]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Fix (zugzwang) verification to be shallower then null search
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "thread.h"
42 #include "tt.h"
43 #include "ucioption.h"
44
45 using std::cout;
46 using std::endl;
47
48 ////
49 //// Local definitions
50 ////
51
52 namespace {
53
54   /// Types
55   enum NodeType { NonPV, PV };
56
57   // Set to true to force running with one thread.
58   // Used for debugging SMP code.
59   const bool FakeSplit = false;
60
61   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
62   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
63   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
64   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
65
66   class ThreadsManager {
67     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
68        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
69        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
70     */
71   public:
72     void init_threads();
73     void exit_threads();
74
75     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
76     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
77     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
78     void incrementBetaCounter(Color us, Depth d, int threadID) { threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d); }
79
80     void resetNodeCounters();
81     void resetBetaCounters();
82     int64_t nodes_searched() const;
83     void get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const;
84     bool available_thread_exists(int master) const;
85     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
86     bool thread_should_stop(int threadID) const;
87     void wake_sleeping_threads();
88     void put_threads_to_sleep();
89     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
90
91     template <bool Fake>
92     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
94
95   private:
96     friend void poll();
97
98     int ActiveThreads;
99     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
100     Thread threads[MAX_THREADS];
101
102     Lock MPLock, WaitLock;
103
104 #if !defined(_MSC_VER)
105     pthread_cond_t WaitCond;
106 #else
107     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
108 #endif
109
110   };
111
112
113   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
114   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
115   // in the case of moves which fail low).
116
117   struct RootMove {
118
119     RootMove() { nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL; }
120
121     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
122     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
123     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
124     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126
127         return score != m.score ? score < m.score : theirBeta <= m.theirBeta;
128     }
129
130     Move move;
131     Value score;
132     int64_t nodes, cumulativeNodes, ourBeta, theirBeta;
133     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
134   };
135
136
137   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
138   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
139
140   class RootMoveList {
141
142   public:
143     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
144
145     int move_count() const { return count; }
146     Move get_move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
147     Value get_move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
148     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
149     Move get_move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
150     int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].cumulativeNodes; }
151
152     void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
153     void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
154     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
155     void sort();
156     void sort_multipv(int n);
157
158   private:
159     static const int MaxRootMoves = 500;
160     RootMove moves[MaxRootMoves];
161     int count;
162   };
163
164
165   /// Adjustments
166
167   // Step 6. Razoring
168
169   // Maximum depth for razoring
170   const Depth RazorDepth = 4 * OnePly;
171
172   // Dynamic razoring margin based on depth
173   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
174
175   // Step 8. Null move search with verification search
176
177   // Null move margin. A null move search will not be done if the static
178   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
179   const Value NullMoveMargin = Value(0x200);
180
181   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
182   const Depth ThreatDepth = 5 * OnePly;
183
184   // Step 9. Internal iterative deepening
185
186   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
187   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 5 * OnePly /* PV */};
188
189   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
190   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
191   const Value IIDMargin = Value(0x100);
192
193   // Step 11. Decide the new search depth
194
195   // Extensions. Configurable UCI options
196   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
197   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
198   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
199
200   // Minimum depth for use of singular extension
201   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 6 * OnePly /* PV */};
202
203   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
204   // remaining ones we will extend it.
205   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
206
207   // Step 12. Futility pruning
208
209   // Futility margin for quiescence search
210   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
211
212   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
213   int32_t FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
214   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
215
216   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return Value(d < 7 * OnePly ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE); }
217   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * OnePly ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
218
219   // Step 14. Reduced search
220
221   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
223
224   template <NodeType PV>
225   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
226
227   // Common adjustments
228
229   // Search depth at iteration 1
230   const Depth InitialDepth = OnePly;
231
232   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
233   // better than the second best move.
234   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
235
236   // Last seconds noise filtering (LSN)
237   const bool UseLSNFiltering = true;
238   const int LSNTime = 100; // In milliseconds
239   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
240   bool loseOnTime = false;
241
242
243   /// Global variables
244
245   // Iteration counter
246   int Iteration;
247
248   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
249   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
250   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251
252   // Search window management
253   int AspirationDelta;
254
255   // MultiPV mode
256   int MultiPV;
257
258   // Time managment variables
259   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, MaxSearchTime;
260   int AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
261   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
262   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
263
264   // Log file
265   bool UseLogFile;
266   std::ofstream LogFile;
267
268   // Multi-threads related variables
269   Depth MinimumSplitDepth;
270   int MaxThreadsPerSplitPoint;
271   ThreadsManager TM;
272
273   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
274   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
275   int NodesSincePoll;
276   int NodesBetweenPolls = 30000;
277
278   // History table
279   History H;
280
281   /// Local functions
282
283   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
284   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
285
286   template <NodeType PvNode>
287   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
288
289   template <NodeType PvNode>
290   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
291
292   template <NodeType PvNode>
293   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
297
298   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
299   bool value_is_mate(Value value);
300   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
301   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
302   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
303   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
304   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
305   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
306   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
307
308   int current_search_time();
309   int nps();
310   void poll();
311   void ponderhit();
312   void wait_for_stop_or_ponderhit();
313   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
314   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
315
316 #if !defined(_MSC_VER)
317   void *init_thread(void *threadID);
318 #else
319   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
320 #endif
321
322 }
323
324
325 ////
326 //// Functions
327 ////
328
329 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
330 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
331
332 void init_threads() { TM.init_threads(); }
333 void exit_threads() { TM.exit_threads(); }
334 int64_t nodes_searched() { return TM.nodes_searched(); }
335
336
337 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
338
339 void init_search() {
340
341   int d;  // depth (OnePly == 2)
342   int hd; // half depth (OnePly == 1)
343   int mc; // moveCount
344
345   // Init reductions array
346   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
347   {
348       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
349       double nonPVRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 1.5;
350       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
351       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
352   }
353
354   // Init futility margins array
355   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
356       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = 112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45;
357
358   // Init futility move count array
359   for (d = 0; d < 32; d++)
360       FutilityMoveCountArray[d] = 3 + (1 << (3 * d / 8));
361 }
362
363
364 // SearchStack::init() initializes a search stack entry.
365 // Called at the beginning of search() when starting to examine a new node.
366 void SearchStack::init() {
367
368   currentMove = threatMove = bestMove = MOVE_NONE;
369   reduction = Depth(0);
370   eval = VALUE_NONE;
371 }
372
373 // SearchStack::initKillers() initializes killers for a search stack entry
374 void SearchStack::initKillers() {
375
376   mateKiller = MOVE_NONE;
377   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
378       killers[i] = MOVE_NONE;
379 }
380
381
382 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
383 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
384
385 int perft(Position& pos, Depth depth)
386 {
387     StateInfo st;
388     Move move;
389     int sum = 0;
390     MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, depth, H);
391
392     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
393     // the moves, just to count them.
394     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
395     {
396         while (mp.get_next_move()) sum++;
397         return sum;
398     }
399
400     // Loop through all legal moves
401     CheckInfo ci(pos);
402     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
403     {
404         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
405         sum += perft(pos, depth - OnePly);
406         pos.undo_move(move);
407     }
408     return sum;
409 }
410
411
412 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
413 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
414 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
415 /// when a quit command is received during the search.
416
417 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
418            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
419            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
420
421   // Initialize global search variables
422   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
423   MaxSearchTime = AbsoluteMaxSearchTime = ExtraSearchTime = 0;
424   NodesSincePoll = 0;
425   TM.resetNodeCounters();
426   SearchStartTime = get_system_time();
427   ExactMaxTime = maxTime;
428   MaxDepth = maxDepth;
429   MaxNodes = maxNodes;
430   InfiniteSearch = infinite;
431   PonderSearch = ponder;
432   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
433
434   // Look for a book move, only during games, not tests
435   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
436   {
437       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
438           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
439
440       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
441       if (bookMove != MOVE_NONE)
442       {
443           if (PonderSearch)
444               wait_for_stop_or_ponderhit();
445
446           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
447           return true;
448       }
449   }
450
451   // Reset loseOnTime flag at the beginning of a new game
452   if (button_was_pressed("New Game"))
453       loseOnTime = false;
454
455   // Read UCI option values
456   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
457   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
458       TT.clear();
459
460   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
461   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
462   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
463   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
464   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
465   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
466   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
467   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
468   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
469   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
470   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
471   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
472
473   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
474   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
475   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
476   Chess960                = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
477   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
478
479   if (UseLogFile)
480       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
481
482   read_weights(pos.side_to_move());
483
484   // Set the number of active threads
485   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
486   if (newActiveThreads != TM.active_threads())
487   {
488       TM.set_active_threads(newActiveThreads);
489       init_eval(TM.active_threads());
490   }
491
492   // Wake up sleeping threads
493   TM.wake_sleeping_threads();
494
495   // Set thinking time
496   int myTime = time[side_to_move];
497   int myIncrement = increment[side_to_move];
498   if (UseTimeManagement)
499   {
500       if (!movesToGo) // Sudden death time control
501       {
502           if (myIncrement)
503           {
504               MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
505               AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
506           }
507           else // Blitz game without increment
508           {
509               MaxSearchTime = myTime / 30;
510               AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
511           }
512       }
513       else // (x moves) / (y minutes)
514       {
515           if (movesToGo == 1)
516           {
517               MaxSearchTime = myTime / 2;
518               AbsoluteMaxSearchTime = (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
519           }
520           else
521           {
522               MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
523               AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
524           }
525       }
526
527       if (get_option_value_bool("Ponder"))
528       {
529           MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
530           MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
531       }
532   }
533
534   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
535   // heavy time pressure.
536   if (MaxNodes)
537       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
538   else if (myTime && myTime < 1000)
539       NodesBetweenPolls = 1000;
540   else if (myTime && myTime < 5000)
541       NodesBetweenPolls = 5000;
542   else
543       NodesBetweenPolls = 30000;
544
545   // Write search information to log file
546   if (UseLogFile)
547       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
548               << "infinite: "  << infinite
549               << " ponder: "   << ponder
550               << " time: "     << myTime
551               << " increment: " << myIncrement
552               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
553
554   // LSN filtering. Used only for developing purposes, disabled by default
555   if (   UseLSNFiltering
556       && loseOnTime)
557   {
558       // Step 2. If after last move we decided to lose on time, do it now!
559        while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
560            /* wait here */;
561   }
562
563   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
564   Value v = id_loop(pos, searchMoves);
565
566   if (UseLSNFiltering)
567   {
568       // Step 1. If this is sudden death game and our position is hopeless,
569       // decide to lose on time.
570       if (   !loseOnTime // If we already lost on time, go to step 3.
571           && myTime < LSNTime
572           && myIncrement == 0
573           && movesToGo == 0
574           && v < -LSNValue)
575       {
576           loseOnTime = true;
577       }
578       else if (loseOnTime)
579       {
580           // Step 3. Now after stepping over the time limit, reset flag for next match.
581           loseOnTime = false;
582       }
583   }
584
585   if (UseLogFile)
586       LogFile.close();
587
588   TM.put_threads_to_sleep();
589
590   return !Quit;
591 }
592
593
594 namespace {
595
596   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
597   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
598   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
599   // reached.
600
601   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
602
603     Position p(pos, pos.thread());
604     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
605     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
606     Move EasyMove = MOVE_NONE;
607     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
608
609     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
610     RootMoveList rml(p, searchMoves);
611
612     // Handle special case of searching on a mate/stale position
613     if (rml.move_count() == 0)
614     {
615         if (PonderSearch)
616             wait_for_stop_or_ponderhit();
617
618         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
619     }
620
621     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
622     // so to output information also for iteration 1.
623     cout << "info depth " << 1
624          << "\ninfo depth " << 1
625          << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
626          << " time " << current_search_time()
627          << " nodes " << TM.nodes_searched()
628          << " nps " << nps()
629          << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
630
631     // Initialize
632     TT.new_search();
633     H.clear();
634     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
635     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
636     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
637     Iteration = 1;
638
639     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
640     if (   rml.move_count() == 1
641         || rml.get_move_score(0) > rml.get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
642         EasyMove = rml.get_move(0);
643
644     // Iterative deepening loop
645     while (Iteration < PLY_MAX)
646     {
647         // Initialize iteration
648         Iteration++;
649         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
650
651         cout << "info depth " << Iteration << endl;
652
653         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
654         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
655         {
656             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
657             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
658
659             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
660             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
661
662             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
663             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
664         }
665
666         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
667         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
668
669         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
670         // been overwritten during the search.
671         TT.insert_pv(p, pv);
672
673         if (AbortSearch)
674             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
675
676         //Save info about search result
677         ValueByIteration[Iteration] = value;
678
679         // Drop the easy move if differs from the new best move
680         if (pv[0] != EasyMove)
681             EasyMove = MOVE_NONE;
682
683         if (UseTimeManagement)
684         {
685             // Time to stop?
686             bool stopSearch = false;
687
688             // Stop search early if there is only a single legal move,
689             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
690             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
691                 stopSearch = true;
692
693             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
694             if (  Iteration >= 6
695                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
696                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
697                 stopSearch = true;
698
699             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
700             int64_t nodes = TM.nodes_searched();
701             if (   Iteration >= 8
702                 && EasyMove == pv[0]
703                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
704                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
705                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
706                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
707                 stopSearch = true;
708
709             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
710             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
711                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
712                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
713
714             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
715             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
716             // move at the next iteration anyway.
717             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime) * 80) / 128)
718                 stopSearch = true;
719
720             if (stopSearch)
721             {
722                 if (PonderSearch)
723                     StopOnPonderhit = true;
724                 else
725                     break;
726             }
727         }
728
729         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
730             break;
731     }
732
733     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
734     // best move before we are told to do so.
735     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
736         wait_for_stop_or_ponderhit();
737     else
738         // Print final search statistics
739         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched()
740              << " nps " << nps()
741              << " time " << current_search_time() << endl;
742
743     // Print the best move and the ponder move to the standard output
744     if (pv[0] == MOVE_NONE)
745     {
746         pv[0] = rml.get_move(0);
747         pv[1] = MOVE_NONE;
748     }
749
750     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
751
752     cout << "bestmove " << pv[0];
753
754     if (pv[1] != MOVE_NONE)
755         cout << " ponder " << pv[1];
756
757     cout << endl;
758
759     if (UseLogFile)
760     {
761         if (dbg_show_mean)
762             dbg_print_mean(LogFile);
763
764         if (dbg_show_hit_rate)
765             dbg_print_hit_rate(LogFile);
766
767         LogFile << "\nNodes: " << TM.nodes_searched()
768                 << "\nNodes/second: " << nps()
769                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
770
771         StateInfo st;
772         p.do_move(pv[0], st);
773         LogFile << "\nPonder move: "
774                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
775                 << endl;
776     }
777     return rml.get_move_score(0);
778   }
779
780
781   // root_search() is the function which searches the root node. It is
782   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
783   // scheme, prints some information to the standard output and handles
784   // the fail low/high loops.
785
786   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
787
788     EvalInfo ei;
789     StateInfo st;
790     CheckInfo ci(pos);
791     int64_t nodes;
792     Move move;
793     Depth depth, ext, newDepth;
794     Value value, alpha, beta;
795     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
796     int researchCountFH, researchCountFL;
797
798     researchCountFH = researchCountFL = 0;
799     alpha = *alphaPtr;
800     beta = *betaPtr;
801     isCheck = pos.is_check();
802
803     // Step 1. Initialize node and poll (omitted at root, init_ss_array() has already initialized root node)
804     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
805     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
806     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
807
808     // Step 5. Evaluate the position statically
809     // At root we do this only to get reference value for child nodes
810     if (!isCheck)
811         ss->eval = evaluate(pos, ei);
812
813     // Step 6. Razoring (omitted at root)
814     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
815     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
816     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
817
818     // Step extra. Fail low loop
819     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
820     // with bigger window until we are not failing low anymore.
821     while (1)
822     {
823         // Sort the moves before to (re)search
824         rml.sort();
825
826         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
827         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
828         {
829             // This is used by time management
830             FirstRootMove = (i == 0);
831
832             // Save the current node count before the move is searched
833             nodes = TM.nodes_searched();
834
835             // Reset beta cut-off counters
836             TM.resetBetaCounters();
837
838             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
839             // the standard output.
840             move = ss->currentMove = rml.get_move(i);
841
842             if (current_search_time() >= 1000)
843                 cout << "info currmove " << move
844                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
845
846             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
847             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
848
849             // Step 11. Decide the new search depth
850             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
851             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
852             newDepth = depth + ext;
853
854             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
855
856             // Step extra. Fail high loop
857             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
858             // high anymore.
859             value = - VALUE_INFINITE;
860
861             while (1)
862             {
863                 // Step 13. Make the move
864                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
865
866                 // Step extra. pv search
867                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
868                 // and for fail high research (value > alpha)
869                 if (i < MultiPV || value > alpha)
870                 {
871                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
872                     if (MultiPV > 1)
873                         alpha = -VALUE_INFINITE;
874
875                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
876                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
877                 }
878                 else
879                 {
880                     // Step 14. Reduced search
881                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
882                     bool doFullDepthSearch = true;
883
884                     if (    depth >= 3 * OnePly
885                         && !dangerous
886                         && !captureOrPromotion
887                         && !move_is_castle(move))
888                     {
889                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
890                         if (ss->reduction)
891                         {
892                             assert(newDepth-ss->reduction >= OnePly);
893
894                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
895                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
896                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
897                         }
898
899                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
900                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
901                         // if the move fails high again then go with full depth search.
902                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
903                         {
904                             assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
905
906                             ss->reduction = OnePly;
907                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
908                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
909                         }
910                         ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
911                     }
912
913                     // Step 15. Full depth search
914                     if (doFullDepthSearch)
915                     {
916                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
917                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
918
919                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
920                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
921                         if (value > alpha)
922                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
923                     }
924                 }
925
926                 // Step 16. Undo move
927                 pos.undo_move(move);
928
929                 // Can we exit fail high loop ?
930                 if (AbortSearch || value < beta)
931                     break;
932
933                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
934                 // the score before research in case we run out of time while researching.
935                 rml.set_move_score(i, value);
936                 ss->bestMove = move;
937                 TT.extract_pv(pos, move, pv, PLY_MAX);
938                 rml.set_move_pv(i, pv);
939
940                 // Print information to the standard output
941                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
942
943                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
944                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
945                 researchCountFH++;
946
947             } // End of fail high loop
948
949             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
950             // was aborted because the user interrupted the search or because we
951             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
952             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
953             // move and/or PV.
954             if (AbortSearch)
955                 break;
956
957             // Remember beta-cutoff and searched nodes counts for this move. The
958             // info is used to sort the root moves for the next iteration.
959             int64_t our, their;
960             TM.get_beta_counters(pos.side_to_move(), our, their);
961             rml.set_beta_counters(i, our, their);
962             rml.set_move_nodes(i, TM.nodes_searched() - nodes);
963
964             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
965             assert(value < beta);
966
967             // Step 17. Check for new best move
968             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
969                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
970             else
971             {
972                 // PV move or new best move!
973
974                 // Update PV
975                 rml.set_move_score(i, value);
976                 ss->bestMove = move;
977                 TT.extract_pv(pos, move, pv, PLY_MAX);
978                 rml.set_move_pv(i, pv);
979
980                 if (MultiPV == 1)
981                 {
982                     // We record how often the best move has been changed in each
983                     // iteration. This information is used for time managment: When
984                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
985                     if (i > 0)
986                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
987
988                     // Print information to the standard output
989                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
990
991                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
992                     if (value > alpha)
993                         alpha = value;
994                 }
995                 else // MultiPV > 1
996                 {
997                     rml.sort_multipv(i);
998                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
999                     {
1000                         cout << "info multipv " << j + 1
1001                              << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1002                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
1003                              << " time " << current_search_time()
1004                              << " nodes " << TM.nodes_searched()
1005                              << " nps " << nps()
1006                              << " pv ";
1007
1008                         for (int k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1009                             cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1010
1011                         cout << endl;
1012                     }
1013                     alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV - 1));
1014                 }
1015             } // PV move or new best move
1016
1017             assert(alpha >= *alphaPtr);
1018
1019             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
1020
1021             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
1022                 StopOnPonderhit = false;
1023         }
1024
1025         // Can we exit fail low loop ?
1026         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
1027             break;
1028
1029         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
1030         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
1031         researchCountFL++;
1032
1033     } // Fail low loop
1034
1035     // Sort the moves before to return
1036     rml.sort();
1037
1038     return alpha;
1039   }
1040
1041
1042   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
1043
1044   template <NodeType PvNode>
1045   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1046
1047     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1048     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1049     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1050     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1051     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
1052
1053     Move movesSearched[256];
1054     EvalInfo ei;
1055     StateInfo st;
1056     const TTEntry* tte;
1057     Key posKey;
1058     Move ttMove, move, excludedMove;
1059     Depth ext, newDepth;
1060     Value bestValue, value, oldAlpha;
1061     Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
1062     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1063     bool mateThreat = false;
1064     int moveCount = 0;
1065     int threadID = pos.thread();
1066     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
1067     oldAlpha = alpha;
1068
1069     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1070     TM.incrementNodeCounter(threadID);
1071     ss->init();
1072     (ss+2)->initKillers();
1073
1074     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1075     {
1076         NodesSincePoll = 0;
1077         poll();
1078     }
1079
1080     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1081     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1082         return Value(0);
1083
1084     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1085         return VALUE_DRAW;
1086
1087     // Step 3. Mate distance pruning
1088     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1089     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1090     if (alpha >= beta)
1091         return alpha;
1092
1093     // Step 4. Transposition table lookup
1094
1095     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1096     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1097     excludedMove = ss->excludedMove;
1098     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1099
1100     tte = TT.retrieve(posKey);
1101     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1102
1103     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1104     // This is to avoid problems in the following areas:
1105     //
1106     // * Repetition draw detection
1107     // * Fifty move rule detection
1108     // * Searching for a mate
1109     // * Printing of full PV line
1110
1111     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1112     {
1113         // Refresh tte entry to avoid aging
1114         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->king_danger());
1115
1116         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1117         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1118     }
1119
1120     // Step 5. Evaluate the position statically
1121     // At PV nodes we do this only to update gain statistics
1122     isCheck = pos.is_check();
1123     if (!isCheck)
1124     {
1125         if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1126         {
1127             ss->eval = tte->static_value();
1128             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1129         }
1130         else
1131             ss->eval = evaluate(pos, ei);
1132
1133         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
1134         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1135     }
1136
1137     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1138     if (   !PvNode
1139         &&  depth < RazorDepth
1140         && !isCheck
1141         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1142         &&  ttMove == MOVE_NONE
1143         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1144         && !value_is_mate(beta)
1145         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1146     {
1147         // Pass ss->eval to qsearch() and avoid an evaluate call
1148         if (!tte || tte->static_value() == VALUE_NONE)
1149             TT.store(posKey, ss->eval, VALUE_TYPE_EXACT, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1150
1151         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1152         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply);
1153         if (v < rbeta)
1154             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1155             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1156             return v;
1157     }
1158
1159     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1160     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1161     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1162     if (   !PvNode
1163         && !ss->skipNullMove
1164         &&  depth < RazorDepth
1165         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1166         && !isCheck
1167         && !value_is_mate(beta)
1168         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1169         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1170
1171     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1172     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1173     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1174     // NullMoveMargin under beta.
1175     if (   !PvNode
1176         && !ss->skipNullMove
1177         &&  depth > OnePly
1178         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * OnePly ? NullMoveMargin : 0)
1179         && !isCheck
1180         && !value_is_mate(beta)
1181         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1182     {
1183         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1184
1185         // Null move dynamic reduction based on depth
1186         int R = 3 + (depth >= 5 * OnePly ? depth / 8 : 0);
1187
1188         // Null move dynamic reduction based on value
1189         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1190             R++;
1191
1192         pos.do_null_move(st);
1193         (ss+1)->skipNullMove = true;
1194
1195         nullValue = depth-R*OnePly < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1196                                             : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1);
1197         (ss+1)->skipNullMove = false;
1198         pos.undo_null_move();
1199
1200         if (nullValue >= beta)
1201         {
1202             // Do not return unproven mate scores
1203             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1204                 nullValue = beta;
1205
1206             if (depth < 6 * OnePly)
1207                 return nullValue;
1208
1209             // Do verification search at high depths
1210             ss->skipNullMove = true;
1211             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*OnePly, ply);
1212             ss->skipNullMove = false;
1213
1214             if (v >= beta)
1215                 return nullValue;
1216         }
1217         else
1218         {
1219             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1220             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1221             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1222             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1223             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1224             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1225             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1226                 mateThreat = true;
1227
1228             ss->threatMove = (ss+1)->currentMove;
1229             if (   depth < ThreatDepth
1230                 && (ss-1)->reduction
1231                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, ss->threatMove))
1232                 return beta - 1;
1233         }
1234     }
1235
1236     // Step 9. Internal iterative deepening
1237     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1238         &&  ttMove == MOVE_NONE
1239         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1240     {
1241         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
1242
1243         ss->skipNullMove = true;
1244         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1245         ss->skipNullMove = false;
1246
1247         ttMove = ss->bestMove;
1248         tte = TT.retrieve(posKey);
1249     }
1250
1251     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1252     if (PvNode)
1253         mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1254
1255     // Initialize a MovePicker object for the current position
1256     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1257     CheckInfo ci(pos);
1258     singleEvasion = isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1259     singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1260                            && tte && tte->move()
1261                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1262                            && is_lower_bound(tte->type())
1263                            && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly;
1264
1265     // Step 10. Loop through moves
1266     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1267     while (   bestValue < beta
1268            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1269            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1270     {
1271       assert(move_is_ok(move));
1272
1273       if (move == excludedMove)
1274           continue;
1275
1276       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1277       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1278
1279       // Step 11. Decide the new search depth
1280       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1281
1282       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1283       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1284       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1285       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1286       if (   singularExtensionNode
1287           && move == tte->move()
1288           && ext < OnePly)
1289       {
1290           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1291
1292           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1293           {
1294               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1295               ss->excludedMove = move;
1296               ss->skipNullMove = true;
1297               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1298               ss->skipNullMove = false;
1299               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1300               if (v < b)
1301                   ext = OnePly;
1302           }
1303       }
1304
1305       newDepth = depth - OnePly + ext;
1306
1307       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1308       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1309
1310       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1311       if (   !PvNode
1312           && !captureOrPromotion
1313           && !isCheck
1314           && !dangerous
1315           &&  move != ttMove
1316           && !move_is_castle(move))
1317       {
1318           // Move count based pruning
1319           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1320               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1321               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1322               continue;
1323
1324           // Value based pruning
1325           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly for predicted depth,
1326           // but fixing this made program slightly weaker.
1327           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1328           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1329                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1330
1331           if (futilityValueScaled < beta)
1332           {
1333               if (futilityValueScaled > bestValue)
1334                   bestValue = futilityValueScaled;
1335               continue;
1336           }
1337       }
1338
1339       // Step 13. Make the move
1340       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1341
1342       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1343       // The first move in list is the expected PV
1344       if (PvNode && moveCount == 1)
1345           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1346                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1347       else
1348       {
1349           // Step 14. Reduced depth search
1350           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1351           bool doFullDepthSearch = true;
1352
1353           if (    depth >= 3 * OnePly
1354               && !captureOrPromotion
1355               && !dangerous
1356               && !move_is_castle(move)
1357               && !move_is_killer(move, ss))
1358           {
1359               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1360               if (ss->reduction)
1361               {
1362                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1363                   value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1364                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1365
1366                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1367               }
1368
1369               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1370               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1371               // if the move fails high again then go with full depth search.
1372               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1373               {
1374                   assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1375
1376                   ss->reduction = OnePly;
1377                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1378                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1379               }
1380               ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1381           }
1382
1383           // Step 15. Full depth search
1384           if (doFullDepthSearch)
1385           {
1386               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1387                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1388
1389               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1390               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1391               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1392               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1393                   value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1394                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1395           }
1396       }
1397
1398       // Step 16. Undo move
1399       pos.undo_move(move);
1400
1401       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1402
1403       // Step 17. Check for new best move
1404       if (value > bestValue)
1405       {
1406           bestValue = value;
1407           if (value > alpha)
1408           {
1409               if (PvNode && value < beta) // This guarantees that always: alpha < beta
1410                   alpha = value;
1411
1412               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1413                   ss->mateKiller = move;
1414
1415               ss->bestMove = move;
1416           }
1417       }
1418
1419       // Step 18. Check for split
1420       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1421           && TM.active_threads() > 1
1422           && bestValue < beta
1423           && TM.available_thread_exists(threadID)
1424           && !AbortSearch
1425           && !TM.thread_should_stop(threadID)
1426           && Iteration <= 99)
1427           TM.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1428                               mateThreat, &moveCount, &mp, PvNode);
1429     }
1430
1431     // Step 19. Check for mate and stalemate
1432     // All legal moves have been searched and if there are
1433     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1434     // If one move was excluded return fail low score.
1435     if (!moveCount)
1436         return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1437
1438     // Step 20. Update tables
1439     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1440     // history counters, and killer moves.
1441     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1442         return bestValue;
1443
1444     ValueType f = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1445     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1446     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), f, depth, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1447
1448     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1449     if (bestValue >= beta)
1450     {
1451         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1452         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1453         {
1454             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1455             update_killers(move, ss);
1456         }
1457     }
1458
1459     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1460
1461     return bestValue;
1462   }
1463
1464
1465   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1466   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1467   // less than OnePly).
1468
1469   template <NodeType PvNode>
1470   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1471
1472     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1473     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1474     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1475     assert(depth <= 0);
1476     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1477     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
1478
1479     EvalInfo ei;
1480     StateInfo st;
1481     Move ttMove, move;
1482     Value bestValue, value, futilityValue, futilityBase;
1483     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1484     const TTEntry* tte;
1485     Value oldAlpha = alpha;
1486
1487     TM.incrementNodeCounter(pos.thread());
1488     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1489     ss->eval = VALUE_NONE;
1490
1491     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1492     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1493         return VALUE_DRAW;
1494
1495     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1496     // pruning, but only for move ordering.
1497     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1498     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1499
1500     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1501     {
1502         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1503         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1504     }
1505
1506     isCheck = pos.is_check();
1507
1508     // Evaluate the position statically
1509     if (isCheck)
1510     {
1511         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1512         deepChecks = enoughMaterial = false;
1513     }
1514     else
1515     {
1516         if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1517         {
1518             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1519             bestValue = tte->static_value();
1520         }
1521         else
1522             bestValue = evaluate(pos, ei);
1523
1524         ss->eval = bestValue;
1525         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1526
1527         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1528         if (bestValue >= beta)
1529         {
1530             if (!tte)
1531                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1532
1533             return bestValue;
1534         }
1535
1536         if (PvNode && bestValue > alpha)
1537             alpha = bestValue;
1538
1539         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1540         deepChecks = (depth == -OnePly && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1541
1542         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1543         futilityBase = bestValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
1544         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1545     }
1546
1547     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1548     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1549     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -OnePly
1550     // and we are near beta) will be generated.
1551     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
1552     CheckInfo ci(pos);
1553
1554     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1555     while (   alpha < beta
1556            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1557     {
1558       assert(move_is_ok(move));
1559
1560       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1561
1562       // Futility pruning
1563       if (   !PvNode
1564           && !isCheck
1565           && !moveIsCheck
1566           &&  move != ttMove
1567           &&  enoughMaterial
1568           && !move_is_promotion(move)
1569           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1570       {
1571           futilityValue =  futilityBase
1572                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1573                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0));
1574
1575           if (futilityValue < alpha)
1576           {
1577               if (futilityValue > bestValue)
1578                   bestValue = futilityValue;
1579               continue;
1580           }
1581       }
1582
1583       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1584       evasionPrunable =   isCheck
1585                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1586                        && !pos.move_is_capture(move)
1587                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1588                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1589
1590       // Don't search moves with negative SEE values
1591       if (   !PvNode
1592           && (!isCheck || evasionPrunable)
1593           &&  move != ttMove
1594           && !move_is_promotion(move)
1595           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1596           continue;
1597
1598       // Update current move
1599       ss->currentMove = move;
1600
1601       // Make and search the move
1602       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1603       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1);
1604       pos.undo_move(move);
1605
1606       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1607
1608       // New best move?
1609       if (value > bestValue)
1610       {
1611           bestValue = value;
1612           if (value > alpha)
1613           {
1614               alpha = value;
1615               ss->bestMove = move;
1616           }
1617        }
1618     }
1619
1620     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1621     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1622     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1623         return value_mated_in(ply);
1624
1625     // Update transposition table
1626     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1627     ValueType f = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1628     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), f, d, ss->bestMove, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1629
1630     // Update killers only for checking moves that fails high
1631     if (    bestValue >= beta
1632         && !pos.move_is_capture_or_promotion(ss->bestMove))
1633         update_killers(ss->bestMove, ss);
1634
1635     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1636
1637     return bestValue;
1638   }
1639
1640
1641   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1642   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1643   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1644   // table, done a null move search, and searched the first move before
1645   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1646   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1647   // care of after we return from the split point.
1648
1649   template <NodeType PvNode>
1650   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1651
1652     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1653     assert(TM.active_threads() > 1);
1654
1655     StateInfo st;
1656     Move move;
1657     Depth ext, newDepth;
1658     Value value;
1659     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1660     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1661     int moveCount;
1662     value = -VALUE_INFINITE;
1663
1664     Position pos(*sp->pos, threadID);
1665     CheckInfo ci(pos);
1666     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1667     isCheck = pos.is_check();
1668
1669     // Step 10. Loop through moves
1670     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1671     lock_grab(&(sp->lock));
1672
1673     while (    sp->bestValue < sp->beta
1674            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1675            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1676     {
1677       moveCount = ++sp->moveCount;
1678       lock_release(&(sp->lock));
1679
1680       assert(move_is_ok(move));
1681
1682       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1683       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1684
1685       // Step 11. Decide the new search depth
1686       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1687       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1688
1689       // Update current move
1690       ss->currentMove = move;
1691
1692       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1693       if (   !PvNode
1694           && !captureOrPromotion
1695           && !isCheck
1696           && !dangerous
1697           && !move_is_castle(move))
1698       {
1699           // Move count based pruning
1700           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1701               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1702               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1703           {
1704               lock_grab(&(sp->lock));
1705               continue;
1706           }
1707
1708           // Value based pruning
1709           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1710           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1711                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1712
1713           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1714           {
1715               lock_grab(&(sp->lock));
1716
1717               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1718                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1719               continue;
1720           }
1721       }
1722
1723       // Step 13. Make the move
1724       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1725
1726       // Step 14. Reduced search
1727       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1728       bool doFullDepthSearch = true;
1729
1730       if (   !captureOrPromotion
1731           && !dangerous
1732           && !move_is_castle(move)
1733           && !move_is_killer(move, ss))
1734       {
1735           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1736           if (ss->reduction)
1737           {
1738               Value localAlpha = sp->alpha;
1739               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1740               value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1741                                  : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, d, sp->ply+1);
1742
1743               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1744           }
1745
1746           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1747           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1748           // if the move fails high again then go with full depth search.
1749           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1750           {
1751               assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1752
1753               ss->reduction = OnePly;
1754               Value localAlpha = sp->alpha;
1755               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, sp->ply+1);
1756               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1757           }
1758           ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1759       }
1760
1761       // Step 15. Full depth search
1762       if (doFullDepthSearch)
1763       {
1764           Value localAlpha = sp->alpha;
1765           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1766                                     : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1);
1767
1768           // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1769           // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1770           // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1771           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1772               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, Depth(0), sp->ply+1)
1773                                         : - search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1);
1774       }
1775
1776       // Step 16. Undo move
1777       pos.undo_move(move);
1778
1779       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1780
1781       // Step 17. Check for new best move
1782       lock_grab(&(sp->lock));
1783
1784       if (value > sp->bestValue && !TM.thread_should_stop(threadID))
1785       {
1786           sp->bestValue = value;
1787
1788           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1789           {
1790               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1791                   sp->stopRequest = true;
1792
1793               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1794                   sp->alpha = value;
1795
1796               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove = move;
1797           }
1798       }
1799     }
1800
1801     /* Here we have the lock still grabbed */
1802
1803     sp->slaves[threadID] = 0;
1804
1805     lock_release(&(sp->lock));
1806   }
1807
1808
1809   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1810   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1811   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1812   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1813   // second move is assumed to be a move from the current position.
1814
1815   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1816
1817     Square f1, t1, f2, t2;
1818     Piece p;
1819
1820     assert(move_is_ok(m1));
1821     assert(move_is_ok(m2));
1822
1823     if (m2 == MOVE_NONE)
1824         return false;
1825
1826     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1827     f2 = move_from(m2);
1828     t1 = move_to(m1);
1829     if (f2 == t1)
1830         return true;
1831
1832     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1833     t2 = move_to(m2);
1834     f1 = move_from(m1);
1835     if (t2 == f1)
1836         return true;
1837
1838     // Case 3: Moving through the vacated square
1839     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1840         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1841       return true;
1842
1843     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1844     p = pos.piece_on(t1);
1845     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1846         return true;
1847
1848     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1849     if (    piece_is_slider(p)
1850         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1851         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1852     {
1853         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1854         // move is the opposite of the checking piece.
1855         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1856         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1857
1858         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1859             return true;
1860     }
1861     return false;
1862   }
1863
1864
1865   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
1866   // eventually compensated for the ply.
1867
1868   bool value_is_mate(Value value) {
1869
1870     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1871
1872     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1873           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1874   }
1875
1876
1877   // move_is_killer() checks if the given move is among the
1878   // killer moves of that ply.
1879
1880   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1881
1882       const Move* k = ss->killers;
1883       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
1884           if (*k == m)
1885               return true;
1886
1887       return false;
1888   }
1889
1890
1891   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1892   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1893   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1894   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1895   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1896   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1897   template <NodeType PvNode>
1898   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1899                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1900
1901     assert(m != MOVE_NONE);
1902
1903     Depth result = Depth(0);
1904     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1905
1906     if (*dangerous)
1907     {
1908         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1909             result += CheckExtension[PvNode];
1910
1911         if (singleEvasion)
1912             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1913
1914         if (mateThreat)
1915             result += MateThreatExtension[PvNode];
1916     }
1917
1918     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1919     {
1920         Color c = pos.side_to_move();
1921         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1922         {
1923             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1924             *dangerous = true;
1925         }
1926         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1927         {
1928             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1929             *dangerous = true;
1930         }
1931     }
1932
1933     if (   captureOrPromotion
1934         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1935         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1936             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
1937         && !move_is_promotion(m)
1938         && !move_is_ep(m))
1939     {
1940         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1941         *dangerous = true;
1942     }
1943
1944     if (   PvNode
1945         && captureOrPromotion
1946         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1947         && pos.see_sign(m) >= 0)
1948     {
1949         result += OnePly/2;
1950         *dangerous = true;
1951     }
1952
1953     return Min(result, OnePly);
1954   }
1955
1956
1957   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1958   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1959
1960   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1961
1962     assert(move_is_ok(m));
1963     assert(threat && move_is_ok(threat));
1964     assert(!pos.move_is_check(m));
1965     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1966     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1967
1968     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1969
1970     mfrom = move_from(m);
1971     mto = move_to(m);
1972     tfrom = move_from(threat);
1973     tto = move_to(threat);
1974
1975     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1976     if (mfrom == tto)
1977         return true;
1978
1979     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1980     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1981     if (   pos.move_is_capture(threat)
1982         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1983             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1984         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1985         return true;
1986
1987     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1988     // prune safe moves which block its ray.
1989     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1990         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1991         && pos.see_sign(m) >= 0)
1992         return true;
1993
1994     return false;
1995   }
1996
1997
1998   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1999   // can be used at a given point in search.
2000
2001   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2002
2003     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2004
2005     return   (   tte->depth() >= depth
2006               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
2007               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
2008
2009           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2010               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2011   }
2012
2013
2014   // refine_eval() returns the transposition table score if
2015   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
2016
2017   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
2018
2019       if (!tte)
2020           return defaultEval;
2021
2022       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2023
2024       if (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= defaultEval)
2025           || (is_upper_bound(tte->type()) && v < defaultEval))
2026           return v;
2027
2028       return defaultEval;
2029   }
2030
2031
2032   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2033   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2034
2035   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
2036                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2037
2038     Move m;
2039
2040     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
2041
2042     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2043     {
2044         m = movesSearched[i];
2045
2046         assert(m != move);
2047
2048         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2049             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2050     }
2051   }
2052
2053
2054   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2055   // among the killer moves of that ply.
2056
2057   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
2058
2059     if (m == ss->killers[0])
2060         return;
2061
2062     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2063         ss->killers[i] = ss->killers[i - 1];
2064
2065     ss->killers[0] = m;
2066   }
2067
2068
2069   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2070   // the static position evaluation before and after the move.
2071
2072   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2073
2074     if (   m != MOVE_NULL
2075         && before != VALUE_NONE
2076         && after != VALUE_NONE
2077         && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
2078         && !move_is_castle(m)
2079         && !move_is_promotion(m))
2080         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2081   }
2082
2083
2084   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2085   // since the beginning of the current search.
2086
2087   int current_search_time() {
2088
2089     return get_system_time() - SearchStartTime;
2090   }
2091
2092
2093   // nps() computes the current nodes/second count.
2094
2095   int nps() {
2096
2097     int t = current_search_time();
2098     return (t > 0 ? int((TM.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2099   }
2100
2101
2102   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2103   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2104   // search.
2105
2106   void poll() {
2107
2108     static int lastInfoTime;
2109     int t = current_search_time();
2110
2111     //  Poll for input
2112     if (Bioskey())
2113     {
2114         // We are line oriented, don't read single chars
2115         std::string command;
2116
2117         if (!std::getline(std::cin, command))
2118             command = "quit";
2119
2120         if (command == "quit")
2121         {
2122             AbortSearch = true;
2123             PonderSearch = false;
2124             Quit = true;
2125             return;
2126         }
2127         else if (command == "stop")
2128         {
2129             AbortSearch = true;
2130             PonderSearch = false;
2131         }
2132         else if (command == "ponderhit")
2133             ponderhit();
2134     }
2135
2136     // Print search information
2137     if (t < 1000)
2138         lastInfoTime = 0;
2139
2140     else if (lastInfoTime > t)
2141         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2142         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2143         lastInfoTime = 0;
2144
2145     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2146     {
2147         lastInfoTime = t;
2148
2149         if (dbg_show_mean)
2150             dbg_print_mean();
2151
2152         if (dbg_show_hit_rate)
2153             dbg_print_hit_rate();
2154
2155         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched() << " nps " << nps()
2156              << " time " << t << endl;
2157     }
2158
2159     // Should we stop the search?
2160     if (PonderSearch)
2161         return;
2162
2163     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2164                            && !AspirationFailLow
2165                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2166
2167     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2168                      || stillAtFirstMove;
2169
2170     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2171         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2172         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && TM.nodes_searched() >= MaxNodes))
2173         AbortSearch = true;
2174   }
2175
2176
2177   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2178   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2179   // it correctly predicted the opponent's move.
2180
2181   void ponderhit() {
2182
2183     int t = current_search_time();
2184     PonderSearch = false;
2185
2186     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2187                            && !AspirationFailLow
2188                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2189
2190     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2191                      || stillAtFirstMove;
2192
2193     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2194         AbortSearch = true;
2195   }
2196
2197
2198   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2199   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2200
2201   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2202
2203     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2204     {
2205         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2206         ss->skipNullMove = false;
2207
2208         if (i < 3)
2209         {
2210             ss->init();
2211             ss->initKillers();
2212         }
2213     }
2214   }
2215
2216
2217   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2218   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2219   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2220   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2221   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2222   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2223
2224   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2225
2226     std::string command;
2227
2228     while (true)
2229     {
2230         if (!std::getline(std::cin, command))
2231             command = "quit";
2232
2233         if (command == "quit")
2234         {
2235             Quit = true;
2236             break;
2237         }
2238         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2239             break;
2240     }
2241   }
2242
2243
2244   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2245   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2246
2247   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2248
2249     cout << "info depth " << Iteration
2250          << " score "     << value_to_string(value)
2251          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2252          << " time "  << current_search_time()
2253          << " nodes " << TM.nodes_searched()
2254          << " nps "   << nps()
2255          << " pv ";
2256
2257     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2258         cout << *m << " ";
2259
2260     cout << endl;
2261
2262     if (UseLogFile)
2263     {
2264         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2265                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2266
2267         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2268                              TM.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2269     }
2270   }
2271
2272
2273   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2274   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2275   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2276   // threads and one for Windows threads.
2277
2278 #if !defined(_MSC_VER)
2279
2280   void* init_thread(void *threadID) {
2281
2282     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2283     return NULL;
2284   }
2285
2286 #else
2287
2288   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2289
2290     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2291     return 0;
2292   }
2293
2294 #endif
2295
2296
2297   /// The ThreadsManager class
2298
2299   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2300   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2301   // counters used to sort the moves at root.
2302
2303   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2304
2305     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2306         threads[i].nodes = 0ULL;
2307   }
2308
2309   void ThreadsManager::resetBetaCounters() {
2310
2311     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2312         threads[i].betaCutOffs[WHITE] = threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2313   }
2314
2315   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2316
2317     int64_t result = 0ULL;
2318     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2319         result += threads[i].nodes;
2320
2321     return result;
2322   }
2323
2324   void ThreadsManager::get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const {
2325
2326     our = their = 0UL;
2327     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2328     {
2329         our += threads[i].betaCutOffs[us];
2330         their += threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2331     }
2332   }
2333
2334
2335   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2336   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2337   // object for which the current thread is the master.
2338
2339   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2340
2341     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2342
2343     while (true)
2344     {
2345         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2346         // master should exit as last one.
2347         if (AllThreadsShouldExit)
2348         {
2349             assert(!sp);
2350             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2351             return;
2352         }
2353
2354         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2355         // instead of wasting CPU time polling for work.
2356         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2357         {
2358             assert(!sp);
2359             assert(threadID != 0);
2360             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2361
2362 #if !defined(_MSC_VER)
2363             lock_grab(&WaitLock);
2364             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2365                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2366             lock_release(&WaitLock);
2367 #else
2368             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2369 #endif
2370         }
2371
2372         // If thread has just woken up, mark it as available
2373         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2374             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2375
2376         // If this thread has been assigned work, launch a search
2377         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2378         {
2379             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2380
2381             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2382
2383             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2384                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2385             else
2386                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2387
2388             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2389
2390             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2391         }
2392
2393         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2394         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2395         int i = 0;
2396         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2397
2398         if (i == ActiveThreads)
2399         {
2400             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2401             // be sure sp->lock has been released before to return.
2402             lock_grab(&(sp->lock));
2403             lock_release(&(sp->lock));
2404
2405             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2406
2407             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2408             return;
2409         }
2410     }
2411   }
2412
2413
2414   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2415   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2416   // objects.
2417
2418   void ThreadsManager::init_threads() {
2419
2420     volatile int i;
2421     bool ok;
2422
2423 #if !defined(_MSC_VER)
2424     pthread_t pthread[1];
2425 #endif
2426
2427     // Initialize global locks
2428     lock_init(&MPLock, NULL);
2429     lock_init(&WaitLock, NULL);
2430
2431 #if !defined(_MSC_VER)
2432     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2433 #else
2434     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2435         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2436 #endif
2437
2438     // Initialize splitPoints[] locks
2439     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2440         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2441             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock), NULL);
2442
2443     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2444     AllThreadsShouldExit = false;
2445
2446     // Threads will be put to sleep as soon as created
2447     AllThreadsShouldSleep = true;
2448
2449     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2450     ActiveThreads = 1;
2451     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2452     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2453         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2454
2455     // Launch the helper threads
2456     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2457     {
2458
2459 #if !defined(_MSC_VER)
2460         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2461 #else
2462         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2463 #endif
2464
2465         if (!ok)
2466         {
2467             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2468             Application::exit_with_failure();
2469         }
2470
2471         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2472         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2473     }
2474   }
2475
2476
2477   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2478   // helper threads exit cleanly.
2479
2480   void ThreadsManager::exit_threads() {
2481
2482     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2483     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2484     wake_sleeping_threads();
2485
2486     // This makes the threads to exit idle_loop()
2487     AllThreadsShouldExit = true;
2488
2489     // Wait for thread termination
2490     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2491         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2492
2493     // Now we can safely destroy the locks
2494     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2495         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2496             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2497
2498     lock_destroy(&WaitLock);
2499     lock_destroy(&MPLock);
2500   }
2501
2502
2503   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2504   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2505   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2506
2507   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2508
2509     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2510
2511     SplitPoint* sp;
2512
2513     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2514     return sp != NULL;
2515   }
2516
2517
2518   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2519   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2520   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2521   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2522   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2523   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2524   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2525
2526   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2527
2528     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2529     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2530     assert(ActiveThreads > 1);
2531
2532     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2533         return false;
2534
2535     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2536     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2537
2538     if (localActiveSplitPoints == 0)
2539         // No active split points means that the thread is available as
2540         // a slave for any other thread.
2541         return true;
2542
2543     if (ActiveThreads == 2)
2544         return true;
2545
2546     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2547     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2548     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2549     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2550         return true;
2551
2552     return false;
2553   }
2554
2555
2556   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2557   // a slave for the thread with threadID "master".
2558
2559   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2560
2561     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2562     assert(ActiveThreads > 1);
2563
2564     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2565         if (thread_is_available(i, master))
2566             return true;
2567
2568     return false;
2569   }
2570
2571
2572   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2573   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2574   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2575   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2576   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2577   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2578   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2579   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2580   // split() returns.
2581
2582   template <bool Fake>
2583   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2584                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, bool mateThreat,
2585                              int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2586     assert(p.is_ok());
2587     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2588     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2589     assert(*bestValue <= *alpha);
2590     assert(*alpha < beta);
2591     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2592     assert(depth > Depth(0));
2593     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2594     assert(ActiveThreads > 1);
2595
2596     int i, master = p.thread();
2597     Thread& masterThread = threads[master];
2598
2599     lock_grab(&MPLock);
2600
2601     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2602     // active split points, don't split.
2603     if (   !available_thread_exists(master)
2604         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2605     {
2606         lock_release(&MPLock);
2607         return;
2608     }
2609
2610     // Pick the next available split point object from the split point stack
2611     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2612
2613     // Initialize the split point object
2614     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2615     splitPoint.stopRequest = false;
2616     splitPoint.ply = ply;
2617     splitPoint.depth = depth;
2618     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2619     splitPoint.alpha = *alpha;
2620     splitPoint.beta = beta;
2621     splitPoint.pvNode = pvNode;
2622     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2623     splitPoint.mp = mp;
2624     splitPoint.moveCount = *moveCount;
2625     splitPoint.pos = &p;
2626     splitPoint.parentSstack = ss;
2627     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2628         splitPoint.slaves[i] = 0;
2629
2630     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2631
2632     // If we are here it means we are not available
2633     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2634
2635     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2636
2637     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2638     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2639         if (thread_is_available(i, master))
2640         {
2641             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2642             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2643             splitPoint.slaves[i] = 1;
2644             workersCnt++;
2645         }
2646
2647     assert(Fake || workersCnt > 1);
2648
2649     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2650     lock_release(&MPLock);
2651
2652     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2653     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2654     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2655         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2656         {
2657             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2658
2659             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2660
2661             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2662         }
2663
2664     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2665     // which it will instantly launch a search, because its state is
2666     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2667     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2668     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2669     idle_loop(master, &splitPoint);
2670
2671     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2672     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2673     lock_grab(&MPLock);
2674
2675     *alpha = splitPoint.alpha;
2676     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2677     masterThread.activeSplitPoints--;
2678     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2679
2680     lock_release(&MPLock);
2681   }
2682
2683
2684   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2685   // to start a new search from the root.
2686
2687   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2688
2689     assert(AllThreadsShouldSleep);
2690     assert(ActiveThreads > 0);
2691
2692     AllThreadsShouldSleep = false;
2693
2694     if (ActiveThreads == 1)
2695         return;
2696
2697 #if !defined(_MSC_VER)
2698     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2699     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2700     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2701 #else
2702     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2703         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2704 #endif
2705
2706   }
2707
2708
2709   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2710   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2711   // finished the job and should be idle.
2712
2713   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2714
2715     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2716
2717     // This makes the threads to go to sleep
2718     AllThreadsShouldSleep = true;
2719   }
2720
2721   /// The RootMoveList class
2722
2723   // RootMoveList c'tor
2724
2725   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2726
2727     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2728     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2729     StateInfo st;
2730     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2731
2732     // Generate all legal moves
2733     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2734
2735     // Add each move to the moves[] array
2736     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2737     {
2738         bool includeMove = includeAllMoves;
2739
2740         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2741             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2742
2743         if (!includeMove)
2744             continue;
2745
2746         // Find a quick score for the move
2747         init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2748         pos.do_move(cur->move, st);
2749         moves[count].move = cur->move;
2750         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1);
2751         moves[count].pv[0] = cur->move;
2752         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2753         pos.undo_move(cur->move);
2754         count++;
2755     }
2756     sort();
2757   }
2758
2759
2760   // RootMoveList simple methods definitions
2761
2762   void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2763
2764     moves[moveNum].nodes = nodes;
2765     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2766   }
2767
2768   void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2769
2770     moves[moveNum].ourBeta = our;
2771     moves[moveNum].theirBeta = their;
2772   }
2773
2774   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2775
2776     int j;
2777
2778     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2779         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2780
2781     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2782   }
2783
2784
2785   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2786   // iteration.
2787
2788   void RootMoveList::sort() {
2789
2790     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2791   }
2792
2793
2794   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2795   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2796   // correctly in MultiPV mode.
2797
2798   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2799
2800     int i,j;
2801
2802     for (i = 1; i <= n; i++)
2803     {
2804         RootMove rm = moves[i];
2805         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2806             moves[j] = moves[j - 1];
2807
2808         moves[j] = rm;
2809     }
2810   }
2811
2812 } // namspace