // Maximum depth for razoring
175   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
176
177   // Dynamic razoring margin based on depth
178   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
179
180   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
181   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
182
183   // Step 9. Internal iterative deepening
184
185   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
186   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
187
188   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
189   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
190   const Value IIDMargin = Value(0x100);
191
192   // Step 11. Decide the new search depth
193
194   // Extensions. Configurable UCI options
195   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
196   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
197   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
198
199   // Minimum depth for use of singular extension
200   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
201
202   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
203   // remaining ones we will extend it.
204   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
205
206   // Step 12. Futility pruning
207
208   // Futility margin for quiescence search
209   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
210
211   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
212   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
213   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
214
215   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
216   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
217
218   // Step 14. Reduced search
219
220   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
221   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
222
223   template <NodeType PV>
224   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
225
226   // Common adjustments
227
228   // Search depth at iteration 1
229   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
230
231   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
232   // better than the second best move.
233   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
234
235
236   /// Global variables
237
238   // Iteration counter
239   int Iteration;
240
241   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
242   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
243   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
244
245   // Search window management
246   int AspirationDelta;
247
248   // MultiPV mode
249   int MultiPV;
250
251   // Time managment variables
252   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
253   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
254   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
255   TimeManager TimeMgr;
256
257   // Log file
258   bool UseLogFile;
259   std::ofstream LogFile;
260
261   // Multi-threads related variables
262   Depth MinimumSplitDepth;
263   int MaxThreadsPerSplitPoint;
264   ThreadsManager ThreadsMgr;
265
266   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
267   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
268   int NodesSincePoll;
269   int NodesBetweenPolls = 30000;
270
271   // History table
272   History H;
273
274   /// Local functions
275
276   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
277   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
278
279   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
280   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
281
282   template <NodeType PvNode>
283   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
284       return search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
285   }
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
292
293   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
294   bool value_is_mate(Value value);
295   Value value_to_tt(Value v, int ply);
296   Value value_from_tt(Value v, int ply);
297   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
298   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
299   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
300   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
301   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
302   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
303
304   int current_search_time();
305   std::string value_to_uci(Value v);
306   int nps();
307   void poll();
308   void ponderhit();
309   void wait_for_stop_or_ponderhit();
310   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
311   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
312   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
313   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
314
315 #if !defined(_MSC_VER)
316   void *init_thread(void *threadID);
317 #else
318   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
319 #endif
320
321 }
322
323
324 ////
325 //// Functions
326 ////
327
328 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
329 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
330
331 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
332 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
333 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
334
335
336 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
337
338 void init_search() {
339
340   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
341   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
342   int mc; // moveCount
343
344   // Init reductions array
345   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
346   {
347       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
348       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
349       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
350       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
351   }
352
353   // Init futility margins array
354   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
355       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
356
357   // Init futility move count array
358   for (d = 0; d < 32; d++)
359       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
360 }
361
362
363 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
364 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
365
366 int perft(Position& pos, Depth depth)
367 {
368     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
369     StateInfo st;
370     Move m;
371     int sum = 0;
372
373     // Generate all legal moves
374     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
375
376     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
377     // the moves, just to count them.
378     if (depth <= ONE_PLY)
379         return int(last - mlist);
380
381     // Loop through all legal moves
382     CheckInfo ci(pos);
383     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
384     {
385         m = cur->move;
386         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
387         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
388         pos.undo_move(m);
389     }
390     return sum;
391 }
392
393
394 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
395 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
396 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
397 /// when a quit command is received during the search.
398
399 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
400            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
401
402   // Initialize global search variables
403   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
404   NodesSincePoll = 0;
405   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   PonderSearch = ponder;
412   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
413
414   // Look for a book move, only during games, not tests
415   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
416   {
417       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
418           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
419
420       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
421       if (bookMove != MOVE_NONE)
422       {
423           if (PonderSearch)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return true;
428       }
429   }
430
431   // Read UCI option values
432   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
433   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
434       TT.clear();
435
436   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
437   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
438   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
439   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
440   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
441   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
442   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
443   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
444   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
445   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
446   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
447   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
448
449   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
450   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
451   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
452   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
453
454   if (UseLogFile)
455       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
456
457   read_weights(pos.side_to_move());
458
459   // Set the number of active threads
460   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
461   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
462   {
463       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
464       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
465   }
466
467   // Set thinking time
468   int myTime = time[pos.side_to_move()];
469   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
470   if (UseTimeManagement)
471       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
472
473   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
474   // heavy time pressure.
475   if (MaxNodes)
476       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
477   else if (myTime && myTime < 1000)
478       NodesBetweenPolls = 1000;
479   else if (myTime && myTime < 5000)
480       NodesBetweenPolls = 5000;
481   else
482       NodesBetweenPolls = 30000;
483
484   // Write search information to log file
485   if (UseLogFile)
486       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
487               << "infinite: "  << infinite
488               << " ponder: "   << ponder
489               << " time: "     << myTime
490               << " increment: " << myIncrement
491               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
492
493   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
494   id_loop(pos, searchMoves);
495
496   if (UseLogFile)
497       LogFile.close();
498
499   return !Quit;
500 }
501
502
503 namespace {
504
505   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
506   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
507   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
508   // reached.
509
510   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
511
512     Position p(pos, pos.thread());
513     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
514     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
515     Move EasyMove = MOVE_NONE;
516     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
517
518     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
519     RootMoveList rml(p, searchMoves);
520
521     // Handle special case of searching on a mate/stale position
522     if (rml.move_count() == 0)
523     {
524         if (PonderSearch)
525             wait_for_stop_or_ponderhit();
526
527         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
528     }
529
530     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
531     // so to output information also for iteration 1.
532     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
533          << "info depth " << 1
534          << "\ninfo depth " << 1
535          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
536          << " time " << current_search_time()
537          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
538          << " nps " << nps()
539          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
540
541     // Initialize
542     TT.new_search();
543     H.clear();
544     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
545     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
546     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
547     Iteration = 1;
548
549     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
550     if (   rml.move_count() == 1
551         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
552         EasyMove = rml.move(0);
553
554     // Iterative deepening loop
555     while (Iteration < PLY_MAX)
556     {
557         // Initialize iteration
558         Iteration++;
559         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
560
561         cout << "info depth " << Iteration << endl;
562
563         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
564         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
565         {
566             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
567             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
568
569             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
570             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
571
572             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
573             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
574         }
575
576         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
577         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
578
579         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
580         // been overwritten during the search.
581         insert_pv_in_tt(p, pv);
582
583         if (AbortSearch)
584             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
585
586         //Save info about search result
587         ValueByIteration[Iteration] = value;
588
589         // Drop the easy move if differs from the new best move
590         if (pv[0] != EasyMove)
591             EasyMove = MOVE_NONE;
592
593         if (UseTimeManagement)
594         {
595             // Time to stop?
596             bool stopSearch = false;
597
598             // Stop search early if there is only a single legal move,
599             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
600             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
601                 stopSearch = true;
602
603             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
604             if (  Iteration >= 6
605                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
606                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
607                 stopSearch = true;
608
609             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
610             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
611             if (   Iteration >= 8
612                 && EasyMove == pv[0]
613                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
614                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
615                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
616                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
617                 stopSearch = true;
618
619             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
620             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
621                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
622                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
623
624             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
625             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
626             // move at the next iteration anyway.
627             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
628                 stopSearch = true;
629
630             if (stopSearch)
631             {
632                 if (PonderSearch)
633                     StopOnPonderhit = true;
634                 else
635                     break;
636             }
637         }
638
639         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
640             break;
641     }
642
643     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
644     // best move before we are told to do so.
645     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
646         wait_for_stop_or_ponderhit();
647     else
648         // Print final search statistics
649         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
650              << " nps " << nps()
651              << " time " << current_search_time() << endl;
652
653     // Print the best move and the ponder move to the standard output
654     if (pv[0] == MOVE_NONE)
655     {
656         pv[0] = rml.move(0);
657         pv[1] = MOVE_NONE;
658     }
659
660     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
661
662     cout << "bestmove " << pv[0];
663
664     if (pv[1] != MOVE_NONE)
665         cout << " ponder " << pv[1];
666
667     cout << endl;
668
669     if (UseLogFile)
670     {
671         if (dbg_show_mean)
672             dbg_print_mean(LogFile);
673
674         if (dbg_show_hit_rate)
675             dbg_print_hit_rate(LogFile);
676
677         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
678                 << "\nNodes/second: " << nps()
679                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
680
681         StateInfo st;
682         p.do_move(pv[0], st);
683         LogFile << "\nPonder move: "
684                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
685                 << endl;
686     }
687     return rml.move_score(0);
688   }
689
690
691   // root_search() is the function which searches the root node. It is
692   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
693   // scheme, prints some information to the standard output and handles
694   // the fail low/high loops.
695
696   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
697
698     StateInfo st;
699     CheckInfo ci(pos);
700     int64_t nodes;
701     Move move;
702     Depth depth, ext, newDepth;
703     Value value, alpha, beta;
704     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
705     int researchCountFH, researchCountFL;
706
707     researchCountFH = researchCountFL = 0;
708     alpha = *alphaPtr;
709     beta = *betaPtr;
710     isCheck = pos.is_check();
711     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
712
713     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
714     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
715
716     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
717     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
718     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
719
720     // Step 5. Evaluate the position statically
721     // At root we do this only to get reference value for child nodes
722     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
723     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
724
725     // Step 6. Razoring (omitted at root)
726     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
727     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
728     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
729
730     // Step extra. Fail low loop
731     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
732     // with bigger window until we are not failing low anymore.
733     while (1)
734     {
735         // Sort the moves before to (re)search
736         rml.score_moves(pos);
737         rml.sort();
738
739         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
740         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
741         {
742             // This is used by time management
743             FirstRootMove = (i == 0);
744
745             // Save the current node count before the move is searched
746             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
747
748             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
749             // the standard output.
750             move = ss->currentMove = rml.move(i);
751
752             if (current_search_time() >= 1000)
753                 cout << "info currmove " << move
754                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
755
756             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
757             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
758
759             // Step 11. Decide the new search depth
760             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
761             newDepth = depth + ext;
762
763             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
764
765             // Step extra. Fail high loop
766             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
767             // high anymore.
768             value = - VALUE_INFINITE;
769
770             while (1)
771             {
772                 // Step 13. Make the move
773                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
774
775                 // Step extra. pv search
776                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
777                 // and for fail high research (value > alpha)
778                 if (i < MultiPV || value > alpha)
779                 {
780                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
781                     if (MultiPV > 1)
782                         alpha = -VALUE_INFINITE;
783
784                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
785                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
786                 }
787                 else
788                 {
789                     // Step 14. Reduced search
790                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
791                     bool doFullDepthSearch = true;
792
793                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
794                         && !dangerous
795                         && !captureOrPromotion
796                         && !move_is_castle(move))
797                     {
798                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
799                         if (ss->reduction)
800                         {
801                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
802
803                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
804                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
805                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
806                         }
807
808                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
809                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
810                         // if the move fails high again then go with full depth search.
811                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
812                         {
813                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
814
815                             ss->reduction = ONE_PLY;
816                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
817                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
818                         }
819                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
820                     }
821
822                     // Step 15. Full depth search
823                     if (doFullDepthSearch)
824                     {
825                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
826                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
827
828                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
829                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
830                         if (value > alpha)
831                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
832                     }
833                 }
834
835                 // Step 16. Undo move
836                 pos.undo_move(move);
837
838                 // Can we exit fail high loop ?
839                 if (AbortSearch || value < beta)
840                     break;
841
842                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
843                 // the score before research in case we run out of time while researching.
844                 rml.set_move_score(i, value);
845                 ss->bestMove = move;
846                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
847                 rml.set_move_pv(i, pv);
848
849                 // Print information to the standard output
850                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
851
852                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
853                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
854                 researchCountFH++;
855
856             } // End of fail high loop
857
858             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
859             // was aborted because the user interrupted the search or because we
860             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
861             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
862             // move and/or PV.
863             if (AbortSearch)
864                 break;
865
866             // Remember searched nodes counts for this move
867             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
868
869             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
870             assert(value < beta);
871
872             // Step 17. Check for new best move
873             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
874                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
875             else
876             {
877                 // PV move or new best move!
878
879                 // Update PV
880                 rml.set_move_score(i, value);
881                 ss->bestMove = move;
882                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
883                 rml.set_move_pv(i, pv);
884
885                 if (MultiPV == 1)
886                 {
887                     // We record how often the best move has been changed in each
888                     // iteration. This information is used for time managment: When
889                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
890                     if (i > 0)
891                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
892
893                     // Print information to the standard output
894                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
895
896                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
897                     if (value > alpha)
898                         alpha = value;
899                 }
900                 else // MultiPV > 1
901                 {
902                     rml.sort_multipv(i);
903                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
904                     {
905                         cout << "info multipv " << j + 1
906                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
907                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
908                              << " time " << current_search_time()
909                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
910                              << " nps " << nps()
911                              << " pv ";
912
913                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
914                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
915
916                         cout << endl;
917                     }
918                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
919                 }
920             } // PV move or new best move
921
922             assert(alpha >= *alphaPtr);
923
924             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
925
926             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
927                 StopOnPonderhit = false;
928         }
929
930         // Can we exit fail low loop ?
931         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
932             break;
933
934         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
935         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
936         researchCountFL++;
937
938     } // Fail low loop
939
940     // Sort the moves before to return
941     rml.sort();
942
943     return alpha;
944   }
945
946
947   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
948   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
949   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
950   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
951   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
952   // here: This is taken care of after we return from the split point.
953
954   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
955   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
956
957     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
958     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
959     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
960     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
961     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
962
963     Move movesSearched[MOVES_MAX];
964     StateInfo st;
965     const TTEntry *tte;
966     Key posKey;
967     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
968     Depth ext, newDepth;
969     Value bestValue, value, oldAlpha;
970     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
971     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
972     bool mateThreat = false;
973     int moveCount = 0;
974     int threadID = pos.thread();
975     SplitPoint* sp = NULL;
976     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
977     oldAlpha = alpha;
978     isCheck = pos.is_check();
979
980     if (SpNode)
981     {
982         sp = ss->sp;
983         tte = NULL;
984         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
985         threatMove = sp->threatMove;
986         mateThreat = sp->mateThreat;
987         goto split_point_start;
988     }
989
990     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
991     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
992     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
993     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
994
995     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
996     {
997         NodesSincePoll = 0;
998         poll();
999     }
1000
1001     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1002     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1003         return VALUE_DRAW;
1004
1005     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1006         return VALUE_DRAW;
1007
1008     // Step 3. Mate distance pruning
1009     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1010     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1011     if (alpha >= beta)
1012         return alpha;
1013
1014     // Step 4. Transposition table lookup
1015
1016     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1017     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1018     excludedMove = ss->excludedMove;
1019     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1020
1021     tte = TT.retrieve(posKey);
1022     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1023
1024     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1025     // This is to avoid problems in the following areas:
1026     //
1027     // * Repetition draw detection
1028     // * Fifty move rule detection
1029     // * Searching for a mate
1030     // * Printing of full PV line
1031
1032     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1033     {
1034         // Refresh tte entry to avoid aging
1035         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1036
1037         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1038         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1039     }
1040
1041     // Step 5. Evaluate the position statically and
1042     // update gain statistics of parent move.
1043     if (isCheck)
1044         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1045     else if (tte)
1046     {
1047         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1048
1049         ss->eval = tte->static_value();
1050         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1051         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1052     }
1053     else
1054     {
1055         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1056         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1057     }
1058
1059     // Save gain for the parent non-capture move
1060     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1061
1062     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1063     if (   !PvNode
1064         &&  depth < RazorDepth
1065         && !isCheck
1066         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1067         &&  ttMove == MOVE_NONE
1068         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1069         && !value_is_mate(beta)
1070         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1071     {
1072         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1073         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1074         if (v < rbeta)
1075             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1076             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1077             return v;
1078     }
1079
1080     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1081     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1082     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1083     if (   !PvNode
1084         && !ss->skipNullMove
1085         &&  depth < RazorDepth
1086         && !isCheck
1087         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1088         && !value_is_mate(beta)
1089         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1090         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1091
1092     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1093     if (   !PvNode
1094         && !ss->skipNullMove
1095         &&  depth > ONE_PLY
1096         && !isCheck
1097         &&  refinedValue >= beta
1098         && !value_is_mate(beta)
1099         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1100     {
1101         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1102
1103         // Null move dynamic reduction based on depth
1104         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1105
1106         // Null move dynamic reduction based on value
1107         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1108             R++;
1109
1110         pos.do_null_move(st);
1111         (ss+1)->skipNullMove = true;
1112
1113         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1114                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1115         (ss+1)->skipNullMove = false;
1116         pos.undo_null_move();
1117
1118         if (nullValue >= beta)
1119         {
1120             // Do not return unproven mate scores
1121             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1122                 nullValue = beta;
1123
1124             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1125                 return nullValue;
1126
1127             // Do verification search at high depths
1128             ss->skipNullMove = true;
1129             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1130             ss->skipNullMove = false;
1131
1132             if (v >= beta)
1133                 return nullValue;
1134         }
1135         else
1136         {
1137             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1138             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1139             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1140             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1141             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1142             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1143             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1144                 mateThreat = true;
1145
1146             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1147             if (   depth < ThreatDepth
1148                 && (ss-1)->reduction
1149                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1150                 return beta - 1;
1151         }
1152     }
1153
1154     // Step 9. Internal iterative deepening
1155     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1156         &&  ttMove == MOVE_NONE
1157         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1158     {
1159         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1160
1161         ss->skipNullMove = true;
1162         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1163         ss->skipNullMove = false;
1164
1165         ttMove = ss->bestMove;
1166         tte = TT.retrieve(posKey);
1167     }
1168
1169     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1170     if (PvNode)
1171         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1172
1173 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1174
1175     // Initialize a MovePicker object for the current position
1176     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1177     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1178     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1179     CheckInfo ci(pos);
1180     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1181     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1182     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1183     singularExtensionNode =  !SpNode
1184                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1185                            && tte
1186                            && tte->move()
1187                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1188                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1189                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1190     if (SpNode)
1191     {
1192         lock_grab(&(sp->lock));
1193         bestValue = sp->bestValue;
1194     }
1195
1196     // Step 10. Loop through moves
1197     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1198     while (   bestValue < beta
1199            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1200            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1201     {
1202       if (SpNode)
1203       {
1204           moveCount = ++sp->moveCount;
1205           lock_release(&(sp->lock));
1206       }
1207
1208       assert(move_is_ok(move));
1209
1210       if (move == excludedMove)
1211           continue;
1212
1213       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1214       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1215
1216       // Step 11. Decide the new search depth
1217       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1218
1219       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1220       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1221       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1222       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1223       if (   singularExtensionNode
1224           && move == tte->move()
1225           && ext < ONE_PLY)
1226       {
1227           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1228
1229           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1230           {
1231               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1232               ss->excludedMove = move;
1233               ss->skipNullMove = true;
1234               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1235               ss->skipNullMove = false;
1236               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1237               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1238               if (v < b)
1239                   ext = ONE_PLY;
1240           }
1241       }
1242
1243       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1244
1245       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1246       movesSearched[moveCount] = ss->currentMove = move;
1247
1248       if (!SpNode)
1249           moveCount++;
1250
1251       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1252       if (   !PvNode
1253           && !captureOrPromotion
1254           && !isCheck
1255           && !dangerous
1256           &&  move != ttMove
1257           && !move_is_castle(move))
1258       {
1259           // Move count based pruning
1260           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1261               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1262               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1263           {
1264               if (SpNode)
1265                   lock_grab(&(sp->lock));
1266
1267               continue;
1268           }
1269
1270           // Value based pruning
1271           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1272           // but fixing this made program slightly weaker.
1273           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1274           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1275                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1276
1277           if (futilityValueScaled < beta)
1278           {
1279               if (SpNode)
1280               {
1281                   lock_grab(&(sp->lock));
1282                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1283                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1284               }
1285               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1286                   bestValue = futilityValueScaled;
1287
1288               continue;
1289           }
1290       }
1291
1292       // Step 13. Make the move
1293       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1294
1295       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1296       // The first move in list is the expected PV
1297       if (!SpNode && PvNode && moveCount == 1)
1298           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1299                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1300       else
1301       {
1302           // Step 14. Reduced depth search
1303           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1304           bool doFullDepthSearch = true;
1305
1306           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1307               && !captureOrPromotion
1308               && !dangerous
1309               && !move_is_castle(move)
1310               && !(ss->killers[0] == move || ss->killers[1] == move))
1311           {
1312               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1313               if (ss->reduction)
1314               {
1315                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1316                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1317                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1318                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1319
1320                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1321               }
1322
1323               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1324               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1325               // if the move fails high again then go with full depth search.
1326               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1327               {
1328                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1329
1330                   ss->reduction = ONE_PLY;
1331                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1332                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1333                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1334               }
1335               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1336           }
1337
1338           // Step 15. Full depth search
1339           if (doFullDepthSearch)
1340           {
1341               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1342               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1343                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1344
1345               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1346               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1347               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1348               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1349                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1350                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1351           }
1352       }
1353
1354       // Step 16. Undo move
1355       pos.undo_move(move);
1356
1357       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1358
1359       // Step 17. Check for new best move
1360       if (SpNode)
1361       {
1362           lock_grab(&(sp->lock));
1363           bestValue = sp->bestValue;
1364           alpha = sp->alpha;
1365       }
1366
1367       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1368       {
1369           bestValue = value;
1370
1371           if (SpNode)
1372               sp->bestValue = value;
1373
1374           if (value > alpha)
1375           {
1376               if (SpNode && (!PvNode || value >= beta))
1377                   sp->stopRequest = true;
1378
1379               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1380               {
1381                   alpha = value;
1382                   if (SpNode)
1383                       sp->alpha = value;
1384               }
1385
1386               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1387                   ss->mateKiller = move;
1388
1389               ss->bestMove = move;
1390
1391               if (SpNode)
1392                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1393           }
1394       }
1395
1396       // Step 18. Check for split
1397       if (   !SpNode
1398           && depth >= MinimumSplitDepth
1399           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1400           && bestValue < beta
1401           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1402           && !AbortSearch
1403           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1404           && Iteration <= 99)
1405           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1406                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1407     }
1408
1409     if (SpNode)
1410     {
1411         /* Here we have the lock still grabbed */
1412         sp->slaves[threadID] = 0;
1413         lock_release(&(sp->lock));
1414         return bestValue;
1415     }
1416
1417     // Step 19. Check for mate and stalemate
1418     // All legal moves have been searched and if there are
1419     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1420     // If one move was excluded return fail low score.
1421     if (!moveCount)
1422         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1423
1424     // Step 20. Update tables
1425     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1426     // history counters, and killer moves.
1427     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1428         return bestValue;
1429
1430     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1431     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1432     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1433
1434     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1435     if (    bestValue >= beta
1436         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1437     {
1438             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1439             update_killers(move, ss);
1440     }
1441
1442     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1443
1444     return bestValue;
1445   }
1446
1447
1448   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1449   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1450   // less than ONE_PLY).
1451
1452   template <NodeType PvNode>
1453   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1454
1455     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1456     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1457     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1458     assert(depth <= 0);
1459     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1460     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1461
1462     StateInfo st;
1463     Move ttMove, move;
1464     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1465     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1466     const TTEntry* tte;
1467     Value oldAlpha = alpha;
1468
1469     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1470     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1471
1472     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1473     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1474         return VALUE_DRAW;
1475
1476     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1477     // pruning, but only for move ordering.
1478     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1479     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1480
1481     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1482     {
1483         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1484         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1485     }
1486
1487     isCheck = pos.is_check();
1488
1489     // Evaluate the position statically
1490     if (isCheck)
1491     {
1492         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1493         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1494         deepChecks = enoughMaterial = false;
1495     }
1496     else
1497     {
1498         if (tte)
1499         {
1500             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1501
1502             evalMargin = tte->static_value_margin();
1503             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1504         }
1505         else
1506             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1507
1508         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1509
1510         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1511         if (bestValue >= beta)
1512         {
1513             if (!tte)
1514                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1515
1516             return bestValue;
1517         }
1518
1519         if (PvNode && bestValue > alpha)
1520             alpha = bestValue;
1521
1522         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1523         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1524
1525         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1526         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1527         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1528     }
1529
1530     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1531     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1532     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1533     // and we are near beta) will be generated.
1534     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1535     CheckInfo ci(pos);
1536
1537     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1538     while (   alpha < beta
1539            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1540     {
1541       assert(move_is_ok(move));
1542
1543       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1544
1545       // Futility pruning
1546       if (   !PvNode
1547           && !isCheck
1548           && !moveIsCheck
1549           &&  move != ttMove
1550           &&  enoughMaterial
1551           && !move_is_promotion(move)
1552           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1553       {
1554           futilityValue =  futilityBase
1555                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1556                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1557
1558           if (futilityValue < alpha)
1559           {
1560               if (futilityValue > bestValue)
1561                   bestValue = futilityValue;
1562               continue;
1563           }
1564       }
1565
1566       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1567       evasionPrunable =   isCheck
1568                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1569                        && !pos.move_is_capture(move)
1570                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1571
1572       // Don't search moves with negative SEE values
1573       if (   !PvNode
1574           && (!isCheck || evasionPrunable)
1575           &&  move != ttMove
1576           && !move_is_promotion(move)
1577           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1578           continue;
1579
1580       // Update current move
1581       ss->currentMove = move;
1582
1583       // Make and search the move
1584       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1585       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1586       pos.undo_move(move);
1587
1588       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1589
1590       // New best move?
1591       if (value > bestValue)
1592       {
1593           bestValue = value;
1594           if (value > alpha)
1595           {
1596               alpha = value;
1597               ss->bestMove = move;
1598           }
1599        }
1600     }
1601
1602     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1603     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1604     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1605         return value_mated_in(ply);
1606
1607     // Update transposition table
1608     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1609     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1610     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1611
1612     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1613
1614     return bestValue;
1615   }
1616
1617
1618   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1619   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1620   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1621   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1622   // second move is assumed to be a move from the current position.
1623
1624   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1625
1626     Square f1, t1, f2, t2;
1627     Piece p;
1628
1629     assert(move_is_ok(m1));
1630     assert(move_is_ok(m2));
1631
1632     if (m2 == MOVE_NONE)
1633         return false;
1634
1635     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1636     f2 = move_from(m2);
1637     t1 = move_to(m1);
1638     if (f2 == t1)
1639         return true;
1640
1641     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1642     t2 = move_to(m2);
1643     f1 = move_from(m1);
1644     if (t2 == f1)
1645         return true;
1646
1647     // Case 3: Moving through the vacated square
1648     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1649         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1650       return true;
1651
1652     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1653     p = pos.piece_on(t1);
1654     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1655         return true;
1656
1657     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1658     if (    piece_is_slider(p)
1659         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1660         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1661     {
1662         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1663         // move is the opposite of the checking piece.
1664         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1665         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1666
1667         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1668             return true;
1669     }
1670     return false;
1671   }
1672
1673
1674   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1675   // compensated for the ply.
1676
1677   bool value_is_mate(Value value) {
1678
1679     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1680
1681     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1682           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1683   }
1684
1685
1686   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1687   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1688   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1689
1690   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1691
1692     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1693       return v + ply;
1694
1695     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1696       return v - ply;
1697
1698     return v;
1699   }
1700
1701
1702   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1703   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1704
1705   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1706
1707     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1708       return v - ply;
1709
1710     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1711       return v + ply;
1712
1713     return v;
1714   }
1715
1716
1717   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1718   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1719   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1720   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1721   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1722   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1723   template <NodeType PvNode>
1724   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1725                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1726
1727     assert(m != MOVE_NONE);
1728
1729     Depth result = DEPTH_ZERO;
1730     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1731
1732     if (*dangerous)
1733     {
1734         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1735             result += CheckExtension[PvNode];
1736
1737         if (singleEvasion)
1738             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1739
1740         if (mateThreat)
1741             result += MateThreatExtension[PvNode];
1742     }
1743
1744     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1745     {
1746         Color c = pos.side_to_move();
1747         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1748         {
1749             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1750             *dangerous = true;
1751         }
1752         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1753         {
1754             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1755             *dangerous = true;
1756         }
1757     }
1758
1759     if (   captureOrPromotion
1760         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1761         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1762             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1763         && !move_is_promotion(m)
1764         && !move_is_ep(m))
1765     {
1766         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1767         *dangerous = true;
1768     }
1769
1770     if (   PvNode
1771         && captureOrPromotion
1772         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1773         && pos.see_sign(m) >= 0)
1774     {
1775         result += ONE_PLY / 2;
1776         *dangerous = true;
1777     }
1778
1779     return Min(result, ONE_PLY);
1780   }
1781
1782
1783   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1784   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1785
1786   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1787
1788     assert(move_is_ok(m));
1789     assert(threat && move_is_ok(threat));
1790     assert(!pos.move_is_check(m));
1791     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1792     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1793
1794     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1795
1796     mfrom = move_from(m);
1797     mto = move_to(m);
1798     tfrom = move_from(threat);
1799     tto = move_to(threat);
1800
1801     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1802     if (mfrom == tto)
1803         return true;
1804
1805     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1806     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1807     if (   pos.move_is_capture(threat)
1808         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1809             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1810         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1811         return true;
1812
1813     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1814     // prune safe moves which block its ray.
1815     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1816         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1817         && pos.see_sign(m) >= 0)
1818         return true;
1819
1820     return false;
1821   }
1822
1823
1824   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1825   // can be used at a given point in search.
1826
1827   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1828
1829     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1830
1831     return   (   tte->depth() >= depth
1832               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1833               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1834
1835           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1836               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1837   }
1838
1839
1840   // refine_eval() returns the transposition table score if
1841   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1842
1843   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1844
1845       assert(tte);
1846
1847       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1848
1849       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1850           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1851           return v;
1852
1853       return defaultEval;
1854   }
1855
1856
1857   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1858   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1859
1860   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1861                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1862     Move m;
1863
1864     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1865
1866     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1867     {
1868         m = movesSearched[i];
1869
1870         assert(m != move);
1871
1872         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1873             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1874     }
1875   }
1876
1877
1878   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1879   // among the killer moves of that ply.
1880
1881   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1882
1883     if (m == ss->killers[0])
1884         return;
1885
1886     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1887     ss->killers[0] = m;
1888   }
1889
1890
1891   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1892   // the static position evaluation before and after the move.
1893
1894   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1895
1896     if (   m != MOVE_NULL
1897         && before != VALUE_NONE
1898         && after != VALUE_NONE
1899         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1900         && !move_is_special(m))
1901         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1902   }
1903
1904
1905   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1906   // since the beginning of the current search.
1907
1908   int current_search_time() {
1909
1910     return get_system_time() - SearchStartTime;
1911   }
1912
1913
1914   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1915
1916   std::string value_to_uci(Value v) {
1917
1918     std::stringstream s;
1919
1920     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1921       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1922     else
1923       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1924
1925     return s.str();
1926   }
1927
1928   // nps() computes the current nodes/second count.
1929
1930   int nps() {
1931
1932     int t = current_search_time();
1933     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1934   }
1935
1936
1937   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1938   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1939   // search.
1940
1941   void poll() {
1942
1943     static int lastInfoTime;
1944     int t = current_search_time();
1945
1946     //  Poll for input
1947     if (Bioskey())
1948     {
1949         // We are line oriented, don't read single chars
1950         std::string command;
1951
1952         if (!std::getline(std::cin, command))
1953             command = "quit";
1954
1955         if (command == "quit")
1956         {
1957             AbortSearch = true;
1958             PonderSearch = false;
1959             Quit = true;
1960             return;
1961         }
1962         else if (command == "stop")
1963         {
1964             AbortSearch = true;
1965             PonderSearch = false;
1966         }
1967         else if (command == "ponderhit")
1968             ponderhit();
1969     }
1970
1971     // Print search information
1972     if (t < 1000)
1973         lastInfoTime = 0;
1974
1975     else if (lastInfoTime > t)
1976         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1977         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1978         lastInfoTime = 0;
1979
1980     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1981     {
1982         lastInfoTime = t;
1983
1984         if (dbg_show_mean)
1985             dbg_print_mean();
1986
1987         if (dbg_show_hit_rate)
1988             dbg_print_hit_rate();
1989
1990         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
1991              << " time " << t << endl;
1992     }
1993
1994     // Should we stop the search?
1995     if (PonderSearch)
1996         return;
1997
1998     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1999                            && !AspirationFailLow
2000                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2001
2002     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2003                      || stillAtFirstMove;
2004
2005     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2006         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2007         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2008         AbortSearch = true;
2009   }
2010
2011
2012   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2013   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2014   // it correctly predicted the opponent's move.
2015
2016   void ponderhit() {
2017
2018     int t = current_search_time();
2019     PonderSearch = false;
2020
2021     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2022                            && !AspirationFailLow
2023                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2024
2025     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2026                      || stillAtFirstMove;
2027
2028     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2029         AbortSearch = true;
2030   }
2031
2032
2033   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2034   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2035
2036   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2037
2038     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2039     {
2040         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2041         ss->skipNullMove = false;
2042         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2043         ss->sp = NULL;
2044
2045         if (i < 3)
2046             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2047     }
2048   }
2049
2050
2051   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2052   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2053   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2054   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2055   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2056   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2057
2058   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2059
2060     std::string command;
2061
2062     while (true)
2063     {
2064         if (!std::getline(std::cin, command))
2065             command = "quit";
2066
2067         if (command == "quit")
2068         {
2069             Quit = true;
2070             break;
2071         }
2072         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2073             break;
2074     }
2075   }
2076
2077
2078   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2079   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2080
2081   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2082
2083     cout << "info depth " << Iteration
2084          << " score "     << value_to_uci(value)
2085          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2086          << " time "  << current_search_time()
2087          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2088          << " nps "   << nps()
2089          << " pv ";
2090
2091     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2092         cout << *m << " ";
2093
2094     cout << endl;
2095
2096     if (UseLogFile)
2097     {
2098         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2099                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2100
2101         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2102                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2103     }
2104   }
2105
2106
2107   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2108   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2109   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2110
2111   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2112
2113     StateInfo st;
2114     TTEntry* tte;
2115     Position p(pos, pos.thread());
2116     Value v, m = VALUE_NONE;
2117
2118     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2119     {
2120         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2121         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2122         {
2123             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2124             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2125         }
2126         p.do_move(pv[i], st);
2127     }
2128   }
2129
2130
2131   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2132   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2133   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2134   // long PV to print that is important for position analysis.
2135
2136   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2137
2138     StateInfo st;
2139     TTEntry* tte;
2140     Position p(pos, pos.thread());
2141     int ply = 0;
2142
2143     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2144
2145     pv[ply] = bestMove;
2146     p.do_move(pv[ply++], st);
2147
2148     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2149            && tte->move() != MOVE_NONE
2150            && move_is_legal(p, tte->move())
2151            && ply < PLY_MAX
2152            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2153     {
2154         pv[ply] = tte->move();
2155         p.do_move(pv[ply++], st);
2156     }
2157     pv[ply] = MOVE_NONE;
2158   }
2159
2160
2161   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2162   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2163   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2164   // threads and one for Windows threads.
2165
2166 #if !defined(_MSC_VER)
2167
2168   void* init_thread(void *threadID) {
2169
2170     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2171     return NULL;
2172   }
2173
2174 #else
2175
2176   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2177
2178     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2179     return 0;
2180   }
2181
2182 #endif
2183
2184
2185   /// The ThreadsManager class
2186
2187   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2188   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2189   // counters used to sort the moves at root.
2190
2191   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2192
2193     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2194         threads[i].nodes = 0ULL;
2195   }
2196
2197   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2198
2199     int64_t result = 0ULL;
2200     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2201         result += threads[i].nodes;
2202
2203     return result;
2204   }
2205
2206
2207   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2208   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2209   // object for which the current thread is the master.
2210
2211   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2212
2213     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2214
2215     while (true)
2216     {
2217         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2218         // master should exit as last one.
2219         if (AllThreadsShouldExit)
2220         {
2221             assert(!sp);
2222             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2223             return;
2224         }
2225
2226         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2227         // instead of wasting CPU time polling for work.
2228         while (   threadID >= ActiveThreads
2229                || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2230                || (!sp && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2231         {
2232             assert(!sp);
2233             assert(threadID != 0);
2234
2235             if (AllThreadsShouldExit)
2236                 break;
2237
2238             lock_grab(&MPLock);
2239
2240             // Retest condition under lock protection
2241             if (!(   threadID >= ActiveThreads
2242                   || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2243                   || (!sp && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)))
2244             {
2245                 lock_release(&MPLock);
2246                 continue;
2247             }
2248
2249             // Put thread to sleep
2250             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2251             cond_wait(&WaitCond[threadID], &MPLock);
2252             lock_release(&MPLock);
2253         }
2254
2255         // If this thread has been assigned work, launch a search
2256         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2257         {
2258             assert(!AllThreadsShouldExit);
2259
2260             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2261
2262             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2263             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2264             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2265             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2266             ss->sp = tsp;
2267
2268             if (tsp->pvNode)
2269                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2270             else {
2271                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2272             }
2273             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2274
2275             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2276         }
2277
2278         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2279         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2280         int i = 0;
2281         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2282
2283         if (i == ActiveThreads)
2284         {
2285             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2286             // be sure sp->lock has been released before to return.
2287             lock_grab(&(sp->lock));
2288             lock_release(&(sp->lock));
2289
2290             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2291             // because here is all finished is not possible master is booked.
2292             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2293
2294             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2295             return;
2296         }
2297     }
2298   }
2299
2300
2301   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2302   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2303   // objects.
2304
2305   void ThreadsManager::init_threads() {
2306
2307     volatile int i;
2308     bool ok;
2309
2310     // Initialize global locks
2311     lock_init(&MPLock);
2312
2313     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2314         cond_init(&WaitCond[i]);
2315
2316     // Initialize splitPoints[] locks
2317     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2318         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2319             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2320
2321     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2322     AllThreadsShouldExit = false;
2323
2324     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2325     ActiveThreads = 1;
2326
2327     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2328     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2329     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2330         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2331
2332     // Launch the helper threads
2333     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2334     {
2335
2336 #if !defined(_MSC_VER)
2337         pthread_t pthread[1];
2338         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2339         pthread_detach(pthread[0]);
2340 #else
2341         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2342 #endif
2343
2344         if (!ok)
2345         {
2346             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2347             Application::exit_with_failure();
2348         }
2349
2350         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2351         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2352     }
2353   }
2354
2355
2356   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2357   // helper threads exit cleanly.
2358
2359   void ThreadsManager::exit_threads() {
2360
2361     AllThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2362
2363     // Wake up all the threads and waits for termination
2364     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2365     {
2366         wake_sleeping_thread(i);
2367         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2368     }
2369
2370     // Now we can safely destroy the locks
2371     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2372         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2373             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2374
2375     lock_destroy(&MPLock);
2376
2377     // Now we can safely destroy the wait conditions
2378     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2379         cond_destroy(&WaitCond[i]);
2380   }
2381
2382
2383   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2384   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2385   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2386
2387   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2388
2389     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2390
2391     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2392
2393     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2394     return sp != NULL;
2395   }
2396
2397
2398   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2399   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2400   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2401   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2402   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2403   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2404   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2405
2406   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2407
2408     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2409     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2410     assert(ActiveThreads > 1);
2411
2412     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2413         return false;
2414
2415     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2416     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2417
2418     // No active split points means that the thread is available as
2419     // a slave for any other thread.
2420     if (localActiveSplitPoints == 0 || ActiveThreads == 2)
2421         return true;
2422
2423     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2424     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2425     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2426     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2427         return true;
2428
2429     return false;
2430   }
2431
2432
2433   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2434   // a slave for the thread with threadID "master".
2435
2436   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2437
2438     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2439     assert(ActiveThreads > 1);
2440
2441     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2442         if (thread_is_available(i, master))
2443             return true;
2444
2445     return false;
2446   }
2447
2448
2449   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2450   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2451   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2452   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2453   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2454   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2455   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2456   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2457
2458   template <bool Fake>
2459   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2460                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2461                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2462     assert(p.is_ok());
2463     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2464     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2465     assert(*bestValue <= *alpha);
2466     assert(*alpha < beta);
2467     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2468     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2469     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2470     assert(ActiveThreads > 1);
2471
2472     int i, master = p.thread();
2473     Thread& masterThread = threads[master];
2474
2475     lock_grab(&MPLock);
2476
2477     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2478     // active split points, don't split.
2479     if (   !available_thread_exists(master)
2480         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2481     {
2482         lock_release(&MPLock);
2483         return;
2484     }
2485
2486     // Pick the next available split point object from the split point stack
2487     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2488
2489     // Initialize the split point object
2490     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2491     splitPoint.stopRequest = false;
2492     splitPoint.ply = ply;
2493     splitPoint.depth = depth;
2494     splitPoint.threatMove = threatMove;
2495     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2496     splitPoint.alpha = *alpha;
2497     splitPoint.beta = beta;
2498     splitPoint.pvNode = pvNode;
2499     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2500     splitPoint.mp = mp;
2501     splitPoint.moveCount = moveCount;
2502     splitPoint.pos = &p;
2503     splitPoint.parentSstack = ss;
2504     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2505         splitPoint.slaves[i] = 0;
2506
2507     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2508
2509     // If we are here it means we are not available
2510     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2511
2512     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2513
2514     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2515     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2516         if (thread_is_available(i, master))
2517         {
2518             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2519             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2520             splitPoint.slaves[i] = 1;
2521             workersCnt++;
2522         }
2523
2524     assert(Fake || workersCnt > 1);
2525
2526     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2527     lock_release(&MPLock);
2528
2529     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2530     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2531     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2532         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2533         {
2534             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2535
2536             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2537
2538             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2539             if (i != master)
2540                 wake_sleeping_thread(i);
2541         }
2542
2543     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2544     // which it will instantly launch a search, because its state is
2545     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2546     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2547     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2548     idle_loop(master, &splitPoint);
2549
2550     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2551     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2552     lock_grab(&MPLock);
2553
2554     *alpha = splitPoint.alpha;
2555     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2556     masterThread.activeSplitPoints--;
2557     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2558
2559     lock_release(&MPLock);
2560   }
2561
2562
2563   // wake_sleeping_thread() wakes up all sleeping threads when it is time
2564   // to start a new search from the root.
2565
2566   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2567
2568      lock_grab(&MPLock);
2569      cond_signal(&WaitCond[threadID]);
2570      lock_release(&MPLock);
2571   }
2572
2573
2574   /// The RootMoveList class
2575
2576   // RootMoveList c'tor
2577
2578   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2579
2580     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2581     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2582     StateInfo st;
2583     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2584
2585     // Initialize search stack
2586     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2587     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2588     count = 0;
2589
2590     // Generate all legal moves
2591     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2592
2593     // Add each move to the moves[] array
2594     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2595     {
2596         bool includeMove = includeAllMoves;
2597
2598         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2599             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2600
2601         if (!includeMove)
2602             continue;
2603
2604         // Find a quick score for the move
2605         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2606         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2607         pos.do_move(cur->move, st);
2608         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2609         pos.undo_move(cur->move);
2610         count++;
2611     }
2612     sort();
2613   }
2614
2615   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2616   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2617
2618   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2619   {
2620       Move move;
2621       int score = 1000;
2622       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2623
2624       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2625           for (int i = 0; i < count; i++)
2626               if (moves[i].move == move)
2627               {
2628                   moves[i].mp_score = score--;
2629                   break;
2630               }
2631   }
2632
2633   // RootMoveList simple methods definitions
2634
2635   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2636
2637     int j;
2638
2639     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2640         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2641
2642     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2643   }
2644
2645
2646   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2647   // iteration.
2648
2649   void RootMoveList::sort() {
2650
2651     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2652   }
2653
2654
2655   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2656   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2657   // correctly in MultiPV mode.
2658
2659   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2660
2661     int i,j;
2662
2663     for (i = 1; i <= n; i++)
2664     {
2665         RootMove rm = moves[i];
2666         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2667             moves[j] = moves[j - 1];
2668
2669         moves[j] = rm;
2670     }
2671   }
2672
2673 } // namespace