]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
054ef45d5d05858ad1c6e97c624dcc224edb5241
[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 Marco Costalba
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 <fstream>
27 #include <iostream>
28 #include <sstream>
29
30 #include "book.h"
31 #include "evaluate.h"
32 #include "history.h"
33 #include "misc.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "san.h"
36 #include "search.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41
42 ////
43 //// Local definitions
44 ////
45
46 namespace {
47
48   /// Types
49
50   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
51   // Apart for the first one that has its score, following moves
52   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
53   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
54   // the last iteration.
55
56   struct BetaCounterType {
57
58     BetaCounterType();
59     void clear();
60     void add(Color us, Depth d, int threadID);
61     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
62
63     int64_t hits[THREAD_MAX][2];
64   };
65
66
67   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
68   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
69   // in the case of moves which fail low).
70
71   struct RootMove {
72
73     RootMove();
74     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
75
76     Move move;
77     Value score;
78     int64_t nodes, cumulativeNodes;
79     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
80     int64_t ourBeta, theirBeta;
81   };
82
83
84   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
85   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
86
87   class RootMoveList {
88
89   public:
90     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
91     inline Move get_move(int moveNum) const;
92     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
93     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
94     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
95     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
96     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
97     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
98     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
99     inline int move_count() const;
100     Move scan_for_easy_move() const;
101     inline void sort();
102     void sort_multipv(int n);
103
104   private:
105     static const int MaxRootMoves = 500;
106     RootMove moves[MaxRootMoves];
107     int count;
108   };
109
110
111   /// Constants and variables
112
113   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV
114   // nodes:
115   int LMRPVMoves = 15;
116   int LMRNonPVMoves = 4;
117
118   // Depth limit for use of dynamic threat detection:
119   Depth ThreatDepth = 5*OnePly;
120
121   // Depth limit for selective search:
122   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
123
124   // Use internal iterative deepening?
125   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
126   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
127
128   // Use null move driven internal iterative deepening?
129   bool UseNullDrivenIID = false;
130
131   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
132   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
133   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
134   const Value IIDMargin = Value(0x100);
135
136   // Use easy moves?
137   const bool UseEasyMove = true;
138
139   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
140   // better than the second best move.
141   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
142
143   // Problem margin.  If the score of the first move at iteration N+1 has
144   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
145   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
146   // time looking for a better move.
147   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
148
149   // No problem margin.  If the boolean "Problem" is true, and a new move
150   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
151   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
152   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
153
154   // Null move margin.  A null move search will not be done if the approximate
155   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
156   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
157
158   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
159   // understand their precise meaning.
160   const bool PruneEscapeMoves = false;
161   const bool PruneDefendingMoves = false;
162   const bool PruneBlockingMoves = false;
163
164   // Use futility pruning?
165   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
166   bool UseFutilityPruning = true;
167
168   // Margins for futility pruning in the quiescence search, at frontier
169   // nodes, and at pre-frontier nodes
170   Value FutilityMargin0 = Value(0x80);
171   Value FutilityMargin1 = Value(0x100);
172   Value FutilityMargin2 = Value(0x300);
173
174   // Razoring
175   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
176   Value RazorMargin = Value(0x300);
177
178   // Last seconds noise filtering (LSN)
179   bool UseLSNFiltering = false;
180   bool looseOnTime = false;
181   int LSNTime = 4 * 1000; // In milliseconds
182   Value LSNValue = Value(0x200);
183
184   // Extensions.  Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
185   Depth CheckExtension[2] = {OnePly, OnePly};
186   Depth SingleReplyExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
187   Depth PawnPushTo7thExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
188   Depth PassedPawnExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
189   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
190   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
191
192   // Search depth at iteration 1
193   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
194
195   // Node counters
196   int NodesSincePoll;
197   int NodesBetweenPolls = 30000;
198
199   // Iteration counters
200   int Iteration;
201   bool LastIterations;
202   BetaCounterType BetaCounter;
203
204   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
205   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
206   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
207
208   // MultiPV mode
209   int MultiPV = 1;
210
211   // Time managment variables
212   int SearchStartTime;
213   int MaxNodes, MaxDepth;
214   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
215   Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
216   int RootMoveNumber;
217   bool InfiniteSearch;
218   bool PonderSearch;
219   bool StopOnPonderhit;
220   bool AbortSearch;
221   bool Quit;
222   bool FailHigh;
223   bool Problem;
224   bool PonderingEnabled;
225   int ExactMaxTime;
226
227   // Show current line?
228   bool ShowCurrentLine = false;
229
230   // Log file
231   bool UseLogFile = false;
232   std::ofstream LogFile;
233
234   // MP related variables
235   Depth MinimumSplitDepth = 4*OnePly;
236   int MaxThreadsPerSplitPoint = 4;
237   Thread Threads[THREAD_MAX];
238   Lock MPLock;
239   bool AllThreadsShouldExit = false;
240   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
241   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
242   bool Idle = true;
243
244 #if !defined(_MSC_VER)
245   pthread_cond_t WaitCond;
246   pthread_mutex_t WaitLock;
247 #else
248   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
249 #endif
250
251
252   /// Functions
253
254   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
255   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml);
256   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
257                   Depth depth, int ply, int threadID);
258   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta,
259                Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
260   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
261                 Depth depth, int ply, int threadID);
262   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
263   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
264   void init_search_stack(SearchStack& ss);
265   void init_search_stack(SearchStack ss[]);
266   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
267   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
268   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
269   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
270   bool value_is_mate(Value value);
271   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
272   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
273   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
274   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
275   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
276   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
277   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
278   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
279
280   bool fail_high_ply_1();
281   int current_search_time();
282   int nps();
283   void poll();
284   void ponderhit();
285   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
286   void wait_for_stop_or_ponderhit();
287
288   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp);
289   void init_split_point_stack();
290   void destroy_split_point_stack();
291   bool thread_should_stop(int threadID);
292   bool thread_is_available(int slave, int master);
293   bool idle_thread_exists(int master);
294   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
295              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth,
296              int *moves, MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master,
297              bool pvNode);
298   void wake_sleeping_threads();
299
300 #if !defined(_MSC_VER)
301   void *init_thread(void *threadID);
302 #else
303   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
304 #endif
305
306 }
307
308
309 ////
310 //// Global variables
311 ////
312
313 // The main transposition table
314 TranspositionTable TT = TranspositionTable(TTDefaultSize);
315
316
317 // Number of active threads:
318 int ActiveThreads = 1;
319
320 // Locks.  In principle, there is no need for IOLock to be a global variable,
321 // but it could turn out to be useful for debugging.
322 Lock IOLock;
323
324 History H;  // Should be made local?
325
326 // The empty search stack
327 SearchStack EmptySearchStack;
328
329
330 ////
331 //// Functions
332 ////
333
334 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
335 /// the program receives the UCI 'go' command.  It initializes various
336 /// search-related global variables, and calls root_search()
337
338 void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
339            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
340            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
341
342   // Look for a book move
343   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
344   {
345       Move bookMove;
346       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
347       {
348           OpeningBook.close();
349           OpeningBook.open("book.bin");
350       }
351       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
352       if (bookMove != MOVE_NONE)
353       {
354           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
355           return;
356       }
357   }
358
359   // Initialize global search variables
360   Idle = false;
361   SearchStartTime = get_system_time();
362   BestRootMove = MOVE_NONE;
363   PonderMove = MOVE_NONE;
364   EasyMove = MOVE_NONE;
365   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
366   {
367       Threads[i].nodes = 0ULL;
368       Threads[i].failHighPly1 = false;
369   }
370   NodesSincePoll = 0;
371   InfiniteSearch = infinite;
372   PonderSearch = ponder;
373   StopOnPonderhit = false;
374   AbortSearch = false;
375   Quit = false;
376   FailHigh = false;
377   Problem = false;
378   ExactMaxTime = maxTime;
379
380   // Read UCI option values
381   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
382   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
383       TT.clear();
384
385   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
386   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
387
388   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
389   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
390
391   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
392   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
393
394   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
395   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
396
397   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
398   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
399
400   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
401   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
402
403   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
404   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
405
406   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
407   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
408   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
409   SelectiveDepth = get_option_value_int("Selective Plies") * OnePly;
410
411   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
412   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
413   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
414   if (UseLogFile)
415       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
416
417   UseNullDrivenIID = get_option_value_bool("Null driven IID");
418   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
419   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
420
421   FutilityMargin0 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 0"));
422   FutilityMargin1 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 1"));
423   FutilityMargin2 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 2"));
424
425   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
426   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
427
428   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
429   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
430   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
431
432   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
433   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
434
435   read_weights(pos.side_to_move());
436
437   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
438   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
439   {
440       ActiveThreads = newActiveThreads;
441       init_eval(ActiveThreads);
442   }
443
444   // Wake up sleeping threads:
445   wake_sleeping_threads();
446
447   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
448       assert(thread_is_available(i, 0));
449
450   // Set thinking time:
451   int myTime = time[side_to_move];
452   int myIncrement = increment[side_to_move];
453   int oppTime = time[1 - side_to_move];
454
455   if (!movesToGo) // Sudden death time control
456   {
457       if (myIncrement)
458       {
459           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
460           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
461       } else { // Blitz game without increment
462           MaxSearchTime = myTime / 30;
463           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
464       }
465   }
466   else // (x moves) / (y minutes)
467   {
468       if (movesToGo == 1)
469       {
470           MaxSearchTime = myTime / 2;
471           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
472       } else {
473           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
474           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
475       }
476   }
477
478   if (PonderingEnabled)
479   {
480       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
481       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
482   }
483
484   // Fixed depth or fixed number of nodes?
485   MaxDepth = maxDepth;
486   if (MaxDepth)
487       InfiniteSearch = true; // HACK
488
489   MaxNodes = maxNodes;
490   if (MaxNodes)
491   {
492       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
493       InfiniteSearch = true; // HACK
494   }
495   else
496       NodesBetweenPolls = 30000;
497
498
499   // Write information to search log file:
500   if (UseLogFile)
501       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
502               << "infinite: " << infinite
503               << " ponder: " << ponder
504               << " time: " << myTime
505               << " increment: " << myIncrement
506               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
507
508
509   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
510   // function:
511   if (!looseOnTime)
512   {
513       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
514       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
515                      && myTime < LSNTime
516                      && myIncrement == 0
517                      && v < -LSNValue);
518   }
519   else
520   {
521       looseOnTime = false; // reset for next match
522       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
523           ; // wait here
524       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
525   }
526
527   if (UseLogFile)
528       LogFile.close();
529
530   if (Quit)
531   {
532       OpeningBook.close();
533       stop_threads();
534       quit_eval();
535       exit(0);
536   }
537   Idle = true;
538 }
539
540
541 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
542 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
543 /// objects.
544
545 void init_threads() {
546
547   volatile int i;
548
549 #if !defined(_MSC_VER)
550   pthread_t pthread[1];
551 #endif
552
553   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
554       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
555
556   // Initialize global locks:
557   lock_init(&MPLock, NULL);
558   lock_init(&IOLock, NULL);
559
560   init_split_point_stack();
561
562 #if !defined(_MSC_VER)
563   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
564   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
565 #else
566   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
567       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
568 #endif
569
570   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
571   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
572   {
573       Threads[i].stop = false;
574       Threads[i].workIsWaiting = false;
575       Threads[i].idle = true;
576       Threads[i].running = false;
577   }
578
579   // Launch the helper threads
580   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
581   {
582 #if !defined(_MSC_VER)
583       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
584 #else
585       DWORD iID[1];
586       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
587 #endif
588
589       // Wait until the thread has finished launching:
590       while (!Threads[i].running);
591   }
592
593   // Init also the empty search stack
594   init_search_stack(EmptySearchStack);
595 }
596
597
598 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
599 /// helper threads exit cleanly.
600
601 void stop_threads() {
602
603   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
604   Idle = false;  // HACK
605   wake_sleeping_threads();
606   AllThreadsShouldExit = true;
607   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
608   {
609       Threads[i].stop = true;
610       while(Threads[i].running);
611   }
612   destroy_split_point_stack();
613 }
614
615
616 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
617 /// the current search.
618
619 int64_t nodes_searched() {
620
621   int64_t result = 0ULL;
622   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
623       result += Threads[i].nodes;
624   return result;
625 }
626
627
628 namespace {
629
630   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
631   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
632   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
633   // reached.
634
635   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
636
637     Position p(pos);
638     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
639
640     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
641     RootMoveList rml(p, searchMoves);
642
643     // Initialize
644     TT.new_search();
645     H.clear();
646     init_search_stack(ss);
647
648     ValueByIteration[0] = Value(0);
649     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
650     Iteration = 1;
651     LastIterations = false;
652
653     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
654
655     // Iterative deepening loop
656     while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
657     {
658         // Initialize iteration
659         rml.sort();
660         Iteration++;
661         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
662         if (Iteration <= 5)
663             ExtraSearchTime = 0;
664
665         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
666
667         // Search to the current depth
668         ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
669
670         // Erase the easy move if it differs from the new best move
671         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
672             EasyMove = MOVE_NONE;
673
674         Problem = false;
675
676         if (!InfiniteSearch)
677         {
678             // Time to stop?
679             bool stopSearch = false;
680
681             // Stop search early if there is only a single legal move:
682             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
683                 stopSearch = true;
684
685             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
686             if (  Iteration >= 6
687                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
688                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
689                 stopSearch = true;
690
691             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
692             int64_t nodes = nodes_searched();
693             if (   Iteration >= 8
694                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
695                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
696                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
697                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
698                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
699                 stopSearch = true;
700
701             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
702             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
703                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
704                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
705
706             // Try to guess if the current iteration is the last one or the last two
707             LastIterations = (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*58) / 128);
708
709             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
710             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
711             // move at the next iteration anyway.
712             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
713                 stopSearch = true;
714
715             if (stopSearch)
716             {
717                 if (!PonderSearch)
718                     break;
719                 else
720                     StopOnPonderhit = true;
721             }
722         }
723         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
724         // been overwritten during the search:
725         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
726
727         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
728             break;
729     }
730
731     rml.sort();
732
733     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
734     // are told to do so
735     if (PonderSearch)
736         wait_for_stop_or_ponderhit();
737     else
738         // Print final search statistics
739         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
740                   << " nps " << nps()
741                   << " time " << current_search_time()
742                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
743
744     // Print the best move and the ponder move to the standard output
745     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
746     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
747         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
748
749     std::cout << std::endl;
750
751     if (UseLogFile)
752     {
753         if (dbg_show_mean)
754             dbg_print_mean(LogFile);
755
756         if (dbg_show_hit_rate)
757             dbg_print_hit_rate(LogFile);
758
759         UndoInfo u;
760         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
761                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
762                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
763
764         p.do_move(ss[0].pv[0], u);
765         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
766                 << std::endl << std::endl;
767     }
768     return rml.get_move_score(0);
769   }
770
771
772   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
773   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
774   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
775   // and prints some information to the standard output.
776
777   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml) {
778
779     Value alpha = -VALUE_INFINITE;
780     Value beta = VALUE_INFINITE, value;
781     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
782
783     // Loop through all the moves in the root move list
784     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
785     {
786         int64_t nodes;
787         Move move;
788         UndoInfo u;
789         Depth ext, newDepth;
790
791         RootMoveNumber = i + 1;
792         FailHigh = false;
793
794         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
795         // are used to sort the root moves at the next iteration.
796         nodes = nodes_searched();
797
798         // Reset beta cut-off counters
799         BetaCounter.clear();
800
801         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
802         // the standard output.
803         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
804         if (current_search_time() >= 1000)
805             std::cout << "info currmove " << move
806                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
807
808         // Decide search depth for this move
809         bool dangerous;
810         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
811         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
812
813         // Make the move, and search it
814         pos.do_move(move, u, dcCandidates);
815
816         if (i < MultiPV)
817         {
818             value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
819             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
820             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
821             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
822             // current iteration before playing a move.
823             Problem = (Iteration >= 2 && value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
824
825             if (Problem && StopOnPonderhit)
826                 StopOnPonderhit = false;
827         }
828         else
829         {
830             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
831             if (value > alpha)
832             {
833                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
834                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
835                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
836                 // prematurely during a fail high research.
837                 FailHigh = true;
838                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
839             }
840         }
841
842         pos.undo_move(move, u);
843
844         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
845         // was aborted because the user interrupted the search or because we
846         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
847         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
848         // move and/or PV:
849         if (AbortSearch)
850             break;
851
852         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
853         // sort the root moves at the next iteration.
854         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
855
856         // Remember the beta-cutoff statistics
857         int64_t our, their;
858         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
859         rml.set_beta_counters(i, our, their);
860
861         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
862
863         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
864             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
865         else
866         {
867             // New best move!
868
869             // Update PV
870             rml.set_move_score(i, value);
871             update_pv(ss, 0);
872             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
873
874             if (MultiPV == 1)
875             {
876                 // We record how often the best move has been changed in each
877                 // iteration. This information is used for time managment: When
878                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
879                 if (i > 0)
880                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
881
882                 // Print search information to the standard output:
883                 std::cout << "info depth " << Iteration
884                           << " score " << value_to_string(value)
885                           << " time " << current_search_time()
886                           << " nodes " << nodes_searched()
887                           << " nps " << nps()
888                           << " pv ";
889
890                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
891                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
892
893                 std::cout << std::endl;
894
895                 if (UseLogFile)
896                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
897                             << std::endl;
898
899                 alpha = value;
900
901                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
902                 // far below the final value from the last iteration.
903                 if (value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
904                     Problem = false;
905             }
906             else // MultiPV > 1
907             {
908                 rml.sort_multipv(i);
909                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
910                 {
911                     int k;
912                     std::cout << "info multipv " << j + 1
913                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
914                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
915                               << " time " << current_search_time()
916                               << " nodes " << nodes_searched()
917                               << " nps " << nps()
918                               << " pv ";
919
920                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
921                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
922
923                     std::cout << std::endl;
924                 }
925                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
926             }
927         }
928     }
929     return alpha;
930   }
931
932
933   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
934
935   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
936                   Depth depth, int ply, int threadID) {
937
938     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
939     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
940     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
941     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
942
943     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
944     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
945     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
946         return Value(0);
947
948     if (depth < OnePly)
949         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
950
951     init_node(pos, ss, ply, threadID);
952
953     if (pos.is_draw())
954         return VALUE_DRAW;
955
956     EvalInfo ei;
957
958     if (ply >= PLY_MAX - 1)
959         return evaluate(pos, ei, threadID);
960
961     // Mate distance pruning
962     Value oldAlpha = alpha;
963     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
964     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
965     if (alpha >= beta)
966         return alpha;
967
968     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
969     // pruning, but only for move ordering.
970     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
971     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
972
973     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
974     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
975     {
976         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
977         ttMove = ss[ply].pv[ply];
978     }
979
980     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
981     // to search all moves
982     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
983
984     Move move, movesSearched[256];
985     int moveCount = 0;
986     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
987     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
988     bool isCheck = pos.is_check();
989     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
990
991     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
992     // occurs.
993     while (   alpha < beta
994            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
995            && !thread_should_stop(threadID))
996     {
997       assert(move_is_ok(move));
998
999       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1000       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1001       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1002
1003       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1004
1005       if (moveIsCapture)
1006           ss[ply].currentMoveCaptureValue =
1007           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1008       else
1009           ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1010
1011       // Decide the new search depth
1012       bool dangerous;
1013       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1014       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1015
1016       // Make and search the move
1017       UndoInfo u;
1018       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1019
1020       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1021           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1022       else
1023       {
1024         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1025         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1026         if (    depth >= 2*OnePly
1027             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1028             && !dangerous
1029             && !moveIsCapture
1030             && !move_promotion(move)
1031             && !move_is_castle(move)
1032             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1033         {
1034             ss[ply].reduction = OnePly;
1035             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1036         }
1037         else
1038             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1039
1040         if (value > alpha) // Go with full depth pv search
1041         {
1042             ss[ply].reduction = Depth(0);
1043             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1044             if (value > alpha && value < beta)
1045             {
1046                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1047                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1048                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1049                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1050                 // result in a big drop in score at the root.
1051                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1052                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1053
1054                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1055                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1056                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1057           }
1058         }
1059       }
1060       pos.undo_move(move, u);
1061
1062       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1063
1064       // New best move?
1065       if (value > bestValue)
1066       {
1067           bestValue = value;
1068           if (value > alpha)
1069           {
1070               alpha = value;
1071               update_pv(ss, ply);
1072               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1073                   ss[ply].mateKiller = move;
1074           }
1075           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1076           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1077           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1078           if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1079               Problem = true;
1080       }
1081
1082       // Split?
1083       if (   ActiveThreads > 1
1084           && bestValue < beta
1085           && depth >= MinimumSplitDepth
1086           && Iteration <= 99
1087           && idle_thread_exists(threadID)
1088           && !AbortSearch
1089           && !thread_should_stop(threadID)
1090           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1091                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1092           break;
1093     }
1094
1095     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1096     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1097     if (moveCount == 0)
1098         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1099
1100     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1101     // history counters, and killer moves.
1102     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1103         return bestValue;
1104
1105     if (bestValue <= oldAlpha)
1106         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1107
1108     else if (bestValue >= beta)
1109     {
1110         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1111         Move m = ss[ply].pv[ply];
1112         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1113         {
1114             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1115             update_killers(m, ss[ply]);
1116         }
1117         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1118     }
1119     else
1120         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, ss[ply].pv[ply], VALUE_TYPE_EXACT);
1121
1122     return bestValue;
1123   }
1124
1125
1126   // search() is the search function for zero-width nodes.
1127
1128   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1129                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1130
1131     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1132     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1133     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1134
1135     EvalInfo ei;
1136
1137     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1138     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1139     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1140         return Value(0);
1141
1142     if (depth < OnePly)
1143         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1144
1145     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1146
1147     if (pos.is_draw())
1148         return VALUE_DRAW;
1149
1150     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1151         return evaluate(pos, ei, threadID);
1152
1153     // Mate distance pruning
1154     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1155         return beta;
1156
1157     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1158         return beta - 1;
1159
1160     // Transposition table lookup
1161     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1162     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1163
1164     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1165     {
1166         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1167         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1168     }
1169
1170     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1171     bool mateThreat = false;
1172     bool nullDrivenIID = false;
1173     bool isCheck = pos.is_check();
1174
1175     // Null move search
1176     if (    allowNullmove
1177         &&  depth > OnePly
1178         && !isCheck
1179         && !value_is_mate(beta)
1180         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1181         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1182     {
1183         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1184
1185         UndoInfo u;
1186         pos.do_null_move(u);
1187         int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1188
1189         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1190
1191         // Check for a null capture artifact, if the value without the null capture
1192         // is above beta then there is a good possibility that this is a cut-node.
1193         // We will do an IID later to find a ttMove.
1194         if (   UseNullDrivenIID
1195             && nullValue < beta
1196             && depth > 6 * OnePly
1197             &&!value_is_mate(nullValue)
1198             && ttMove == MOVE_NONE
1199             && ss[ply + 1].currentMove != MOVE_NONE
1200             && pos.move_is_capture(ss[ply + 1].currentMove)
1201             && pos.see(ss[ply + 1].currentMove) + nullValue >= beta)
1202             nullDrivenIID = true;
1203
1204         pos.undo_null_move(u);
1205
1206         if (value_is_mate(nullValue))
1207         {
1208             /* Do not return unproven mates */
1209         }
1210         else if (nullValue >= beta)
1211         {
1212             if (depth < 6 * OnePly)
1213                 return beta;
1214
1215             // Do zugzwang verification search
1216             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1217             if (v >= beta)
1218                 return beta;
1219         } else {
1220             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1221             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1222             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1223             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1224             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1225             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1226             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1227             {
1228                 mateThreat = true;
1229                 nullDrivenIID = false;
1230             }
1231             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1232             if (   depth < ThreatDepth
1233                 && ss[ply - 1].reduction
1234                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1235                 return beta - 1;
1236         }
1237     }
1238     // Null move search not allowed, try razoring
1239     else if (   !value_is_mate(beta)
1240              && approximateEval < beta - RazorMargin
1241              && depth < RazorDepth)
1242     {
1243         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1244         if (v < beta - RazorMargin / 2)
1245             return v;
1246     }
1247
1248     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1249     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1250         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1251     {
1252         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1253         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1254     }
1255     else if (nullDrivenIID)
1256     {
1257         // The null move failed low due to a suspicious capture. Perhaps we
1258         // are facing a null capture artifact due to the side to move change
1259         // and this is a cut-node. So it's a good time to search for a ttMove.
1260         Move tm = ss[ply].threatMove;
1261
1262         assert(tm != MOVE_NONE);
1263         assert(ttMove == MOVE_NONE);
1264
1265         search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
1266         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1267         ss[ply].threatMove = tm;
1268     }
1269
1270     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1271     // to search all moves:
1272     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1273
1274     Move move, movesSearched[256];
1275     int moveCount = 0;
1276     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1277     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1278     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1279     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1280                              && depth < SelectiveDepth
1281                              && !isCheck;
1282
1283     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1284     // occurs.
1285     while (   bestValue < beta
1286            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1287            && !thread_should_stop(threadID))
1288     {
1289       assert(move_is_ok(move));
1290
1291       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1292       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1293       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1294
1295       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1296
1297       // Decide the new search depth
1298       bool dangerous;
1299       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1300       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1301
1302       // Futility pruning
1303       if (    useFutilityPruning
1304           && !dangerous
1305           && !moveIsCapture
1306           && !move_promotion(move))
1307       {
1308           // History pruning. See ok_to_prune() definition.
1309           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1310               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1311               continue;
1312
1313           // Value based pruning.
1314           if (depth < 3 * OnePly && approximateEval < beta)
1315           {
1316               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1317                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1318                                 + (depth < 2 * OnePly ? FutilityMargin1 : FutilityMargin2);
1319
1320               if (futilityValue < beta)
1321               {
1322                   if (futilityValue > bestValue)
1323                       bestValue = futilityValue;
1324                   continue;
1325               }
1326           }
1327       }
1328
1329       // Make and search the move
1330       UndoInfo u;
1331       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1332
1333       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1334       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1335       if (    depth >= 2*OnePly
1336           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1337           && !dangerous
1338           && !moveIsCapture
1339           && !move_promotion(move)
1340           && !move_is_castle(move)
1341           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1342       {
1343           ss[ply].reduction = OnePly;
1344           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1345       }
1346       else
1347         value = beta; // Just to trigger next condition
1348
1349       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1350       {
1351           ss[ply].reduction = Depth(0);
1352           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1353       }
1354       pos.undo_move(move, u);
1355
1356       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1357
1358       // New best move?
1359       if (value > bestValue)
1360       {
1361         bestValue = value;
1362         if (value >= beta)
1363             update_pv(ss, ply);
1364
1365         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1366             ss[ply].mateKiller = move;
1367       }
1368
1369       // Split?
1370       if (   ActiveThreads > 1
1371           && bestValue < beta
1372           && depth >= MinimumSplitDepth
1373           && Iteration <= 99
1374           && idle_thread_exists(threadID)
1375           && !AbortSearch
1376           && !thread_should_stop(threadID)
1377           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1378                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1379         break;
1380     }
1381
1382     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1383     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1384     if (moveCount == 0)
1385         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1386
1387     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1388     // history counters, and killer moves.
1389     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1390         return bestValue;
1391
1392     if (bestValue < beta)
1393         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1394     else
1395     {
1396         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1397         Move m = ss[ply].pv[ply];
1398         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1399         {
1400             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1401             update_killers(m, ss[ply]);
1402         }
1403         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1404     }
1405     return bestValue;
1406   }
1407
1408
1409   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1410   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1411   // less than OnePly).
1412
1413   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1414                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1415
1416     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1417     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1418     assert(depth <= 0);
1419     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1420     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1421
1422     EvalInfo ei;
1423
1424     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1425     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1426     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1427         return Value(0);
1428
1429     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1430
1431     if (pos.is_draw())
1432         return VALUE_DRAW;
1433
1434     // Transposition table lookup
1435     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1436     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1437         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1438
1439     // Evaluate the position statically
1440     bool isCheck = pos.is_check();
1441     Value staticValue = (isCheck ? -VALUE_INFINITE : evaluate(pos, ei, threadID));
1442
1443     if (ply == PLY_MAX - 1)
1444         return evaluate(pos, ei, threadID);
1445
1446     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1447     // at least beta.
1448     Value bestValue = staticValue;
1449
1450     if (bestValue >= beta)
1451         return bestValue;
1452
1453     if (bestValue > alpha)
1454         alpha = bestValue;
1455
1456     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1457     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1458     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1459     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1460     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth, isCheck ? NULL : &ei);
1461     Move move;
1462     int moveCount = 0;
1463     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1464     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1465
1466     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1467     // occurs.
1468     while (   alpha < beta
1469            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1470     {
1471       assert(move_is_ok(move));
1472
1473       moveCount++;
1474       ss[ply].currentMove = move;
1475
1476       // Futility pruning
1477       if (    UseQSearchFutilityPruning
1478           &&  enoughMaterial
1479           && !isCheck
1480           && !pvNode
1481           && !move_promotion(move)
1482           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1483           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1484       {
1485           Value futilityValue = staticValue
1486                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1487                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1488                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1489                               + FutilityMargin0
1490                               + ei.futilityMargin;
1491
1492           if (futilityValue < alpha)
1493           {
1494               if (futilityValue > bestValue)
1495                   bestValue = futilityValue;
1496               continue;
1497           }
1498       }
1499
1500       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1501       if (   !isCheck
1502           && !move_promotion(move)
1503           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1504               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1505           &&  pos.see(move) < 0)
1506           continue;
1507
1508       // Make and search the move.
1509       UndoInfo u;
1510       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1511       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1512       pos.undo_move(move, u);
1513
1514       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1515
1516       // New best move?
1517       if (value > bestValue)
1518       {
1519           bestValue = value;
1520           if (value > alpha)
1521           {
1522               alpha = value;
1523               update_pv(ss, ply);
1524           }
1525        }
1526     }
1527
1528     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1529     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1530     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1531         return value_mated_in(ply);
1532
1533     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1534
1535     // Update transposition table
1536     TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
1537
1538     // Update killers only for good check moves
1539     Move m = ss[ply].currentMove;
1540     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1541     {
1542         // Wrong to update history when depth is <= 0
1543         update_killers(m, ss[ply]);
1544     }
1545     return bestValue;
1546   }
1547
1548
1549   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1550   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1551   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1552   // table, done a null move search, and searched the first move before
1553   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1554   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1555   // care of after we return from the split point.
1556
1557   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1558
1559     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1560     assert(ActiveThreads > 1);
1561
1562     Position pos = Position(sp->pos);
1563     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1564     Value value;
1565     Move move;
1566     bool isCheck = pos.is_check();
1567     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1568                               && sp->depth < SelectiveDepth
1569                               && !isCheck;
1570
1571     while (    sp->bestValue < sp->beta
1572            && !thread_should_stop(threadID)
1573            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1574     {
1575       assert(move_is_ok(move));
1576
1577       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1578       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1579
1580       lock_grab(&(sp->lock));
1581       int moveCount = ++sp->moves;
1582       lock_release(&(sp->lock));
1583
1584       ss[sp->ply].currentMove = move;
1585
1586       // Decide the new search depth.
1587       bool dangerous;
1588       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1589       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1590
1591       // Prune?
1592       if (    useFutilityPruning
1593           && !dangerous
1594           && !moveIsCapture
1595           && !move_promotion(move)
1596           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1597           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1598         continue;
1599
1600       // Make and search the move.
1601       UndoInfo u;
1602       pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
1603
1604       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1605       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1606       if (   !dangerous
1607           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1608           && !moveIsCapture
1609           && !move_promotion(move)
1610           && !move_is_castle(move)
1611           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1612       {
1613           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1614           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1615       }
1616       else
1617           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1618
1619       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1620       {
1621           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1622           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1623       }
1624       pos.undo_move(move, u);
1625
1626       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1627
1628       if (thread_should_stop(threadID))
1629           break;
1630
1631       // New best move?
1632       lock_grab(&(sp->lock));
1633       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1634       {
1635           sp->bestValue = value;
1636           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1637           {
1638               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1639               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1640                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1641                       Threads[i].stop = true;
1642
1643               sp->finished = true;
1644         }
1645       }
1646       lock_release(&(sp->lock));
1647     }
1648
1649     lock_grab(&(sp->lock));
1650
1651     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1652     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1653     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1654         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1655             if (sp->slaves[i])
1656                 Threads[i].stop = true;
1657
1658     sp->cpus--;
1659     sp->slaves[threadID] = 0;
1660
1661     lock_release(&(sp->lock));
1662   }
1663
1664
1665   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1666   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1667   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1668   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1669   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1670   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1671   // after we return from the split point.
1672
1673   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1674
1675     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1676     assert(ActiveThreads > 1);
1677
1678     Position pos = Position(sp->pos);
1679     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1680     Value value;
1681     Move move;
1682
1683     while (    sp->alpha < sp->beta
1684            && !thread_should_stop(threadID)
1685            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1686     {
1687       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1688       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1689
1690       assert(move_is_ok(move));
1691
1692       if (moveIsCapture)
1693           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
1694           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1695       else
1696           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1697
1698       lock_grab(&(sp->lock));
1699       int moveCount = ++sp->moves;
1700       lock_release(&(sp->lock));
1701
1702       ss[sp->ply].currentMove = move;
1703
1704       // Decide the new search depth.
1705       bool dangerous;
1706       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1707       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1708
1709       // Make and search the move.
1710       UndoInfo u;
1711       pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
1712
1713       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1714       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1715       if (   !dangerous
1716           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1717           && !moveIsCapture
1718           && !move_promotion(move)
1719           && !move_is_castle(move)
1720           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1721       {
1722           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1723           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1724       }
1725       else
1726           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1727
1728       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1729       {
1730           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1731           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1732
1733           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1734           {
1735               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1736               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1737               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1738               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1739               // result in a big drop in score at the root.
1740               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1741                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1742
1743               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1744               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1745         }
1746       }
1747       pos.undo_move(move, u);
1748
1749       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1750
1751       if (thread_should_stop(threadID))
1752           break;
1753
1754       // New best move?
1755       lock_grab(&(sp->lock));
1756       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1757       {
1758           sp->bestValue = value;
1759           if (value > sp->alpha)
1760           {
1761               sp->alpha = value;
1762               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1763               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1764                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1765
1766               if(value >= sp->beta)
1767               {
1768                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1769                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1770                           Threads[i].stop = true;
1771
1772                   sp->finished = true;
1773               }
1774         }
1775         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1776         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1777         // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1778         if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1779             Problem = true;
1780       }
1781       lock_release(&(sp->lock));
1782     }
1783
1784     lock_grab(&(sp->lock));
1785
1786     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1787     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1788     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1789         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1790             if (sp->slaves[i])
1791                 Threads[i].stop = true;
1792
1793     sp->cpus--;
1794     sp->slaves[threadID] = 0;
1795
1796     lock_release(&(sp->lock));
1797   }
1798
1799   /// The BetaCounterType class
1800
1801   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1802
1803   void BetaCounterType::clear() {
1804
1805     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1806         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1807   }
1808
1809   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1810
1811     // Weighted count based on depth
1812     hits[threadID][us] += int(d);
1813   }
1814
1815   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1816
1817     our = their = 0UL;
1818     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1819     {
1820         our += hits[i][us];
1821         their += hits[i][opposite_color(us)];
1822     }
1823   }
1824
1825
1826   /// The RootMove class
1827
1828   // Constructor
1829
1830   RootMove::RootMove() {
1831     nodes = cumulativeNodes = 0ULL;
1832   }
1833
1834   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1835   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1836   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1837   // have equal score but m1 has the higher node count.
1838
1839   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1840
1841     if (score != m.score)
1842         return (score < m.score);
1843
1844     return theirBeta <= m.theirBeta;
1845   }
1846
1847   /// The RootMoveList class
1848
1849   // Constructor
1850
1851   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1852
1853     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1854     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1855
1856     // Generate all legal moves
1857     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1858
1859     // Add each move to the moves[] array
1860     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1861     {
1862         bool includeMove = includeAllMoves;
1863
1864         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1865             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1866
1867         if (includeMove)
1868         {
1869             // Find a quick score for the move
1870             UndoInfo u;
1871             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1872
1873             moves[count].move = mlist[i].move;
1874             moves[count].nodes = 0ULL;
1875             pos.do_move(moves[count].move, u);
1876             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
1877                                           Depth(0), 1, 0);
1878             pos.undo_move(moves[count].move, u);
1879             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
1880             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1881             count++;
1882         }
1883     }
1884     sort();
1885   }
1886
1887
1888   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1889
1890   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1891     return moves[moveNum].move;
1892   }
1893
1894   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1895     return moves[moveNum].score;
1896   }
1897
1898   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1899     moves[moveNum].score = score;
1900   }
1901
1902   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1903     moves[moveNum].nodes = nodes;
1904     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1905   }
1906
1907   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1908     moves[moveNum].ourBeta = our;
1909     moves[moveNum].theirBeta = their;
1910   }
1911
1912   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
1913     int j;
1914     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
1915       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
1916     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
1917   }
1918
1919   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
1920     return moves[moveNum].pv[i];
1921   }
1922
1923   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
1924     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
1925   }
1926
1927   inline int RootMoveList::move_count() const {
1928     return count;
1929   }
1930
1931
1932   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
1933   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
1934   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
1935   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
1936   // important that this function is called at the right moment:  The code
1937   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
1938   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
1939
1940   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
1941
1942     assert(count);
1943
1944     if (count == 1)
1945         return get_move(0);
1946
1947     // moves are sorted so just consider the best and the second one
1948     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
1949         return get_move(0);
1950
1951     return MOVE_NONE;
1952   }
1953
1954   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
1955   // iteration.
1956
1957   inline void RootMoveList::sort() {
1958
1959     sort_multipv(count - 1); // all items
1960   }
1961
1962
1963   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
1964   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
1965   // correctly in MultiPV mode.
1966
1967   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
1968
1969     for (int i = 1; i <= n; i++)
1970     {
1971       RootMove rm = moves[i];
1972       int j;
1973       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
1974           moves[j] = moves[j-1];
1975       moves[j] = rm;
1976     }
1977   }
1978
1979
1980   // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
1981   // new search from the root.
1982   void init_search_stack(SearchStack& ss) {
1983
1984     ss.pv[0] = MOVE_NONE;
1985     ss.pv[1] = MOVE_NONE;
1986     ss.currentMove = MOVE_NONE;
1987     ss.threatMove = MOVE_NONE;
1988     ss.reduction = Depth(0);
1989     for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
1990         ss.killers[j] = MOVE_NONE;
1991   }
1992
1993   void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
1994
1995     for (int i = 0; i < 3; i++)
1996     {
1997         ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
1998         ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
1999         ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
2000         ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
2001         ss[i].reduction = Depth(0);
2002         for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
2003             ss[i].killers[j] = MOVE_NONE;
2004     }
2005   }
2006
2007
2008   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2009   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2010   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2011   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2012   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2013
2014   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2015     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2016     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2017
2018     Threads[threadID].nodes++;
2019
2020     if(threadID == 0) {
2021       NodesSincePoll++;
2022       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2023         poll();
2024         NodesSincePoll = 0;
2025       }
2026     }
2027     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
2028     ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
2029     ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
2030     ss[ply].reduction = Depth(0);
2031     ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
2032     for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
2033         ss[ply+2].killers[j] = MOVE_NONE;
2034
2035     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2036       print_current_line(ss, ply, threadID);
2037   }
2038
2039
2040   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2041   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2042   // node.
2043
2044   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2045     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2046
2047     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2048     int p;
2049     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2050       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2051     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2052   }
2053
2054
2055   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2056   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2057   // the PV at the parent node.
2058
2059   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2060     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2061
2062     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2063     int p;
2064     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2065       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2066     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2067   }
2068
2069
2070   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2071   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2072   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2073   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2074   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2075
2076   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2077     Square f1, t1, f2, t2;
2078
2079     assert(move_is_ok(m1));
2080     assert(move_is_ok(m2));
2081
2082     if(m2 == MOVE_NONE)
2083       return false;
2084
2085     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2086     f2 = move_from(m2);
2087     t1 = move_to(m1);
2088     if(f2 == t1)
2089       return true;
2090
2091     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2092     t2 = move_to(m2);
2093     f1 = move_from(m1);
2094     if(t2 == f1)
2095       return true;
2096
2097     // Case 3: Moving through the vacated square:
2098     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2099        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2100       return true;
2101
2102     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2103     // in m1:
2104     if(pos.piece_attacks_square(t1, t2))
2105       return true;
2106
2107     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2108     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2109        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2110                   f2) &&
2111        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2112                    t2)) {
2113       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2114       Color us = pos.side_to_move();
2115       Square ksq = pos.king_square(us);
2116       clear_bit(&occ, f2);
2117       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2118         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2119           return true;
2120       }
2121       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2122         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2123           return true;
2124       }
2125       else {
2126         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2127         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2128           return true;
2129       }
2130     }
2131
2132     return false;
2133   }
2134
2135
2136   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2137   // eventually compensated for the ply.
2138
2139   bool value_is_mate(Value value) {
2140
2141     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2142
2143     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2144           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2145   }
2146
2147
2148   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2149   // killer moves of that ply.
2150
2151   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2152
2153       const Move* k = ss.killers;
2154       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2155           if (*k == m)
2156               return true;
2157
2158       return false;
2159   }
2160
2161
2162   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2163   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2164   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2165   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2166   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2167   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2168
2169   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
2170                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2171
2172     assert(m != MOVE_NONE);
2173
2174     Depth result = Depth(0);
2175     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2176
2177     if (check)
2178         result += CheckExtension[pvNode];
2179
2180     if (singleReply)
2181         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2182
2183     if (mateThreat)
2184         result += MateThreatExtension[pvNode];
2185
2186     if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2187     {
2188         result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2189         *dangerous = true;
2190     }
2191     if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2192     {
2193         result += PassedPawnExtension[pvNode];
2194         *dangerous = true;
2195     }
2196
2197     if (   pos.move_is_capture(m)
2198         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2199         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2200             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2201         && !move_promotion(m)
2202         && !move_is_ep(m))
2203     {
2204         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2205         *dangerous = true;
2206     }
2207
2208     if (   pvNode
2209         && pos.move_is_capture(m)
2210         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2211         && pos.see(m) >= 0)
2212     {
2213         result += OnePly/2;
2214         *dangerous = true;
2215     }
2216
2217     return Min(result, OnePly);
2218   }
2219
2220
2221   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2222   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2223   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2224   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2225   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2226   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2227   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2228
2229   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2230     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2231       return false;
2232     return true;
2233   }
2234
2235
2236   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2237   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2238   // candidates for pruning.
2239
2240   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2241     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2242
2243     assert(move_is_ok(m));
2244     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2245     assert(!move_promotion(m));
2246     assert(!pos.move_is_check(m));
2247     assert(!pos.move_is_capture(m));
2248     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2249     assert(d >= OnePly);
2250
2251     mfrom = move_from(m);
2252     mto = move_to(m);
2253     tfrom = move_from(threat);
2254     tto = move_to(threat);
2255
2256     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2257     if (move_is_castle(m))
2258         return false;
2259
2260     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2261     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2262         return false;
2263
2264     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2265     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2266     if (   !PruneDefendingMoves
2267         && threat != MOVE_NONE
2268         && pos.move_is_capture(threat)
2269         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2270             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2271         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2272       return false;
2273
2274     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2275     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2276         return false;
2277
2278     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2279     // prune safe moves which block its ray.
2280     if (  !PruneBlockingMoves
2281         && threat != MOVE_NONE
2282         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2283         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto) && pos.see(m) >= 0)
2284             return false;
2285
2286     return true;
2287   }
2288
2289
2290   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2291   // can be used at a given point in search.
2292
2293   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2294
2295     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2296
2297     return   (   tte->depth() >= depth
2298               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2299               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2300
2301           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2302               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2303   }
2304
2305
2306   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2307   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2308
2309   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2310
2311     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2312   }
2313
2314
2315   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2316   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2317
2318   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2319                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2320
2321     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2322
2323     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2324     {
2325         assert(m != movesSearched[i]);
2326         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2327             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2328     }
2329   }
2330
2331
2332   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2333   // among the killer moves of that ply.
2334
2335   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2336
2337     if (m == ss.killers[0])
2338         return;
2339
2340     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2341         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2342
2343     ss.killers[0] = m;
2344   }
2345
2346   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2347   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2348   // is used for time managment.
2349
2350   bool fail_high_ply_1() {
2351     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2352       if(Threads[i].failHighPly1)
2353         return true;
2354     return false;
2355   }
2356
2357
2358   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2359   // since the beginning of the current search.
2360
2361   int current_search_time() {
2362     return get_system_time() - SearchStartTime;
2363   }
2364
2365
2366   // nps() computes the current nodes/second count.
2367
2368   int nps() {
2369     int t = current_search_time();
2370     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2371   }
2372
2373
2374   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2375   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2376   // search.
2377
2378   void poll() {
2379
2380     static int lastInfoTime;
2381     int t = current_search_time();
2382
2383     //  Poll for input
2384     if (Bioskey())
2385     {
2386         // We are line oriented, don't read single chars
2387         std::string command;
2388         if (!std::getline(std::cin, command))
2389             command = "quit";
2390
2391         if (command == "quit")
2392         {
2393             AbortSearch = true;
2394             PonderSearch = false;
2395             Quit = true;
2396         }
2397         else if(command == "stop")
2398         {
2399             AbortSearch = true;
2400             PonderSearch = false;
2401         }
2402         else if(command == "ponderhit")
2403             ponderhit();
2404     }
2405     // Print search information
2406     if (t < 1000)
2407         lastInfoTime = 0;
2408
2409     else if (lastInfoTime > t)
2410         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2411         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2412         lastInfoTime = 0;
2413
2414     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2415     {
2416         lastInfoTime = t;
2417         lock_grab(&IOLock);
2418         if (dbg_show_mean)
2419             dbg_print_mean();
2420
2421         if (dbg_show_hit_rate)
2422             dbg_print_hit_rate();
2423
2424         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2425                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2426         lock_release(&IOLock);
2427         if (ShowCurrentLine)
2428             Threads[0].printCurrentLine = true;
2429     }
2430     // Should we stop the search?
2431     if (PonderSearch)
2432         return;
2433
2434     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2435                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
2436                      || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
2437                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2438
2439     if (   (Iteration >= 2 && (!InfiniteSearch && overTime))
2440         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2441         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2442         AbortSearch = true;
2443   }
2444
2445
2446   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2447   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2448   // it correctly predicted the opponent's move.
2449
2450   void ponderhit() {
2451     int t = current_search_time();
2452     PonderSearch = false;
2453     if(Iteration >= 2 &&
2454        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2455                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2456                             (RootMoveNumber == 1 &&
2457                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime) ||
2458                             (!FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2459                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2460       AbortSearch = true;
2461   }
2462
2463
2464   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2465   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2466
2467   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2468     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2469     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2470
2471     if(!Threads[threadID].idle) {
2472       lock_grab(&IOLock);
2473       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2474       for(int p = 0; p < ply; p++)
2475         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2476       std::cout << std::endl;
2477       lock_release(&IOLock);
2478     }
2479     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2480     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2481       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2482   }
2483
2484
2485   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2486   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2487   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2488   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2489   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2490   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2491
2492   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2493     std::string command;
2494
2495     while(true) {
2496       if(!std::getline(std::cin, command))
2497         command = "quit";
2498
2499       if(command == "quit") {
2500         OpeningBook.close();
2501         stop_threads();
2502         quit_eval();
2503         exit(0);
2504       }
2505       else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2506         break;
2507     }
2508   }
2509
2510
2511   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2512   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2513   // object for which the current thread is the master.
2514
2515   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2516     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2517
2518     Threads[threadID].running = true;
2519
2520     while(true) {
2521       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2522         break;
2523
2524       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2525       // of wasting CPU time polling for work:
2526       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2527 #if !defined(_MSC_VER)
2528         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2529         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2530           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2531         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2532 #else
2533         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2534 #endif
2535       }
2536
2537       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2538       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2539         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2540         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2541           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2542         else
2543           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2544         Threads[threadID].idle = true;
2545       }
2546
2547       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2548       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2549       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2550         return;
2551     }
2552
2553     Threads[threadID].running = false;
2554   }
2555
2556
2557   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2558   // initializes all split point objects.
2559
2560   void init_split_point_stack() {
2561     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2562       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2563         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2564         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2565       }
2566   }
2567
2568
2569   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2570   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2571
2572   void destroy_split_point_stack() {
2573     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2574       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2575         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2576   }
2577
2578
2579   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2580   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2581   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2582   // some ancestor of the current split point.
2583
2584   bool thread_should_stop(int threadID) {
2585     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2586
2587     SplitPoint *sp;
2588
2589     if(Threads[threadID].stop)
2590       return true;
2591     if(ActiveThreads <= 2)
2592       return false;
2593     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2594       if(sp->finished) {
2595         Threads[threadID].stop = true;
2596         return true;
2597       }
2598     return false;
2599   }
2600
2601
2602   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2603   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2604   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2605   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2606   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2607   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2608   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2609
2610   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2611     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2612     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2613     assert(ActiveThreads > 1);
2614
2615     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2616       return false;
2617
2618     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2619       // No active split points means that the thread is available as a slave
2620       // for any other thread.
2621       return true;
2622
2623     if(ActiveThreads == 2)
2624       return true;
2625
2626     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2627     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2628       return true;
2629
2630     return false;
2631   }
2632
2633
2634   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2635   // a slave for the thread with threadID "master".
2636
2637   bool idle_thread_exists(int master) {
2638     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2639     assert(ActiveThreads > 1);
2640
2641     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2642       if(thread_is_available(i, master))
2643         return true;
2644     return false;
2645   }
2646
2647
2648   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2649   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2650   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2651   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2652   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2653   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2654   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2655   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2656   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2657   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2658   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2659
2660   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2661              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
2662              Depth depth, int *moves,
2663              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2664     assert(p.is_ok());
2665     assert(sstck != NULL);
2666     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2667     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2668     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2669     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2670     assert(depth > Depth(0));
2671     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2672     assert(ActiveThreads > 1);
2673
2674     SplitPoint *splitPoint;
2675     int i;
2676
2677     lock_grab(&MPLock);
2678
2679     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2680     // active split points, don't split:
2681     if(!idle_thread_exists(master) ||
2682        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2683       lock_release(&MPLock);
2684       return false;
2685     }
2686
2687     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2688     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2689     Threads[master].activeSplitPoints++;
2690
2691     // Initialize the split point object:
2692     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2693     splitPoint->finished = false;
2694     splitPoint->ply = ply;
2695     splitPoint->depth = depth;
2696     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2697     splitPoint->beta = *beta;
2698     splitPoint->pvNode = pvNode;
2699     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2700     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2701     splitPoint->master = master;
2702     splitPoint->mp = mp;
2703     splitPoint->moves = *moves;
2704     splitPoint->cpus = 1;
2705     splitPoint->pos.copy(p);
2706     splitPoint->parentSstack = sstck;
2707     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2708       splitPoint->slaves[i] = 0;
2709
2710     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2711     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2712     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2713
2714     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2715     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2716         i++)
2717       if(thread_is_available(i, master)) {
2718         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2719         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2720         splitPoint->slaves[i] = 1;
2721         splitPoint->cpus++;
2722       }
2723
2724     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2725     // their idle loop.
2726     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2727       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2728         Threads[i].workIsWaiting = true;
2729         Threads[i].idle = false;
2730         Threads[i].stop = false;
2731       }
2732
2733     lock_release(&MPLock);
2734
2735     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2736     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2737     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2738     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2739     // loop when all threads have finished their work at this split point
2740     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2741     idle_loop(master, splitPoint);
2742
2743     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2744     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2745     lock_grab(&MPLock);
2746     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2747     *beta = splitPoint->beta;
2748     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2749     Threads[master].stop = false;
2750     Threads[master].idle = false;
2751     Threads[master].activeSplitPoints--;
2752     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2753     lock_release(&MPLock);
2754
2755     return true;
2756   }
2757
2758
2759   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2760   // to start a new search from the root.
2761
2762   void wake_sleeping_threads() {
2763     if(ActiveThreads > 1) {
2764       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2765         Threads[i].idle = true;
2766         Threads[i].workIsWaiting = false;
2767       }
2768 #if !defined(_MSC_VER)
2769       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2770       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2771       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2772 #else
2773       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2774         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2775 #endif
2776     }
2777   }
2778
2779
2780   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2781   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2782   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2783   // and one for Windows threads.
2784
2785 #if !defined(_MSC_VER)
2786
2787   void *init_thread(void *threadID) {
2788     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2789     return NULL;
2790   }
2791
2792 #else
2793
2794   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2795     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2796     return NULL;
2797   }
2798
2799 #endif
2800
2801 }