36ed82f2771a9c595c70c8835b2f7e9611fada31
[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     bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, bool mateThreat, int* moves, MovePicker* mp, int master, bool pvNode);
94
95   private:
96     friend void poll();
97
98     int ActiveThreads;
99     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
100     Thread threads[MAX_THREADS];
101     SplitPoint SplitPointStack[MAX_THREADS][ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX];
102
103     Lock MPLock, WaitLock;
104
105 #if !defined(_MSC_VER)
106     pthread_cond_t WaitCond;
107 #else
108     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
109 #endif
110
111   };
112
113
114   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
115   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
116   // in the case of moves which fail low).
117
118   struct RootMove {
119
120     RootMove() { nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL; }
121
122     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
123     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
124     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
125     // have equal score but m1 has the higher node count.
126     bool operator<(const RootMove& m) const {
127
128         return score != m.score ? score < m.score : theirBeta <= m.theirBeta;
129     }
130
131     Move move;
132     Value score;
133     int64_t nodes, cumulativeNodes, ourBeta, theirBeta;
134     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
135   };
136
137
138   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
139   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
140
141   class RootMoveList {
142
143   public:
144     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
145
146     int move_count() const { return count; }
147     Move get_move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
148     Value get_move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
149     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
150     Move get_move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
151     int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].cumulativeNodes; }
152
153     void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
154     void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
155     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
156     void sort();
157     void sort_multipv(int n);
158
159   private:
160     static const int MaxRootMoves = 500;
161     RootMove moves[MaxRootMoves];
162     int count;
163   };
164
165
166   /// Adjustments
167
168   // Step 6. Razoring
169
170   // Maximum depth for razoring
171   const Depth RazorDepth = 4 * OnePly;
172
173   // Dynamic razoring margin based on depth
174   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
175
176   // Step 8. Null move search with verification search
177
178   // Null move margin. A null move search will not be done if the static
179   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
180   const Value NullMoveMargin = Value(0x200);
181
182   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
183   const Depth ThreatDepth = 5 * OnePly;
184
185   // Step 9. Internal iterative deepening
186
187   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
188   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 5 * OnePly /* PV */};
189
190   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
191   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
192   const Value IIDMargin = Value(0x100);
193
194   // Step 11. Decide the new search depth
195
196   // Extensions. Configurable UCI options
197   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
198   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
199   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
200
201   // Minimum depth for use of singular extension
202   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 6 * OnePly /* PV */};
203
204   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
205   // remaining ones we will extend it.
206   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
207
208   // Step 12. Futility pruning
209
210   // Futility margin for quiescence search
211   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
212
213   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
214   int32_t FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
215   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
216
217   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return Value(d < 7 * OnePly ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 0)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE); }
218   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * OnePly ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
219
220   // Step 14. Reduced search
221
222   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
223   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
224
225   template <NodeType PV>
226   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
227
228   // Common adjustments
229
230   // Search depth at iteration 1
231   const Depth InitialDepth = OnePly;
232
233   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
234   // better than the second best move.
235   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
236
237   // Last seconds noise filtering (LSN)
238   const bool UseLSNFiltering = true;
239   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
240   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
241   bool loseOnTime = false;
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, MaxSearchTime;
261   int AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
262   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
263   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager TM;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID,  Move excludedMove = MOVE_NONE);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
292
293   template <NodeType PvNode>
294   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
295
296   template <NodeType PvNode>
297   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
298
299   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
300   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
301   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
302   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
303   bool value_is_mate(Value value);
304   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
305   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
306   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat);
307   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
308   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
309   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
310   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
311   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
312
313   int current_search_time();
314   int nps();
315   void poll();
316   void ponderhit();
317   void wait_for_stop_or_ponderhit();
318   void init_ss_array(SearchStack ss[]);
319   void print_pv_info(const Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Value value);
320
321 #if !defined(_MSC_VER)
322   void *init_thread(void *threadID);
323 #else
324   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
325 #endif
326
327 }
328
329
330 ////
331 //// Functions
332 ////
333
334 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
335 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
336
337 void init_threads() { TM.init_threads(); }
338 void exit_threads() { TM.exit_threads(); }
339 int64_t nodes_searched() { return TM.nodes_searched(); }
340
341
342 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
343 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
344
345 int perft(Position& pos, Depth depth)
346 {
347     StateInfo st;
348     Move move;
349     int sum = 0;
350     MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, depth, H);
351
352     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
353     // the moves, just to count them.
354     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
355     {
356         while (mp.get_next_move()) sum++;
357         return sum;
358     }
359
360     // Loop through all legal moves
361     CheckInfo ci(pos);
362     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
363     {
364         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
365         sum += perft(pos, depth - OnePly);
366         pos.undo_move(move);
367     }
368     return sum;
369 }
370
371
372 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
373 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
374 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
375 /// when a quit command is received during the search.
376
377 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
378            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
379            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
380
381   // Initialize global search variables
382   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
383   MaxSearchTime = AbsoluteMaxSearchTime = ExtraSearchTime = 0;
384   NodesSincePoll = 0;
385   TM.resetNodeCounters();
386   SearchStartTime = get_system_time();
387   ExactMaxTime = maxTime;
388   MaxDepth = maxDepth;
389   MaxNodes = maxNodes;
390   InfiniteSearch = infinite;
391   PonderSearch = ponder;
392   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
393
394   // Look for a book move, only during games, not tests
395   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
396   {
397       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
398           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
399
400       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
401       if (bookMove != MOVE_NONE)
402       {
403           if (PonderSearch)
404               wait_for_stop_or_ponderhit();
405
406           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
407           return true;
408       }
409   }
410
411   // Reset loseOnTime flag at the beginning of a new game
412   if (button_was_pressed("New Game"))
413       loseOnTime = false;
414
415   // Read UCI option values
416   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
417   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
418       TT.clear();
419
420   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
421   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
422   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
423   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
424   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
425   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
426   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
427   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
428   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
429   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
430   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
431   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
432
433   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
434   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
435   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
436   Chess960                = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
437   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
438
439   if (UseLogFile)
440       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
441
442   read_weights(pos.side_to_move());
443
444   // Set the number of active threads
445   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
446   if (newActiveThreads != TM.active_threads())
447   {
448       TM.set_active_threads(newActiveThreads);
449       init_eval(TM.active_threads());
450   }
451
452   // Wake up sleeping threads
453   TM.wake_sleeping_threads();
454
455   // Set thinking time
456   int myTime = time[side_to_move];
457   int myIncrement = increment[side_to_move];
458   if (UseTimeManagement)
459   {
460       if (!movesToGo) // Sudden death time control
461       {
462           if (myIncrement)
463           {
464               MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
465               AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
466           }
467           else // Blitz game without increment
468           {
469               MaxSearchTime = myTime / 30;
470               AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
471           }
472       }
473       else // (x moves) / (y minutes)
474       {
475           if (movesToGo == 1)
476           {
477               MaxSearchTime = myTime / 2;
478               AbsoluteMaxSearchTime = (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
479           }
480           else
481           {
482               MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
483               AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
484           }
485       }
486
487       if (get_option_value_bool("Ponder"))
488       {
489           MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
490           MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
491       }
492   }
493
494   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
495   // heavy time pressure.
496   if (MaxNodes)
497       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
498   else if (myTime && myTime < 1000)
499       NodesBetweenPolls = 1000;
500   else if (myTime && myTime < 5000)
501       NodesBetweenPolls = 5000;
502   else
503       NodesBetweenPolls = 30000;
504
505   // Write search information to log file
506   if (UseLogFile)
507       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
508               << "infinite: "  << infinite
509               << " ponder: "   << ponder
510               << " time: "     << myTime
511               << " increment: " << myIncrement
512               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
513
514   // LSN filtering. Used only for developing purposes, disabled by default
515   if (   UseLSNFiltering
516       && loseOnTime)
517   {
518       // Step 2. If after last move we decided to lose on time, do it now!
519        while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
520            /* wait here */;
521   }
522
523   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
524   Value v = id_loop(pos, searchMoves);
525
526   if (UseLSNFiltering)
527   {
528       // Step 1. If this is sudden death game and our position is hopeless,
529       // decide to lose on time.
530       if (   !loseOnTime // If we already lost on time, go to step 3.
531           && myTime < LSNTime
532           && myIncrement == 0
533           && movesToGo == 0
534           && v < -LSNValue)
535       {
536           loseOnTime = true;
537       }
538       else if (loseOnTime)
539       {
540           // Step 3. Now after stepping over the time limit, reset flag for next match.
541           loseOnTime = false;
542       }
543   }
544
545   if (UseLogFile)
546       LogFile.close();
547
548   TM.put_threads_to_sleep();
549
550   return !Quit;
551 }
552
553
554 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
555
556 void init_search() {
557
558   // Init our reduction lookup tables
559   for (int i = 1; i < 64; i++) // i == depth (OnePly = 1)
560       for (int j = 1; j < 64; j++) // j == moveNumber
561       {
562           double    pvRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 3.0;
563           double nonPVRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 1.5;
564           ReductionMatrix[PV][i][j]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
565           ReductionMatrix[NonPV][i][j] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
566       }
567
568   // Init futility margins array
569   for (int i = 0; i < 16; i++) // i == depth (OnePly = 2)
570       for (int j = 0; j < 64; j++) // j == moveNumber
571       {
572           // FIXME: test using log instead of BSR
573           FutilityMarginsMatrix[i][j] = (i < 2 ? 0 : 112 * bitScanReverse32(i * i / 2)) - 8 * j + 45;
574       }
575
576   // Init futility move count array
577   for (int i = 0; i < 32; i++) // i == depth (OnePly = 2)
578       FutilityMoveCountArray[i] = 3 + (1 << (3 * i / 8));
579 }
580
581
582 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
583 // new search from the root.
584 void SearchStack::init(int ply) {
585
586   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
587   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
588   reduction = Depth(0);
589   eval = VALUE_NONE;
590 }
591
592 void SearchStack::initKillers() {
593
594   mateKiller = MOVE_NONE;
595   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
596       killers[i] = MOVE_NONE;
597 }
598
599 namespace {
600
601   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
602   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
603   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
604   // reached.
605
606   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
607
608     Position p(pos);
609     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
610     Move EasyMove = MOVE_NONE;
611     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
612
613     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
614     RootMoveList rml(p, searchMoves);
615
616     // Handle special case of searching on a mate/stale position
617     if (rml.move_count() == 0)
618     {
619         if (PonderSearch)
620             wait_for_stop_or_ponderhit();
621
622         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
623     }
624
625     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
626     // so to output information also for iteration 1.
627     cout << "info depth " << 1
628          << "\ninfo depth " << 1
629          << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
630          << " time " << current_search_time()
631          << " nodes " << TM.nodes_searched()
632          << " nps " << nps()
633          << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
634
635     // Initialize
636     TT.new_search();
637     H.clear();
638     init_ss_array(ss);
639     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
640     Iteration = 1;
641
642     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
643     if (   rml.move_count() == 1
644         || rml.get_move_score(0) > rml.get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
645         EasyMove = rml.get_move(0);
646
647     // Iterative deepening loop
648     while (Iteration < PLY_MAX)
649     {
650         // Initialize iteration
651         Iteration++;
652         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
653
654         cout << "info depth " << Iteration << endl;
655
656         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
657         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
658         {
659             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
660             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
661
662             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
663             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
664
665             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
666             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
667         }
668
669         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
670         value = root_search(p, ss, rml, &alpha, &beta);
671
672         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
673         // been overwritten during the search.
674         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
675
676         if (AbortSearch)
677             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
678
679         //Save info about search result
680         ValueByIteration[Iteration] = value;
681
682         // Drop the easy move if differs from the new best move
683         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
684             EasyMove = MOVE_NONE;
685
686         if (UseTimeManagement)
687         {
688             // Time to stop?
689             bool stopSearch = false;
690
691             // Stop search early if there is only a single legal move,
692             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
693             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
694                 stopSearch = true;
695
696             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
697             if (  Iteration >= 6
698                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
699                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
700                 stopSearch = true;
701
702             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
703             int64_t nodes = TM.nodes_searched();
704             if (   Iteration >= 8
705                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
706                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
707                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
708                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
709                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
710                 stopSearch = true;
711
712             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
713             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
714                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
715                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
716
717             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
718             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
719             // move at the next iteration anyway.
720             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime) * 80) / 128)
721                 stopSearch = true;
722
723             if (stopSearch)
724             {
725                 if (PonderSearch)
726                     StopOnPonderhit = true;
727                 else
728                     break;
729             }
730         }
731
732         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
733             break;
734     }
735
736     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
737     // best move before we are told to do so.
738     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
739         wait_for_stop_or_ponderhit();
740     else
741         // Print final search statistics
742         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched()
743              << " nps " << nps()
744              << " time " << current_search_time()
745              << " hashfull " << TT.full() << endl;
746
747     // Print the best move and the ponder move to the standard output
748     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
749     {
750         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
751         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
752     }
753
754     assert(ss[0].pv[0] != MOVE_NONE);
755
756     cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
757
758     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
759         cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
760
761     cout << endl;
762
763     if (UseLogFile)
764     {
765         if (dbg_show_mean)
766             dbg_print_mean(LogFile);
767
768         if (dbg_show_hit_rate)
769             dbg_print_hit_rate(LogFile);
770
771         LogFile << "\nNodes: " << TM.nodes_searched()
772                 << "\nNodes/second: " << nps()
773                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]);
774
775         StateInfo st;
776         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
777         LogFile << "\nPonder move: "
778                 << move_to_san(p, ss[0].pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
779                 << endl;
780     }
781     return rml.get_move_score(0);
782   }
783
784
785   // root_search() is the function which searches the root node. It is
786   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
787   // scheme, prints some information to the standard output and handles
788   // the fail low/high loops.
789
790   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
791
792     EvalInfo ei;
793     StateInfo st;
794     CheckInfo ci(pos);
795     int64_t nodes;
796     Move move;
797     Depth depth, ext, newDepth;
798     Value value, alpha, beta;
799     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
800     int researchCountFH, researchCountFL;
801
802     researchCountFH = researchCountFL = 0;
803     alpha = *alphaPtr;
804     beta = *betaPtr;
805     isCheck = pos.is_check();
806
807     // Step 1. Initialize node and poll (omitted at root, init_ss_array() has already initialized root node)
808     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
809     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
810     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
811
812     // Step 5. Evaluate the position statically
813     // At root we do this only to get reference value for child nodes
814     if (!isCheck)
815         ss[0].eval = evaluate(pos, ei, 0);
816
817     // Step 6. Razoring (omitted at root)
818     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
819     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
820     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
821
822     // Step extra. Fail low loop
823     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
824     // with bigger window until we are not failing low anymore.
825     while (1)
826     {
827         // Sort the moves before to (re)search
828         rml.sort();
829
830         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
831         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
832         {
833             // This is used by time management
834             FirstRootMove = (i == 0);
835
836             // Save the current node count before the move is searched
837             nodes = TM.nodes_searched();
838
839             // Reset beta cut-off counters
840             TM.resetBetaCounters();
841
842             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
843             // the standard output.
844             move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
845
846             if (current_search_time() >= 1000)
847                 cout << "info currmove " << move
848                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
849
850             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
851             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
852
853             // Step 11. Decide the new search depth
854             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
855             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
856             newDepth = depth + ext;
857
858             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
859
860             // Step extra. Fail high loop
861             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
862             // high anymore.
863             value = - VALUE_INFINITE;
864
865             while (1)
866             {
867                 // Step 13. Make the move
868                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
869
870                 // Step extra. pv search
871                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
872                 // and for fail high research (value > alpha)
873                 if (i < MultiPV || value > alpha)
874                 {
875                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
876                     if (MultiPV > 1)
877                         alpha = -VALUE_INFINITE;
878
879                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
880                     value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, false, 0);
881                 }
882                 else
883                 {
884                     // Step 14. Reduced search
885                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
886                     bool doFullDepthSearch = true;
887
888                     if (    depth >= 3 * OnePly
889                         && !dangerous
890                         && !captureOrPromotion
891                         && !move_is_castle(move))
892                     {
893                         ss[0].reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
894                         if (ss[0].reduction)
895                         {
896                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
897                             value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss[0].reduction, 1, true, 0);
898                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
899                         }
900                     }
901
902                     // Step 15. Full depth search
903                     if (doFullDepthSearch)
904                     {
905                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
906                         ss[0].reduction = Depth(0);
907                         value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1, true, 0);
908
909                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
910                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
911                         if (value > alpha)
912                             value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, false, 0);
913                     }
914                 }
915
916                 // Step 16. Undo move
917                 pos.undo_move(move);
918
919                 // Can we exit fail high loop ?
920                 if (AbortSearch || value < beta)
921                     break;
922
923                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
924                 // the score before research in case we run out of time while researching.
925                 rml.set_move_score(i, value);
926                 update_pv(ss, 0);
927                 TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
928                 rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
929
930                 // Print information to the standard output
931                 print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
932
933                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
934                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
935                 researchCountFH++;
936
937             } // End of fail high loop
938
939             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
940             // was aborted because the user interrupted the search or because we
941             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
942             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
943             // move and/or PV.
944             if (AbortSearch)
945                 break;
946
947             // Remember beta-cutoff and searched nodes counts for this move. The
948             // info is used to sort the root moves for the next iteration.
949             int64_t our, their;
950             TM.get_beta_counters(pos.side_to_move(), our, their);
951             rml.set_beta_counters(i, our, their);
952             rml.set_move_nodes(i, TM.nodes_searched() - nodes);
953
954             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
955             assert(value < beta);
956
957             // Step 17. Check for new best move
958             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
959                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
960             else
961             {
962                 // PV move or new best move!
963
964                 // Update PV
965                 rml.set_move_score(i, value);
966                 update_pv(ss, 0);
967                 TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
968                 rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
969
970                 if (MultiPV == 1)
971                 {
972                     // We record how often the best move has been changed in each
973                     // iteration. This information is used for time managment: When
974                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
975                     if (i > 0)
976                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
977
978                     // Print information to the standard output
979                     print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
980
981                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
982                     if (value > alpha)
983                         alpha = value;
984                 }
985                 else // MultiPV > 1
986                 {
987                     rml.sort_multipv(i);
988                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
989                     {
990                         cout << "info multipv " << j + 1
991                              << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
992                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
993                              << " time " << current_search_time()
994                              << " nodes " << TM.nodes_searched()
995                              << " nps " << nps()
996                              << " pv ";
997
998                         for (int k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
999                             cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1000
1001                         cout << endl;
1002                     }
1003                     alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV - 1));
1004                 }
1005             } // PV move or new best move
1006
1007             assert(alpha >= *alphaPtr);
1008
1009             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
1010
1011             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
1012                 StopOnPonderhit = false;
1013         }
1014
1015         // Can we exit fail low loop ?
1016         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
1017             break;
1018
1019         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
1020         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
1021         researchCountFL++;
1022
1023     } // Fail low loop
1024
1025     // Sort the moves before to return
1026     rml.sort();
1027
1028     return alpha;
1029   }
1030
1031
1032   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
1033
1034   template <NodeType PvNode>
1035   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth,
1036                int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove) {
1037
1038     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1039     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1040     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1041     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1042     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1043
1044     Move movesSearched[256];
1045     EvalInfo ei;
1046     StateInfo st;
1047     const TTEntry* tte;
1048     Move ttMove, move;
1049     Depth ext, newDepth;
1050     Value bestValue, value, oldAlpha;
1051     Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
1052     bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1053     bool mateThreat = false;
1054     int moveCount = 0;
1055     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
1056     oldAlpha = alpha;
1057
1058     if (depth < OnePly)
1059         return qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1060
1061     // Step 1. Initialize node and poll
1062     // Polling can abort search.
1063     init_node(ss, ply, threadID);
1064
1065     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1066     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1067         return Value(0);
1068
1069     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1070         return VALUE_DRAW;
1071
1072     // Step 3. Mate distance pruning
1073     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1074     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1075     if (alpha >= beta)
1076         return alpha;
1077
1078     // Step 4. Transposition table lookup
1079
1080     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1081     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1082     Key posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1083
1084     tte = TT.retrieve(posKey);
1085     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1086
1087     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1088     // This is to avoid problems in the following areas:
1089     //
1090     // * Repetition draw detection
1091     // * Fifty move rule detection
1092     // * Searching for a mate
1093     // * Printing of full PV line
1094
1095     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1096     {
1097         // Refresh tte entry to avoid aging
1098         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove);
1099
1100         ss[ply].currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1101         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1102     }
1103
1104     // Step 5. Evaluate the position statically
1105     // At PV nodes we do this only to update gain statistics
1106     isCheck = pos.is_check();
1107     if (!isCheck)
1108     {
1109         if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1110             ss[ply].eval = value_from_tt(tte->value(), ply);
1111         else
1112             ss[ply].eval = evaluate(pos, ei, threadID);
1113
1114         refinedValue = refine_eval(tte, ss[ply].eval, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
1115         update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
1116     }
1117
1118     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1119     if (   !PvNode
1120         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1121         &&  ttMove == MOVE_NONE
1122         &&  ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1123         &&  depth < RazorDepth
1124         && !isCheck
1125         && !value_is_mate(beta)
1126         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1127     {
1128         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1129         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
1130         if (v < rbeta)
1131             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1132             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1133             return v;
1134     }
1135
1136     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1137     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1138     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1139     if (   !PvNode
1140         &&  allowNullmove
1141         &&  depth < RazorDepth
1142         && !isCheck
1143         && !value_is_mate(beta)
1144         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1145         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0))
1146         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1147
1148     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1149     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1150     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1151     // NullMoveMargin under beta.
1152     if (   !PvNode
1153         &&  allowNullmove
1154         &&  depth > OnePly
1155         && !isCheck
1156         && !value_is_mate(beta)
1157         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1158         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * OnePly ? NullMoveMargin : 0))
1159     {
1160         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1161
1162         // Null move dynamic reduction based on depth
1163         int R = 3 + (depth >= 5 * OnePly ? depth / 8 : 0);
1164
1165         // Null move dynamic reduction based on value
1166         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1167             R++;
1168
1169         pos.do_null_move(st);
1170
1171         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1172
1173         pos.undo_null_move();
1174
1175         if (nullValue >= beta)
1176         {
1177             // Do not return unproven mate scores
1178             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1179                 nullValue = beta;
1180
1181             if (depth < 6 * OnePly)
1182                 return nullValue;
1183
1184             // Do zugzwang verification search
1185             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1186             if (v >= beta)
1187                 return nullValue;
1188         } else {
1189             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1190             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1191             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1192             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1193             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1194             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1195             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1196                 mateThreat = true;
1197
1198             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1199             if (   depth < ThreatDepth
1200                 && ss[ply - 1].reduction
1201                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1202                 return beta - 1;
1203         }
1204     }
1205
1206     // Step 9. Internal iterative deepening
1207     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
1208         && ttMove == MOVE_NONE
1209         && (PvNode || (!isCheck && ss[ply].eval >= beta - IIDMargin)))
1210     {
1211         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
1212         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply, false, threadID);
1213         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1214         tte = TT.retrieve(posKey);
1215     }
1216
1217     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1218     if (PvNode)
1219         mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1220
1221     // Initialize a MovePicker object for the current position
1222     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply], (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1223     CheckInfo ci(pos);
1224
1225     // Step 10. Loop through moves
1226     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1227     while (   bestValue < beta
1228            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1229            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1230     {
1231       assert(move_is_ok(move));
1232
1233       if (move == excludedMove)
1234           continue;
1235
1236       singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1237       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1238       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1239
1240       // Step 11. Decide the new search depth
1241       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1242
1243       // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
1244       // its siblings. To verify this we do a reduced search on all the other moves but the
1245       // ttMove, if result is lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1246       if (   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1247           && tte
1248           && move == tte->move()
1249           && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1250           && ext < OnePly
1251           && is_lower_bound(tte->type())
1252           && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly)
1253       {
1254           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1255
1256           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1257           {
1258               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1259               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply, false, threadID, move);
1260
1261               if (v < ttValue - SingularExtensionMargin)
1262                   ext = OnePly;
1263           }
1264       }
1265
1266       newDepth = depth - OnePly + ext;
1267
1268       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1269       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1270
1271       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1272       if (   !PvNode
1273           && !isCheck
1274           && !dangerous
1275           && !captureOrPromotion
1276           && !move_is_castle(move)
1277           &&  move != ttMove)
1278       {
1279           // Move count based pruning
1280           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1281               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove)
1282               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1283               continue;
1284
1285           // Value based pruning
1286           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount); // FIXME We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly
1287           futilityValueScaled =  ss[ply].eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1288                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1289
1290           if (futilityValueScaled < beta)
1291           {
1292               if (futilityValueScaled > bestValue)
1293                   bestValue = futilityValueScaled;
1294               continue;
1295           }
1296       }
1297
1298       // Step 13. Make the move
1299       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1300
1301       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1302       // The first move in list is the expected PV
1303       if (PvNode && moveCount == 1)
1304           value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, false, threadID);
1305       else
1306       {
1307           // Step 14. Reduced search
1308           // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1309           bool doFullDepthSearch = true;
1310
1311           if (    depth >= 3 * OnePly
1312               && !dangerous
1313               && !captureOrPromotion
1314               && !move_is_castle(move)
1315               && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1316           {
1317               ss[ply].reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1318               if (ss[ply].reduction)
1319               {
1320                   value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
1321                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1322               }
1323           }
1324
1325           // Step 15. Full depth search
1326           if (doFullDepthSearch)
1327           {
1328               ss[ply].reduction = Depth(0);
1329               value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1330
1331               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1332               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1333               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1334               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1335                   value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, false, threadID);
1336           }
1337       }
1338
1339       // Step 16. Undo move
1340       pos.undo_move(move);
1341
1342       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1343
1344       // Step 17. Check for new best move
1345       if (value > bestValue)
1346       {
1347           bestValue = value;
1348           if (value > alpha)
1349           {
1350               if (PvNode && value < beta) // This guarantees that always: alpha < beta
1351                   alpha = value;
1352
1353               update_pv(ss, ply);
1354
1355               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1356                   ss[ply].mateKiller = move;
1357           }
1358       }
1359
1360       // Step 18. Check for split
1361       if (   TM.active_threads() > 1
1362           && bestValue < beta
1363           && depth >= MinimumSplitDepth
1364           && Iteration <= 99
1365           && TM.available_thread_exists(threadID)
1366           && !AbortSearch
1367           && !TM.thread_should_stop(threadID)
1368           && TM.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1369                                  mateThreat, &moveCount, &mp, threadID, PvNode))
1370           break;
1371     }
1372
1373     // Step 19. Check for mate and stalemate
1374     // All legal moves have been searched and if there are
1375     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1376     // If one move was excluded return fail low score.
1377     if (!moveCount)
1378         return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1379
1380     // Step 20. Update tables
1381     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1382     // history counters, and killer moves.
1383     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1384         return bestValue;
1385
1386     if (bestValue <= oldAlpha)
1387         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1388
1389     else if (bestValue >= beta)
1390     {
1391         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1392         move = ss[ply].pv[ply];
1393         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1394         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1395         {
1396             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1397             update_killers(move, ss[ply]);
1398         }
1399     }
1400     else
1401         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1402
1403     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1404
1405     return bestValue;
1406   }
1407
1408
1409   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1410   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1411   // less than OnePly).
1412
1413   template <NodeType PvNode>
1414   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1415                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1416
1417     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1418     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1419     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1420     assert(depth <= 0);
1421     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1422     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1423
1424     EvalInfo ei;
1425     StateInfo st;
1426     Move ttMove, move;
1427     Value staticValue, bestValue, value, futilityBase, futilityValue;
1428     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1429     const TTEntry* tte = NULL;
1430     int moveCount = 0;
1431     Value oldAlpha = alpha;
1432
1433     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1434     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1435     init_node(ss, ply, threadID);
1436
1437     // After init_node() that calls poll()
1438     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1439         return Value(0);
1440
1441     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1442         return VALUE_DRAW;
1443
1444     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1445     // pruning, but only for move ordering.
1446     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1447     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1448
1449     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1450     {
1451         assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1452
1453         ss[ply].currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1454         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1455     }
1456
1457     isCheck = pos.is_check();
1458
1459     // Evaluate the position statically
1460     if (isCheck)
1461         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1462     else if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1463         staticValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1464     else
1465         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1466
1467     if (!isCheck)
1468     {
1469         ss[ply].eval = staticValue;
1470         update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
1471     }
1472
1473     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1474     // at least beta.
1475     bestValue = staticValue;
1476
1477     if (bestValue >= beta)
1478     {
1479         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1480         if (!isCheck && !tte && ei.kingDanger[pos.side_to_move()] == 0)
1481             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1482
1483         return bestValue;
1484     }
1485
1486     if (bestValue > alpha)
1487         alpha = bestValue;
1488
1489     // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1490     bool deepChecks = (depth == -OnePly && staticValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1491
1492     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1493     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1494     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -OnePly
1495     // and we are near beta) will be generated.
1496     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
1497     CheckInfo ci(pos);
1498     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1499     futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
1500
1501     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1502     while (   alpha < beta
1503            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1504     {
1505       assert(move_is_ok(move));
1506
1507       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1508
1509       // Update current move
1510       moveCount++;
1511       ss[ply].currentMove = move;
1512
1513       // Futility pruning
1514       if (   !PvNode
1515           &&  enoughMaterial
1516           && !isCheck
1517           && !moveIsCheck
1518           &&  move != ttMove
1519           && !move_is_promotion(move)
1520           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1521       {
1522           futilityValue =  futilityBase
1523                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1524                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0));
1525
1526           if (futilityValue < alpha)
1527           {
1528               if (futilityValue > bestValue)
1529                   bestValue = futilityValue;
1530               continue;
1531           }
1532       }
1533
1534       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1535       evasionPrunable =   isCheck
1536                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1537                        && !pos.move_is_capture(move)
1538                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1539                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1540
1541       // Don't search moves with negative SEE values
1542       if (   !PvNode
1543           && (!isCheck || evasionPrunable)
1544           &&  move != ttMove
1545           && !move_is_promotion(move)
1546           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1547           continue;
1548
1549       // Make and search the move
1550       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1551       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1552       pos.undo_move(move);
1553
1554       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1555
1556       // New best move?
1557       if (value > bestValue)
1558       {
1559           bestValue = value;
1560           if (value > alpha)
1561           {
1562               alpha = value;
1563               update_pv(ss, ply);
1564           }
1565        }
1566     }
1567
1568     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1569     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1570     if (!moveCount && isCheck) // Mate!
1571         return value_mated_in(ply);
1572
1573     // Update transposition table
1574     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1575     if (bestValue <= oldAlpha)
1576     {
1577         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation
1578         // of the node, so keep this info to avoid a future evaluation() call.
1579         ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.kingDanger[pos.side_to_move()] ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
1580         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
1581     }
1582     else if (bestValue >= beta)
1583     {
1584         move = ss[ply].pv[ply];
1585         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move);
1586
1587         // Update killers only for good checking moves
1588         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1589             update_killers(move, ss[ply]);
1590     }
1591     else
1592         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, d, ss[ply].pv[ply]);
1593
1594     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1595
1596     return bestValue;
1597   }
1598
1599
1600   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1601   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1602   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1603   // table, done a null move search, and searched the first move before
1604   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1605   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1606   // care of after we return from the split point.
1607
1608   template <NodeType PvNode>
1609   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1610
1611     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1612     assert(TM.active_threads() > 1);
1613
1614     StateInfo st;
1615     Move move;
1616     Depth ext, newDepth;
1617     Value value;
1618     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1619     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1620     int moveCount;
1621     value = -VALUE_INFINITE;
1622
1623     Position pos(*sp->pos);
1624     CheckInfo ci(pos);
1625     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1626     isCheck = pos.is_check();
1627
1628     // Step 10. Loop through moves
1629     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1630     lock_grab(&(sp->lock));
1631
1632     while (    sp->bestValue < sp->beta
1633            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1634            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1635     {
1636       moveCount = ++sp->moves;
1637       lock_release(&(sp->lock));
1638
1639       assert(move_is_ok(move));
1640
1641       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1642       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1643
1644       // Step 11. Decide the new search depth
1645       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1646       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1647
1648       // Update current move
1649       ss[sp->ply].currentMove = move;
1650
1651       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1652       if (   !PvNode
1653           && !isCheck
1654           && !dangerous
1655           && !captureOrPromotion
1656           && !move_is_castle(move))
1657       {
1658           // Move count based pruning
1659           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1660               && ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove)
1661               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1662           {
1663               lock_grab(&(sp->lock));
1664               continue;
1665           }
1666
1667           // Value based pruning
1668           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1669           futilityValueScaled =  ss[sp->ply].eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1670                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1671
1672           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1673           {
1674               lock_grab(&(sp->lock));
1675
1676               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1677                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1678               continue;
1679           }
1680       }
1681
1682       // Step 13. Make the move
1683       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1684
1685       // Step 14. Reduced search
1686       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1687       bool doFullDepthSearch = true;
1688
1689       if (   !dangerous
1690           && !captureOrPromotion
1691           && !move_is_castle(move)
1692           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1693       {
1694           ss[sp->ply].reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1695           if (ss[sp->ply].reduction)
1696           {
1697               Value localAlpha = sp->alpha;
1698               value = -search<NonPV>(pos, ss, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
1699               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1700           }
1701       }
1702
1703       // Step 15. Full depth search
1704       if (doFullDepthSearch)
1705       {
1706           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1707           Value localAlpha = sp->alpha;
1708           value = -search<NonPV>(pos, ss, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1709
1710           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1711               value = -search<PV>(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, false, threadID);
1712       }
1713
1714       // Step 16. Undo move
1715       pos.undo_move(move);
1716
1717       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1718
1719       // Step 17. Check for new best move
1720       lock_grab(&(sp->lock));
1721
1722       if (value > sp->bestValue && !TM.thread_should_stop(threadID))
1723       {
1724           sp->bestValue = value;
1725
1726           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1727           {
1728               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1729                   sp->stopRequest = true;
1730
1731               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1732                   sp->alpha = value;
1733
1734               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1735           }
1736       }
1737     }
1738
1739     /* Here we have the lock still grabbed */
1740
1741     sp->slaves[threadID] = 0;
1742
1743     lock_release(&(sp->lock));
1744   }
1745
1746   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
1747   // (search() qsearch(), and so on) and initializes the
1748   // search stack object corresponding to the current node. Once every
1749   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
1750   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
1751
1752   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
1753
1754     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1755     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1756
1757     TM.incrementNodeCounter(threadID);
1758
1759     if (threadID == 0)
1760     {
1761         NodesSincePoll++;
1762         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
1763         {
1764             poll();
1765             NodesSincePoll = 0;
1766         }
1767     }
1768     ss[ply].init(ply);
1769     ss[ply + 2].initKillers();
1770   }
1771
1772   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.
1773   // It updates the PV in the SearchStack object corresponding to the
1774   // current node.
1775
1776   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
1777
1778     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1779
1780     int p;
1781
1782     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
1783
1784     for (p = ply + 1; ss[ply + 1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
1785         ss[ply].pv[p] = ss[ply + 1].pv[p];
1786
1787     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
1788   }
1789
1790
1791   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points. The
1792   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
1793   // the PV at the parent node.
1794
1795   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
1796
1797     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1798
1799     int p;
1800
1801     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
1802
1803     for (p = ply + 1; ss[ply + 1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
1804         ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply + 1].pv[p];
1805
1806     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
1807   }
1808
1809
1810   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1811   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1812   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1813   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1814   // second move is assumed to be a move from the current position.
1815
1816   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1817
1818     Square f1, t1, f2, t2;
1819     Piece p;
1820
1821     assert(move_is_ok(m1));
1822     assert(move_is_ok(m2));
1823
1824     if (m2 == MOVE_NONE)
1825         return false;
1826
1827     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1828     f2 = move_from(m2);
1829     t1 = move_to(m1);
1830     if (f2 == t1)
1831         return true;
1832
1833     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1834     t2 = move_to(m2);
1835     f1 = move_from(m1);
1836     if (t2 == f1)
1837         return true;
1838
1839     // Case 3: Moving through the vacated square
1840     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1841         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1842       return true;
1843
1844     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1845     p = pos.piece_on(t1);
1846     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1847         return true;
1848
1849     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1850     if (    piece_is_slider(p)
1851         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1852         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1853     {
1854         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1855         // move is the opposite of the checking piece.
1856         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1857         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1858
1859         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1860             return true;
1861     }
1862     return false;
1863   }
1864
1865
1866   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
1867   // eventually compensated for the ply.
1868
1869   bool value_is_mate(Value value) {
1870
1871     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1872
1873     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1874           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1875   }
1876
1877
1878   // move_is_killer() checks if the given move is among the
1879   // killer moves of that ply.
1880
1881   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
1882
1883       const Move* k = ss.killers;
1884       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
1885           if (*k == m)
1886               return true;
1887
1888       return false;
1889   }
1890
1891
1892   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1893   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1894   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1895   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1896   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1897   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1898   template <NodeType PvNode>
1899   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1900                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1901
1902     assert(m != MOVE_NONE);
1903
1904     Depth result = Depth(0);
1905     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1906
1907     if (*dangerous)
1908     {
1909         if (moveIsCheck)
1910             result += CheckExtension[PvNode];
1911
1912         if (singleEvasion)
1913             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1914
1915         if (mateThreat)
1916             result += MateThreatExtension[PvNode];
1917     }
1918
1919     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1920     {
1921         Color c = pos.side_to_move();
1922         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1923         {
1924             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1925             *dangerous = true;
1926         }
1927         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1928         {
1929             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1930             *dangerous = true;
1931         }
1932     }
1933
1934     if (   captureOrPromotion
1935         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1936         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1937             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
1938         && !move_is_promotion(m)
1939         && !move_is_ep(m))
1940     {
1941         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1942         *dangerous = true;
1943     }
1944
1945     if (   PvNode
1946         && captureOrPromotion
1947         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1948         && pos.see_sign(m) >= 0)
1949     {
1950         result += OnePly/2;
1951         *dangerous = true;
1952     }
1953
1954     return Min(result, OnePly);
1955   }
1956
1957
1958   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
1959   // doing a 'null move' should be allowed. In order to avoid zugzwang
1960   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
1961   // little material left. Currently, the test is a bit too simple: Null
1962   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.
1963   // It's probably a good idea to avoid null moves in at least some more
1964   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
1965
1966   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
1967
1968     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
1969   }
1970
1971
1972   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move. Only
1973   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
1974   // candidates for pruning.
1975
1976   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1977
1978     assert(move_is_ok(m));
1979     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
1980     assert(!pos.move_is_check(m));
1981     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1982     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1983
1984     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1985
1986     // Prune if there isn't any threat move
1987     if (threat == MOVE_NONE)
1988         return true;
1989
1990     mfrom = move_from(m);
1991     mto = move_to(m);
1992     tfrom = move_from(threat);
1993     tto = move_to(threat);
1994
1995     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1996     if (mfrom == tto)
1997         return false;
1998
1999     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
2000     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2001     if (   pos.move_is_capture(threat)
2002         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2003             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2004         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2005         return false;
2006
2007     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2008     // prune safe moves which block its ray.
2009     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2010         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2011         && pos.see_sign(m) >= 0)
2012         return false;
2013
2014     return true;
2015   }
2016
2017
2018   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2019   // can be used at a given point in search.
2020
2021   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2022
2023     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2024
2025     return   (   tte->depth() >= depth
2026               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
2027               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
2028
2029           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2030               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2031   }
2032
2033
2034   // refine_eval() returns the transposition table score if
2035   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
2036
2037   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
2038
2039       if (!tte)
2040           return defaultEval;
2041
2042       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2043
2044       if (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= defaultEval)
2045           || (is_upper_bound(tte->type()) && v < defaultEval))
2046           return v;
2047
2048       return defaultEval;
2049   }
2050
2051
2052   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2053   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2054
2055   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
2056                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2057
2058     Move m;
2059
2060     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
2061
2062     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2063     {
2064         m = movesSearched[i];
2065
2066         assert(m != move);
2067
2068         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2069             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2070     }
2071   }
2072
2073
2074   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2075   // among the killer moves of that ply.
2076
2077   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2078
2079     if (m == ss.killers[0])
2080         return;
2081
2082     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2083         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2084
2085     ss.killers[0] = m;
2086   }
2087
2088
2089   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2090   // the static position evaluation before and after the move.
2091
2092   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2093
2094     if (   m != MOVE_NULL
2095         && before != VALUE_NONE
2096         && after != VALUE_NONE
2097         && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
2098         && !move_is_castle(m)
2099         && !move_is_promotion(m))
2100         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2101   }
2102
2103
2104   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2105   // since the beginning of the current search.
2106
2107   int current_search_time() {
2108
2109     return get_system_time() - SearchStartTime;
2110   }
2111
2112
2113   // nps() computes the current nodes/second count.
2114
2115   int nps() {
2116
2117     int t = current_search_time();
2118     return (t > 0 ? int((TM.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2119   }
2120
2121
2122   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2123   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2124   // search.
2125
2126   void poll() {
2127
2128     static int lastInfoTime;
2129     int t = current_search_time();
2130
2131     //  Poll for input
2132     if (Bioskey())
2133     {
2134         // We are line oriented, don't read single chars
2135         std::string command;
2136
2137         if (!std::getline(std::cin, command))
2138             command = "quit";
2139
2140         if (command == "quit")
2141         {
2142             AbortSearch = true;
2143             PonderSearch = false;
2144             Quit = true;
2145             return;
2146         }
2147         else if (command == "stop")
2148         {
2149             AbortSearch = true;
2150             PonderSearch = false;
2151         }
2152         else if (command == "ponderhit")
2153             ponderhit();
2154     }
2155
2156     // Print search information
2157     if (t < 1000)
2158         lastInfoTime = 0;
2159
2160     else if (lastInfoTime > t)
2161         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2162         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2163         lastInfoTime = 0;
2164
2165     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2166     {
2167         lastInfoTime = t;
2168
2169         if (dbg_show_mean)
2170             dbg_print_mean();
2171
2172         if (dbg_show_hit_rate)
2173             dbg_print_hit_rate();
2174
2175         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched() << " nps " << nps()
2176              << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << endl;
2177     }
2178
2179     // Should we stop the search?
2180     if (PonderSearch)
2181         return;
2182
2183     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2184                            && !AspirationFailLow
2185                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2186
2187     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2188                      || stillAtFirstMove;
2189
2190     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2191         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2192         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && TM.nodes_searched() >= MaxNodes))
2193         AbortSearch = true;
2194   }
2195
2196
2197   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2198   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2199   // it correctly predicted the opponent's move.
2200
2201   void ponderhit() {
2202
2203     int t = current_search_time();
2204     PonderSearch = false;
2205
2206     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2207                            && !AspirationFailLow
2208                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2209
2210     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2211                      || stillAtFirstMove;
2212
2213     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2214         AbortSearch = true;
2215   }
2216
2217
2218   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2219
2220   void init_ss_array(SearchStack ss[]) {
2221
2222     for (int i = 0; i < 3; i++)
2223     {
2224         ss[i].init(i);
2225         ss[i].initKillers();
2226     }
2227   }
2228
2229
2230   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2231   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2232   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2233   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2234   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2235   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2236
2237   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2238
2239     std::string command;
2240
2241     while (true)
2242     {
2243         if (!std::getline(std::cin, command))
2244             command = "quit";
2245
2246         if (command == "quit")
2247         {
2248             Quit = true;
2249             break;
2250         }
2251         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2252             break;
2253     }
2254   }
2255
2256
2257   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2258   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2259
2260   void print_pv_info(const Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2261
2262     cout << "info depth " << Iteration
2263          << " score " << value_to_string(value)
2264          << ((value >= beta) ? " lowerbound" :
2265             ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
2266          << " time "  << current_search_time()
2267          << " nodes " << TM.nodes_searched()
2268          << " nps "   << nps()
2269          << " pv ";
2270
2271     for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
2272         cout << ss[0].pv[j] << " ";
2273
2274     cout << endl;
2275
2276     if (UseLogFile)
2277     {
2278         ValueType type =  (value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER
2279             : (value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT));
2280
2281         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2282                              TM.nodes_searched(), value, type, ss[0].pv) << endl;
2283     }
2284   }
2285
2286
2287   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2288   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2289   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2290   // threads and one for Windows threads.
2291
2292 #if !defined(_MSC_VER)
2293
2294   void* init_thread(void *threadID) {
2295
2296     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2297     return NULL;
2298   }
2299
2300 #else
2301
2302   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2303
2304     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2305     return 0;
2306   }
2307
2308 #endif
2309
2310
2311   /// The ThreadsManager class
2312
2313   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2314   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2315   // counters used to sort the moves at root.
2316
2317   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2318
2319     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2320         threads[i].nodes = 0ULL;
2321   }
2322
2323   void ThreadsManager::resetBetaCounters() {
2324
2325     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2326         threads[i].betaCutOffs[WHITE] = threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2327   }
2328
2329   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2330
2331     int64_t result = 0ULL;
2332     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2333         result += threads[i].nodes;
2334
2335     return result;
2336   }
2337
2338   void ThreadsManager::get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const {
2339
2340     our = their = 0UL;
2341     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2342     {
2343         our += threads[i].betaCutOffs[us];
2344         their += threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2345     }
2346   }
2347
2348
2349   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2350   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2351   // object for which the current thread is the master.
2352
2353   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2354
2355     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2356
2357     while (true)
2358     {
2359         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2360         // master should exit as last one.
2361         if (AllThreadsShouldExit)
2362         {
2363             assert(!sp);
2364             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2365             return;
2366         }
2367
2368         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2369         // instead of wasting CPU time polling for work.
2370         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2371         {
2372             assert(!sp);
2373             assert(threadID != 0);
2374             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2375
2376 #if !defined(_MSC_VER)
2377             lock_grab(&WaitLock);
2378             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2379                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2380             lock_release(&WaitLock);
2381 #else
2382             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2383 #endif
2384         }
2385
2386         // If thread has just woken up, mark it as available
2387         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2388             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2389
2390         // If this thread has been assigned work, launch a search
2391         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2392         {
2393             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2394
2395             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2396
2397             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2398                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2399             else
2400                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2401
2402             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2403
2404             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2405         }
2406
2407         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2408         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2409         int i = 0;
2410         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2411
2412         if (i == ActiveThreads)
2413         {
2414             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2415             // be sure sp->lock has been released before to return.
2416             lock_grab(&(sp->lock));
2417             lock_release(&(sp->lock));
2418
2419             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2420
2421             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2422             return;
2423         }
2424     }
2425   }
2426
2427
2428   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2429   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2430   // objects.
2431
2432   void ThreadsManager::init_threads() {
2433
2434     volatile int i;
2435     bool ok;
2436
2437 #if !defined(_MSC_VER)
2438     pthread_t pthread[1];
2439 #endif
2440
2441     // Initialize global locks
2442     lock_init(&MPLock, NULL);
2443     lock_init(&WaitLock, NULL);
2444
2445 #if !defined(_MSC_VER)
2446     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2447 #else
2448     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2449         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2450 #endif
2451
2452     // Initialize SplitPointStack locks
2453     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2454         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2455         {
2456             SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2457             lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2458         }
2459
2460     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2461     AllThreadsShouldExit = false;
2462
2463     // Threads will be put to sleep as soon as created
2464     AllThreadsShouldSleep = true;
2465
2466     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2467     ActiveThreads = 1;
2468     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2469     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2470         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2471
2472     // Launch the helper threads
2473     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2474     {
2475
2476 #if !defined(_MSC_VER)
2477         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2478 #else
2479         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2480 #endif
2481
2482         if (!ok)
2483         {
2484             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2485             Application::exit_with_failure();
2486         }
2487
2488         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2489         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2490     }
2491   }
2492
2493
2494   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2495   // helper threads exit cleanly.
2496
2497   void ThreadsManager::exit_threads() {
2498
2499     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2500     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2501     wake_sleeping_threads();
2502
2503     // This makes the threads to exit idle_loop()
2504     AllThreadsShouldExit = true;
2505
2506     // Wait for thread termination
2507     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2508         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED);
2509
2510     // Now we can safely destroy the locks
2511     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2512         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2513             lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2514
2515     lock_destroy(&WaitLock);
2516     lock_destroy(&MPLock);
2517   }
2518
2519
2520   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2521   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2522   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2523
2524   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2525
2526     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2527
2528     SplitPoint* sp;
2529
2530     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2531     return sp != NULL;
2532   }
2533
2534
2535   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2536   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2537   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2538   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2539   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2540   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2541   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2542
2543   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2544
2545     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2546     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2547     assert(ActiveThreads > 1);
2548
2549     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2550         return false;
2551
2552     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2553     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2554
2555     if (localActiveSplitPoints == 0)
2556         // No active split points means that the thread is available as
2557         // a slave for any other thread.
2558         return true;
2559
2560     if (ActiveThreads == 2)
2561         return true;
2562
2563     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2564     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2565     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2566     if (SplitPointStack[slave][localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2567         return true;
2568
2569     return false;
2570   }
2571
2572
2573   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2574   // a slave for the thread with threadID "master".
2575
2576   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2577
2578     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2579     assert(ActiveThreads > 1);
2580
2581     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2582         if (thread_is_available(i, master))
2583             return true;
2584
2585     return false;
2586   }
2587
2588
2589   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2590   // several threads at PV nodes. If it does not succeed in splitting the
2591   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2592   // split point objects), the function immediately returns false. If
2593   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2594   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2595   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2596   // helper threads that they have been assigned work. This will cause them
2597   // to instantly leave their idle loops and call sp_search(). When all
2598   // threads have returned from sp_search() then split() returns true.
2599
2600   template <bool Fake>
2601   bool ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply, Value* alpha,
2602                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, bool mateThreat,
2603                              int* moves, MovePicker* mp, int master, bool pvNode) {
2604     assert(p.is_ok());
2605     assert(sstck != NULL);
2606     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2607     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2608     assert(*bestValue <= *alpha);
2609     assert(*alpha < beta);
2610     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2611     assert(depth > Depth(0));
2612     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2613     assert(ActiveThreads > 1);
2614
2615     SplitPoint* splitPoint;
2616
2617     lock_grab(&MPLock);
2618
2619     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2620     // active split points, don't split.
2621     if (   !available_thread_exists(master)
2622         || threads[master].activeSplitPoints >= ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX)
2623     {
2624         lock_release(&MPLock);
2625         return false;
2626     }
2627
2628     // Pick the next available split point object from the split point stack
2629     splitPoint = &SplitPointStack[master][threads[master].activeSplitPoints];
2630
2631     // Initialize the split point object
2632     splitPoint->parent = threads[master].splitPoint;
2633     splitPoint->stopRequest = false;
2634     splitPoint->ply = ply;
2635     splitPoint->depth = depth;
2636     splitPoint->mateThreat = mateThreat;
2637     splitPoint->alpha = *alpha;
2638     splitPoint->beta = beta;
2639     splitPoint->pvNode = pvNode;
2640     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2641     splitPoint->master = master;
2642     splitPoint->mp = mp;
2643     splitPoint->moves = *moves;
2644     splitPoint->pos = &p;
2645     splitPoint->parentSstack = sstck;
2646     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2647         splitPoint->slaves[i] = 0;
2648
2649     threads[master].splitPoint = splitPoint;
2650     threads[master].activeSplitPoints++;
2651
2652     // If we are here it means we are not available
2653     assert(threads[master].state != THREAD_AVAILABLE);
2654
2655     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2656
2657     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2658     for (int i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2659         if (thread_is_available(i, master))
2660         {
2661             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2662             threads[i].splitPoint = splitPoint;
2663             splitPoint->slaves[i] = 1;
2664             workersCnt++;
2665         }
2666
2667     assert(Fake || workersCnt > 1);
2668
2669     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2670     lock_release(&MPLock);
2671
2672     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2673     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2674     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2675         if (i == master || splitPoint->slaves[i])
2676         {
2677             memcpy(splitPoint->sstack[i] + ply - 1, sstck + ply - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2678
2679             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2680
2681             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2682         }
2683
2684     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2685     // which it will instantly launch a search, because its state is
2686     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2687     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2688     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2689     idle_loop(master, splitPoint);
2690
2691     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2692     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2693     lock_grab(&MPLock);
2694
2695     *alpha = splitPoint->alpha;
2696     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2697     threads[master].activeSplitPoints--;
2698     threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2699
2700     lock_release(&MPLock);
2701     return true;
2702   }
2703
2704
2705   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2706   // to start a new search from the root.
2707
2708   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2709
2710     assert(AllThreadsShouldSleep);
2711     assert(ActiveThreads > 0);
2712
2713     AllThreadsShouldSleep = false;
2714
2715     if (ActiveThreads == 1)
2716         return;
2717
2718 #if !defined(_MSC_VER)
2719     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2720     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2721     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2722 #else
2723     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2724         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2725 #endif
2726
2727   }
2728
2729
2730   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2731   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2732   // finished the job and should be idle.
2733
2734   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2735
2736     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2737
2738     // This makes the threads to go to sleep
2739     AllThreadsShouldSleep = true;
2740   }
2741
2742   /// The RootMoveList class
2743
2744   // RootMoveList c'tor
2745
2746   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2747
2748     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2749     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2750     StateInfo st;
2751     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2752
2753     // Generate all legal moves
2754     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2755
2756     // Add each move to the moves[] array
2757     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2758     {
2759         bool includeMove = includeAllMoves;
2760
2761         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2762             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2763
2764         if (!includeMove)
2765             continue;
2766
2767         // Find a quick score for the move
2768         init_ss_array(ss);
2769         pos.do_move(cur->move, st);
2770         moves[count].move = cur->move;
2771         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
2772         moves[count].pv[0] = cur->move;
2773         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2774         pos.undo_move(cur->move);
2775         count++;
2776     }
2777     sort();
2778   }
2779
2780
2781   // RootMoveList simple methods definitions
2782
2783   void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2784
2785     moves[moveNum].nodes = nodes;
2786     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2787   }
2788
2789   void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2790
2791     moves[moveNum].ourBeta = our;
2792     moves[moveNum].theirBeta = their;
2793   }
2794
2795   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2796
2797     int j;
2798
2799     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2800         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2801
2802     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2803   }
2804
2805
2806   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2807   // iteration.
2808
2809   void RootMoveList::sort() {
2810
2811     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2812   }
2813
2814
2815   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2816   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2817   // correctly in MultiPV mode.
2818
2819   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2820
2821     int i,j;
2822
2823     for (i = 1; i <= n; i++)
2824     {
2825         RootMove rm = moves[i];
2826         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2827             moves[j] = moves[j - 1];
2828
2829         moves[j] = rm;
2830     }
2831   }
2832
2833 } // namspace