]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
38e445b343d13440803ddd1de84c5182f63d5e0e
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
63   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
64   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
65
66   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
67   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
68   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
69   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
70
71   class ThreadsManager {
72     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
73        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
74        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
75     */
76   public:
77     void init_threads();
78     void exit_threads();
79
80     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
81     int active_threads() const { return activeThreads; }
82     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
83
84     void read_uci_options();
85     bool available_thread_exists(int master) const;
86     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
87     bool thread_should_stop(int threadID) const;
88     void wake_sleeping_thread(int threadID);
89     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
90
91     template <bool Fake>
92     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
94
95   private:
96     Depth minimumSplitDepth;
97     int maxThreadsPerSplitPoint;
98     bool useSleepingThreads;
99     int activeThreads;
100     volatile bool allThreadsShouldExit;
101     Thread threads[MAX_THREADS];
102     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
103     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
104   };
105
106
107   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
108   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
109   // in the case of moves which fail low).
110
111   struct RootMove {
112
113     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
114
115     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
116     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
117     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
118     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
119     bool operator<(const RootMove& m) const {
120
121         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
122     }
123
124     Move move;
125     Value score;
126     int mp_score;
127     int64_t nodes;
128     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
129   };
130
131
132   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
133   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
134
135   class RootMoveList {
136
137   public:
138     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
139
140     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
141     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
142     int move_count() const { return count; }
143     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
144     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
145     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
146     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
147
148     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
149     void score_moves(const Position& pos);
150     void sort();
151     void sort_multipv(int n);
152
153   private:
154     RootMove moves[MOVES_MAX];
155     int count;
156   };
157
158
159   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
160   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
161   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
162   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
163   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
164   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
165   enum set960 {};
166
167   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
168
169     os.iword(0) = int(m);
170     return os;
171   }
172
173
174   /// Adjustments
175
176   // Step 6. Razoring
177
178   // Maximum depth for razoring
179   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
180
181   // Dynamic razoring margin based on depth
182   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
183
184   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
185   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
186
187   // Step 9. Internal iterative deepening
188
189   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
190   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
191
192   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
193   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
194   const Value IIDMargin = Value(0x100);
195
196   // Step 11. Decide the new search depth
197
198   // Extensions. Configurable UCI options
199   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
200   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
201   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
202
203   // Minimum depth for use of singular extension
204   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
205
206   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
207   // remaining ones we will extend it.
208   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
209
210   // Step 12. Futility pruning
211
212   // Futility margin for quiescence search
213   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
214
215   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
216   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
217   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
218
219   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
220   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
221
222   // Step 14. Reduced search
223
224   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
225   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
226
227   template <NodeType PV>
228   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
229
230   // Common adjustments
231
232   // Search depth at iteration 1
233   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
234
235   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
236   // better than the second best move.
237   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
238
239
240   /// Namespace variables
241
242   // Book object
243   Book OpeningBook;
244
245   // Iteration counter
246   int Iteration;
247
248   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
249   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
250   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251
252   // Search window management
253   int AspirationDelta;
254
255   // MultiPV mode
256   int MultiPV;
257
258   // Time managment variables
259   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
260   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
261   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
262   TimeManager TimeMgr;
263
264   // Log file
265   bool UseLogFile;
266   std::ofstream LogFile;
267
268   // Multi-threads manager object
269   ThreadsManager ThreadsMgr;
270
271   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
272   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
273   int NodesSincePoll;
274   int NodesBetweenPolls = 30000;
275
276   // History table
277   History H;
278
279   /// Local functions
280
281   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
282   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
283
284   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
285   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
292
293       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
294                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
295   }
296
297   template <NodeType PvNode>
298   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
299
300   bool check_is_useless(Position &pos, Move move, Value eval, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
301   Bitboard attacks(const Piece P, const Square sq, const Bitboard occ);
302   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
303   bool value_is_mate(Value value);
304   Value value_to_tt(Value v, int ply);
305   Value value_from_tt(Value v, int ply);
306   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
307   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
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   std::string value_to_uci(Value v);
315   int nps(const Position& pos);
316   void poll(const Position& pos);
317   void ponderhit();
318   void wait_for_stop_or_ponderhit();
319   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
320   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
321   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
322   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
323
324 #if !defined(_MSC_VER)
325   void* init_thread(void* threadID);
326 #else
327   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
328 #endif
329
330 }
331
332
333 ////
334 //// Functions
335 ////
336
337 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
338 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
339
340 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
341 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
342
343
344 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
345
346 void init_search() {
347
348   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
349   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
350   int mc; // moveCount
351
352   // Init reductions array
353   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
354   {
355       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
356       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
357       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
358       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
359   }
360
361   // Init futility margins array
362   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
363       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
364
365   // Init futility move count array
366   for (d = 0; d < 32; d++)
367       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
368 }
369
370
371 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
372 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
373
374 int perft(Position& pos, Depth depth)
375 {
376     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
377     StateInfo st;
378     Move m;
379     int sum = 0;
380
381     // Generate all legal moves
382     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
383
384     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
385     // the moves, just to count them.
386     if (depth <= ONE_PLY)
387         return int(last - mlist);
388
389     // Loop through all legal moves
390     CheckInfo ci(pos);
391     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
392     {
393         m = cur->move;
394         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
395         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
396         pos.undo_move(m);
397     }
398     return sum;
399 }
400
401
402 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
403 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
404 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
405 /// when a quit command is received during the search.
406
407 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
408            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
409
410   // Initialize global search variables
411   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
412   NodesSincePoll = 0;
413   SearchStartTime = get_system_time();
414   ExactMaxTime = maxTime;
415   MaxDepth = maxDepth;
416   MaxNodes = maxNodes;
417   InfiniteSearch = infinite;
418   PonderSearch = ponder;
419   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
420
421   // Look for a book move, only during games, not tests
422   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
423   {
424       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
425           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
426
427       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
428       if (bookMove != MOVE_NONE)
429       {
430           if (PonderSearch)
431               wait_for_stop_or_ponderhit();
432
433           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
434           return true;
435       }
436   }
437
438   // Read UCI option values
439   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
440   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
441   {
442       Options["Clear Hash"].set_value("false");
443       TT.clear();
444   }
445
446   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
447   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
448   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
449   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
450   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
451   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
452   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
453   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
454   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
455   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
456   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
457   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
458   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
459   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
460
461   if (UseLogFile)
462       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
463
464   read_weights(pos.side_to_move());
465
466   // Set the number of active threads
467   ThreadsMgr.read_uci_options();
468   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
469
470   // Wake up needed threads
471   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
472       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
473
474   // Set thinking time
475   int myTime = time[pos.side_to_move()];
476   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
477   if (UseTimeManagement)
478       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
479
480   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
481   // heavy time pressure.
482   if (MaxNodes)
483       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
484   else if (myTime && myTime < 1000)
485       NodesBetweenPolls = 1000;
486   else if (myTime && myTime < 5000)
487       NodesBetweenPolls = 5000;
488   else
489       NodesBetweenPolls = 30000;
490
491   // Write search information to log file
492   if (UseLogFile)
493       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
494               << "infinite: "  << infinite
495               << " ponder: "   << ponder
496               << " time: "     << myTime
497               << " increment: " << myIncrement
498               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
499
500   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
501   id_loop(pos, searchMoves);
502
503   if (UseLogFile)
504       LogFile.close();
505
506   // This makes all the threads to go to sleep
507   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
508
509   return !Quit;
510 }
511
512
513 namespace {
514
515   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
516   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
517   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
518   // reached.
519
520   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
521
522     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
523     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
524     Move EasyMove = MOVE_NONE;
525     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
526
527     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
528     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
529
530     // Handle special case of searching on a mate/stale position
531     if (rml.move_count() == 0)
532     {
533         if (PonderSearch)
534             wait_for_stop_or_ponderhit();
535
536         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
537     }
538
539     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
540     // so to output information also for iteration 1.
541     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
542          << "info depth " << 1
543          << "\ninfo depth " << 1
544          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
545          << " time " << current_search_time()
546          << " nodes " << pos.nodes_searched()
547          << " nps " << nps(pos)
548          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
549
550     // Initialize
551     TT.new_search();
552     H.clear();
553     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
554     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
555     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
556     Iteration = 1;
557
558     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
559     if (   rml.move_count() == 1
560         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
561         EasyMove = rml.move(0);
562
563     // Iterative deepening loop
564     while (Iteration < PLY_MAX)
565     {
566         // Initialize iteration
567         Iteration++;
568         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
569
570         cout << "info depth " << Iteration << endl;
571
572         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
573         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
574         {
575             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
576             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
577
578             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
579             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
580
581             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
582             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
583         }
584
585         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
586         value = root_search(pos, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
587
588         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
589         // been overwritten during the search.
590         insert_pv_in_tt(pos, pv);
591
592         if (AbortSearch)
593             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
594
595         //Save info about search result
596         ValueByIteration[Iteration] = value;
597
598         // Drop the easy move if differs from the new best move
599         if (pv[0] != EasyMove)
600             EasyMove = MOVE_NONE;
601
602         if (UseTimeManagement)
603         {
604             // Time to stop?
605             bool stopSearch = false;
606
607             // Stop search early if there is only a single legal move,
608             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
609             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
610                 stopSearch = true;
611
612             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
613             if (  Iteration >= 6
614                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
615                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
616                 stopSearch = true;
617
618             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
619             if (   Iteration >= 8
620                 && EasyMove == pv[0]
621                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
622                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
623                     ||(   rml.move_nodes(0) > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
624                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
625                 stopSearch = true;
626
627             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
628             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
629                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
630                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
631
632             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
633             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
634             // move at the next iteration anyway.
635             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
636                 stopSearch = true;
637
638             if (stopSearch)
639             {
640                 if (PonderSearch)
641                     StopOnPonderhit = true;
642                 else
643                     break;
644             }
645         }
646
647         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
648             break;
649     }
650
651     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
652     // best move before we are told to do so.
653     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
654         wait_for_stop_or_ponderhit();
655     else
656         // Print final search statistics
657         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
658              << " nps " << nps(pos)
659              << " time " << current_search_time() << endl;
660
661     // Print the best move and the ponder move to the standard output
662     if (pv[0] == MOVE_NONE || MultiPV > 1)
663     {
664         pv[0] = rml.move(0);
665         pv[1] = MOVE_NONE;
666     }
667
668     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
669
670     cout << "bestmove " << pv[0];
671
672     if (pv[1] != MOVE_NONE)
673         cout << " ponder " << pv[1];
674
675     cout << endl;
676
677     if (UseLogFile)
678     {
679         if (dbg_show_mean)
680             dbg_print_mean(LogFile);
681
682         if (dbg_show_hit_rate)
683             dbg_print_hit_rate(LogFile);
684
685         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
686                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
687                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, pv[0]);
688
689         StateInfo st;
690         pos.do_move(pv[0], st);
691         LogFile << "\nPonder move: "
692                 << move_to_san(pos, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
693                 << endl;
694     }
695     return rml.move_score(0);
696   }
697
698
699   // root_search() is the function which searches the root node. It is
700   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
701   // scheme, prints some information to the standard output and handles
702   // the fail low/high loops.
703
704   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
705
706     StateInfo st;
707     CheckInfo ci(pos);
708     int64_t nodes;
709     Move move;
710     Depth depth, ext, newDepth;
711     Value value, alpha, beta;
712     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
713     int researchCountFH, researchCountFL;
714
715     researchCountFH = researchCountFL = 0;
716     alpha = *alphaPtr;
717     beta = *betaPtr;
718     isCheck = pos.is_check();
719     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
720
721     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
722     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
723
724     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
725     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
726     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
727
728     // Step 5. Evaluate the position statically
729     // At root we do this only to get reference value for child nodes
730     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
731     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
732
733     // Step 6. Razoring (omitted at root)
734     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
735     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
736     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
737
738     // Step extra. Fail low loop
739     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
740     // with bigger window until we are not failing low anymore.
741     while (1)
742     {
743         // Sort the moves before to (re)search
744         rml.score_moves(pos);
745         rml.sort();
746
747         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
748         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
749         {
750             // This is used by time management
751             FirstRootMove = (i == 0);
752
753             // Save the current node count before the move is searched
754             nodes = pos.nodes_searched();
755
756             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
757             // the standard output.
758             move = ss->currentMove = rml.move(i);
759
760             if (current_search_time() >= 1000)
761                 cout << "info currmove " << move
762                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
763
764             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
765             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
766
767             // Step 11. Decide the new search depth
768             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
769             newDepth = depth + ext;
770
771             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
772
773             // Step extra. Fail high loop
774             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
775             // high anymore.
776             value = - VALUE_INFINITE;
777
778             while (1)
779             {
780                 // Step 13. Make the move
781                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
782
783                 // Step extra. pv search
784                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
785                 // and for fail high research (value > alpha)
786                 if (i < MultiPV || value > alpha)
787                 {
788                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
789                     if (MultiPV > 1)
790                         alpha = -VALUE_INFINITE;
791
792                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
793                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
794                 }
795                 else
796                 {
797                     // Step 14. Reduced search
798                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
799                     bool doFullDepthSearch = true;
800
801                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
802                         && !dangerous
803                         && !captureOrPromotion
804                         && !move_is_castle(move))
805                     {
806                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
807                         if (ss->reduction)
808                         {
809                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
810
811                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
812                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
813                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
814                         }
815
816                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
817                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
818                         // if the move fails high again then go with full depth search.
819                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
820                         {
821                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
822
823                             ss->reduction = ONE_PLY;
824                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
825                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
826                         }
827                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
828                     }
829
830                     // Step 15. Full depth search
831                     if (doFullDepthSearch)
832                     {
833                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
834                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
835
836                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
837                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
838                         if (value > alpha)
839                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
840                     }
841                 }
842
843                 // Step 16. Undo move
844                 pos.undo_move(move);
845
846                 // Can we exit fail high loop ?
847                 if (AbortSearch || value < beta)
848                     break;
849
850                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
851                 // the score before research in case we run out of time while researching.
852                 rml.set_move_score(i, value);
853                 ss->bestMove = move;
854                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
855                 rml.set_move_pv(i, pv);
856
857                 // Print information to the standard output
858                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
859
860                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
861                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
862                 researchCountFH++;
863
864             } // End of fail high loop
865
866             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
867             // was aborted because the user interrupted the search or because we
868             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
869             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
870             // move and/or PV.
871             if (AbortSearch)
872                 break;
873
874             // Remember searched nodes counts for this move
875             rml.add_move_nodes(i, pos.nodes_searched() - nodes);
876
877             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
878             assert(value < beta);
879
880             // Step 17. Check for new best move
881             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
882                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
883             else
884             {
885                 // PV move or new best move!
886
887                 // Update PV
888                 rml.set_move_score(i, value);
889                 ss->bestMove = move;
890                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
891                 rml.set_move_pv(i, pv);
892
893                 if (MultiPV == 1)
894                 {
895                     // We record how often the best move has been changed in each
896                     // iteration. This information is used for time managment: When
897                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
898                     if (i > 0)
899                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
900
901                     // Print information to the standard output
902                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
903
904                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
905                     if (value > alpha)
906                         alpha = value;
907                 }
908                 else // MultiPV > 1
909                 {
910                     rml.sort_multipv(i);
911                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
912                     {
913                         cout << "info multipv " << j + 1
914                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
915                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
916                              << " time " << current_search_time()
917                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
918                              << " nps " << nps(pos)
919                              << " pv ";
920
921                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
922                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
923
924                         cout << endl;
925                     }
926                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
927                 }
928             } // PV move or new best move
929
930             assert(alpha >= *alphaPtr);
931
932             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
933
934             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
935                 StopOnPonderhit = false;
936         }
937
938         // Can we exit fail low loop ?
939         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
940             break;
941
942         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
943         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
944         researchCountFL++;
945
946     } // Fail low loop
947
948     // Sort the moves before to return
949     rml.sort();
950
951     return alpha;
952   }
953
954
955   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
956   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
957   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
958   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
959   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
960   // here: This is taken care of after we return from the split point.
961
962   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
963   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
964
965     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
966     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
967     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
968     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
969     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
970
971     Move movesSearched[MOVES_MAX];
972     StateInfo st;
973     const TTEntry *tte;
974     Key posKey;
975     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
976     Depth ext, newDepth;
977     ValueType vt;
978     Value bestValue, value, oldAlpha;
979     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
980     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
981     bool mateThreat = false;
982     int moveCount = 0;
983     int threadID = pos.thread();
984     SplitPoint* sp = NULL;
985     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
986     oldAlpha = alpha;
987     isCheck = pos.is_check();
988
989     if (SpNode)
990     {
991         sp = ss->sp;
992         tte = NULL;
993         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
994         threatMove = sp->threatMove;
995         mateThreat = sp->mateThreat;
996         goto split_point_start;
997     } else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
998
999     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1000     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1001     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1002
1003     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1004     {
1005         NodesSincePoll = 0;
1006         poll(pos);
1007     }
1008
1009     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1010     if (   AbortSearch   || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1011         || pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1012         return VALUE_DRAW;
1013
1014     // Step 3. Mate distance pruning
1015     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1016     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1017     if (alpha >= beta)
1018         return alpha;
1019
1020     // Step 4. Transposition table lookup
1021
1022     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1023     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1024     excludedMove = ss->excludedMove;
1025     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1026
1027     tte = TT.retrieve(posKey);
1028     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1029
1030     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1031     // This is to avoid problems in the following areas:
1032     //
1033     // * Repetition draw detection
1034     // * Fifty move rule detection
1035     // * Searching for a mate
1036     // * Printing of full PV line
1037     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1038     {
1039         TT.refresh(tte);
1040         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1041         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1042     }
1043
1044     // Step 5. Evaluate the position statically and
1045     // update gain statistics of parent move.
1046     if (isCheck)
1047         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1048     else if (tte)
1049     {
1050         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1051
1052         ss->eval = tte->static_value();
1053         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1054         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1055     }
1056     else
1057     {
1058         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1059         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1060     }
1061
1062     // Save gain for the parent non-capture move
1063     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1064
1065     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1066     if (   !PvNode
1067         &&  depth < RazorDepth
1068         && !isCheck
1069         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1070         &&  ttMove == MOVE_NONE
1071         && !value_is_mate(beta)
1072         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1073     {
1074         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1075         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1076         if (v < rbeta)
1077             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1078             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1079             return v;
1080     }
1081
1082     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1083     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1084     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1085     if (   !PvNode
1086         && !ss->skipNullMove
1087         &&  depth < RazorDepth
1088         && !isCheck
1089         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1090         && !value_is_mate(beta)
1091         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1092         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1093
1094     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1095     if (   !PvNode
1096         && !ss->skipNullMove
1097         &&  depth > ONE_PLY
1098         && !isCheck
1099         &&  refinedValue >= beta
1100         && !value_is_mate(beta)
1101         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1102     {
1103         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1104
1105         // Null move dynamic reduction based on depth
1106         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1107
1108         // Null move dynamic reduction based on value
1109         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1110             R++;
1111
1112         pos.do_null_move(st);
1113         (ss+1)->skipNullMove = true;
1114         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1115         (ss+1)->skipNullMove = false;
1116         pos.undo_null_move();
1117
1118         if (nullValue >= beta)
1119         {
1120             // Do not return unproven mate scores
1121             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1122                 nullValue = beta;
1123
1124             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1125                 return nullValue;
1126
1127             // Do verification search at high depths
1128             ss->skipNullMove = true;
1129             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1130             ss->skipNullMove = false;
1131
1132             if (v >= beta)
1133                 return nullValue;
1134         }
1135         else
1136         {
1137             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1138             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1139             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1140             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1141             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1142             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1143             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1144                 mateThreat = true;
1145
1146             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1147             if (   depth < ThreatDepth
1148                 && (ss-1)->reduction
1149                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1150                 return beta - 1;
1151         }
1152     }
1153
1154     // Step 9. Internal iterative deepening
1155     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1156         &&  ttMove == MOVE_NONE
1157         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1158     {
1159         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1160
1161         ss->skipNullMove = true;
1162         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1163         ss->skipNullMove = false;
1164
1165         ttMove = ss->bestMove;
1166         tte = TT.retrieve(posKey);
1167     }
1168
1169     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1170     if (PvNode)
1171         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1172
1173 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1174
1175     // Initialize a MovePicker object for the current position
1176     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1177     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1178     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1179     CheckInfo ci(pos);
1180     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1181     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1182     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1183     singularExtensionNode =  !SpNode
1184                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1185                            && tte
1186                            && tte->move()
1187                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1188                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1189                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1190     if (SpNode)
1191     {
1192         lock_grab(&(sp->lock));
1193         bestValue = sp->bestValue;
1194     }
1195
1196     // Step 10. Loop through moves
1197     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1198     while (   bestValue < beta
1199            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1200            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1201     {
1202       assert(move_is_ok(move));
1203
1204       if (SpNode)
1205       {
1206           moveCount = ++sp->moveCount;
1207           lock_release(&(sp->lock));
1208       }
1209       else if (move == excludedMove)
1210           continue;
1211       else
1212           movesSearched[moveCount++] = move;
1213
1214       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1215       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1216
1217       // Step 11. Decide the new search depth
1218       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1219
1220       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1221       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1222       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1223       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1224       if (   singularExtensionNode
1225           && move == tte->move()
1226           && ext < ONE_PLY)
1227       {
1228           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1229
1230           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1231           {
1232               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1233               ss->excludedMove = move;
1234               ss->skipNullMove = true;
1235               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1236               ss->skipNullMove = false;
1237               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1238               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1239               if (v < b)
1240                   ext = ONE_PLY;
1241           }
1242       }
1243
1244       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1245       ss->currentMove = move;
1246       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1247
1248       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1249       if (   !PvNode
1250           && !captureOrPromotion
1251           && !isCheck
1252           && !dangerous
1253           &&  move != ttMove
1254           && !move_is_castle(move))
1255       {
1256           // Move count based pruning
1257           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1258               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1259               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1260           {
1261               if (SpNode)
1262                   lock_grab(&(sp->lock));
1263
1264               continue;
1265           }
1266
1267           // Value based pruning
1268           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1269           // but fixing this made program slightly weaker.
1270           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1271           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1272                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1273
1274           if (futilityValueScaled < beta)
1275           {
1276               if (SpNode)
1277               {
1278                   lock_grab(&(sp->lock));
1279                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1280                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1281               }
1282               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1283                   bestValue = futilityValueScaled;
1284
1285               continue;
1286           }
1287
1288           // Prune neg. see moves at low depths
1289           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1290               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1291               && pos.see_sign(move) < 0)
1292           {
1293               if (SpNode)
1294                   lock_grab(&(sp->lock));
1295
1296               continue;
1297           }
1298       }
1299
1300       // Step 13. Make the move
1301       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1302
1303       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1304       // The first move in list is the expected PV
1305       if (!SpNode && PvNode && moveCount == 1)
1306           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1307       else
1308       {
1309           // Step 14. Reduced depth search
1310           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1311           bool doFullDepthSearch = true;
1312
1313           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1314               && !captureOrPromotion
1315               && !dangerous
1316               && !move_is_castle(move)
1317               && !(ss->killers[0] == move || ss->killers[1] == move))
1318           {
1319               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1320               if (ss->reduction)
1321               {
1322                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1323                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1324                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1325
1326                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1327               }
1328
1329               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1330               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1331               // if the move fails high again then go with full depth search.
1332               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1333               {
1334                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1335
1336                   ss->reduction = ONE_PLY;
1337                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1338                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1339                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1340               }
1341               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1342           }
1343
1344           // Step 15. Full depth search
1345           if (doFullDepthSearch)
1346           {
1347               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1348               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1349
1350               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1351               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1352               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1353               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1354                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1355           }
1356       }
1357
1358       // Step 16. Undo move
1359       pos.undo_move(move);
1360
1361       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1362
1363       // Step 17. Check for new best move
1364       if (SpNode)
1365       {
1366           lock_grab(&(sp->lock));
1367           bestValue = sp->bestValue;
1368           alpha = sp->alpha;
1369       }
1370
1371       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1372       {
1373           bestValue = value;
1374
1375           if (SpNode)
1376               sp->bestValue = value;
1377
1378           if (value > alpha)
1379           {
1380               if (SpNode && (!PvNode || value >= beta))
1381                   sp->stopRequest = true;
1382
1383               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1384               {
1385                   alpha = value;
1386                   if (SpNode)
1387                       sp->alpha = value;
1388               }
1389
1390               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1391                   ss->mateKiller = move;
1392
1393               ss->bestMove = move;
1394
1395               if (SpNode)
1396                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1397           }
1398       }
1399
1400       // Step 18. Check for split
1401       if (   !SpNode
1402           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1403           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1404           && bestValue < beta
1405           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1406           && !AbortSearch
1407           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1408           && Iteration <= 99)
1409           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1410                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1411     }
1412
1413     // Step 19. Check for mate and stalemate
1414     // All legal moves have been searched and if there are
1415     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1416     // If one move was excluded return fail low score.
1417     if (!SpNode && !moveCount)
1418         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1419
1420     // Step 20. Update tables
1421     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1422     // history counters, and killer moves.
1423     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1424     {
1425         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1426         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1427              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1428
1429         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1430
1431         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1432         if (    bestValue >= beta
1433             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1434         {
1435             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1436             update_killers(move, ss);
1437         }
1438     }
1439
1440     if (SpNode)
1441     {
1442         // Here we have the lock still grabbed
1443         sp->slaves[threadID] = 0;
1444         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1445         lock_release(&(sp->lock));
1446     }
1447
1448     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1449
1450     return bestValue;
1451   }
1452
1453   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1454   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1455   // less than ONE_PLY).
1456
1457   template <NodeType PvNode>
1458   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1459
1460     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1461     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1462     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1463     assert(depth <= 0);
1464     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1465     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1466
1467     StateInfo st;
1468     Move ttMove, move;
1469     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1470     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1471     const TTEntry* tte;
1472     Value oldAlpha = alpha;
1473
1474     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1475
1476     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1477     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1478         return VALUE_DRAW;
1479
1480     // Decide whether or not to include checks
1481     isCheck = pos.is_check();
1482
1483     Depth d;
1484     if (isCheck || depth >= -ONE_PLY)
1485         d = DEPTH_ZERO;
1486     else
1487         d = DEPTH_ZERO - ONE_PLY;
1488
1489     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1490     // pruning, but only for move ordering.
1491     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1492     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1493
1494     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, d, beta, ply))
1495     {
1496         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1497         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1498     }
1499
1500     // Evaluate the position statically
1501     if (isCheck)
1502     {
1503         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1504         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1505         enoughMaterial = false;
1506     }
1507     else
1508     {
1509         if (tte)
1510         {
1511             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1512
1513             evalMargin = tte->static_value_margin();
1514             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1515         }
1516         else
1517             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1518
1519         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1520
1521         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1522         if (bestValue >= beta)
1523         {
1524             if (!tte)
1525                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1526
1527             return bestValue;
1528         }
1529
1530         if (PvNode && bestValue > alpha)
1531             alpha = bestValue;
1532
1533         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1534         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1535         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1536     }
1537
1538     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1539     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1540     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1541     // and we are near beta) will be generated.
1542     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, d, H);
1543     CheckInfo ci(pos);
1544
1545     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1546     while (   alpha < beta
1547            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1548     {
1549       assert(move_is_ok(move));
1550
1551       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1552
1553       // Futility pruning
1554       if (   !PvNode
1555           && !isCheck
1556           && !moveIsCheck
1557           &&  move != ttMove
1558           &&  enoughMaterial
1559           && !move_is_promotion(move)
1560           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1561       {
1562           futilityValue =  futilityBase
1563                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1564                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1565
1566           if (futilityValue < alpha)
1567           {
1568               if (futilityValue > bestValue)
1569                   bestValue = futilityValue;
1570               continue;
1571           }
1572       }
1573
1574       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1575       evasionPrunable =   isCheck
1576                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1577                        && !pos.move_is_capture(move)
1578                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1579
1580       // Don't search moves with negative SEE values
1581       if (   !PvNode
1582           && (!isCheck || evasionPrunable)
1583           &&  move != ttMove
1584           && !move_is_promotion(move)
1585           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1586           continue;
1587
1588       // Don't search useless checks
1589       if (   !PvNode
1590           && !isCheck
1591           && moveIsCheck
1592           && move != ttMove
1593           && !pos.move_is_capture(move)
1594           && !move_is_promotion(move)
1595           && check_is_useless(pos, move, ss->eval, futilityBase, beta, &bestValue))
1596           continue;
1597
1598       // Update current move
1599       ss->currentMove = move;
1600
1601       // Make and search the move
1602       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1603       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1604       pos.undo_move(move);
1605
1606       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1607
1608       // New best move?
1609       if (value > bestValue)
1610       {
1611           bestValue = value;
1612           if (value > alpha)
1613           {
1614               alpha = value;
1615               ss->bestMove = move;
1616           }
1617        }
1618     }
1619
1620     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1621     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1622     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1623         return value_mated_in(ply);
1624
1625     // Update transposition table
1626     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1627     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1628
1629     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1630
1631     return bestValue;
1632   }
1633
1634   // check_is_useless() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1635   // bestValue is updated when necesary.
1636
1637   bool check_is_useless(Position &pos, Move move, Value eval, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue)
1638   {
1639     Value bestValue = *bValue;
1640
1641     /// Rule 1. Using checks to reposition pieces when close to beta
1642     if (eval + PawnValueMidgame / 4 < beta)
1643     {
1644         if (eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1645             bestValue = eval + PawnValueMidgame / 4;
1646     }
1647     else
1648         return false;
1649
1650     Square from = move_from(move);
1651     Square to = move_to(move);
1652     Color oppColor = opposite_color(pos.side_to_move());
1653     Square oppKing = pos.king_square(oppColor);
1654
1655     Bitboard occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL <<oppKing);
1656     Bitboard oppOcc = pos.pieces_of_color(oppColor) & ~(1ULL <<oppKing);
1657     Bitboard oldAtt = attacks(pos.piece_on(from), from, occ);
1658     Bitboard newAtt = attacks(pos.piece_on(from),   to, occ);
1659
1660     // Rule 2. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1661     Bitboard escapeBB = attacks(WK, oppKing, 0) & ~oppOcc & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1662
1663     if (!escapeBB)
1664         return false;
1665
1666     if (!(escapeBB & (escapeBB - 1)))
1667         return false;
1668
1669     /// Rule 3. Queen contact check is very dangerous
1670     if (   pos.type_of_piece_on(from) == QUEEN
1671         && bit_is_set(attacks(WK, oppKing, 0), to))
1672         return false;
1673
1674     /// Rule 4. Creating new double threats with checks
1675     Bitboard newVictims = oppOcc & ~oldAtt & newAtt;
1676
1677     while(newVictims)
1678     {
1679         Square victimSq = pop_1st_bit(&newVictims);
1680
1681         Value futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1682
1683         // Note that here we generate illegal "double move"!
1684         if (futilityValue >= beta && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1685             return false;
1686
1687         if (futilityValue > bestValue)
1688             bestValue = futilityValue;
1689     }
1690
1691     *bValue = bestValue;
1692     return true;
1693   }
1694
1695   // attacks() returns attacked squares.
1696
1697   Bitboard attacks(const Piece P, const Square sq, const Bitboard occ)
1698   {
1699     switch(P)
1700     {
1701       case WP:
1702       case BP:
1703       case WN:
1704       case BN:
1705       case WK:
1706       case BK:
1707         return StepAttackBB[P][sq];
1708       case WB:
1709       case BB:
1710         return bishop_attacks_bb(sq, occ);
1711       case WR:
1712       case BR:
1713         return rook_attacks_bb(sq, occ);
1714       case WQ:
1715       case BQ:
1716         return bishop_attacks_bb(sq, occ) | rook_attacks_bb(sq, occ);
1717       default:
1718         assert(false);
1719         return 0ULL;
1720     }
1721   }
1722
1723   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1724   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1725   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1726   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1727   // second move is assumed to be a move from the current position.
1728
1729   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1730
1731     Square f1, t1, f2, t2;
1732     Piece p;
1733
1734     assert(move_is_ok(m1));
1735     assert(move_is_ok(m2));
1736
1737     if (m2 == MOVE_NONE)
1738         return false;
1739
1740     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1741     f2 = move_from(m2);
1742     t1 = move_to(m1);
1743     if (f2 == t1)
1744         return true;
1745
1746     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1747     t2 = move_to(m2);
1748     f1 = move_from(m1);
1749     if (t2 == f1)
1750         return true;
1751
1752     // Case 3: Moving through the vacated square
1753     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1754         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1755       return true;
1756
1757     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1758     p = pos.piece_on(t1);
1759     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1760         return true;
1761
1762     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1763     if (    piece_is_slider(p)
1764         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1765         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1766     {
1767         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1768         // move is the opposite of the checking piece.
1769         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1770         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1771
1772         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1773             return true;
1774     }
1775     return false;
1776   }
1777
1778
1779   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1780   // compensated for the ply.
1781
1782   bool value_is_mate(Value value) {
1783
1784     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1785
1786     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1787           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1788   }
1789
1790
1791   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1792   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1793   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1794
1795   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1796
1797     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1798       return v + ply;
1799
1800     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1801       return v - ply;
1802
1803     return v;
1804   }
1805
1806
1807   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1808   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1809
1810   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1811
1812     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1813       return v - ply;
1814
1815     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1816       return v + ply;
1817
1818     return v;
1819   }
1820
1821
1822   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1823   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1824   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1825   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1826   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1827   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1828   template <NodeType PvNode>
1829   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1830                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1831
1832     assert(m != MOVE_NONE);
1833
1834     Depth result = DEPTH_ZERO;
1835     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1836
1837     if (*dangerous)
1838     {
1839         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1840             result += CheckExtension[PvNode];
1841
1842         if (singleEvasion)
1843             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1844
1845         if (mateThreat)
1846             result += MateThreatExtension[PvNode];
1847     }
1848
1849     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1850     {
1851         Color c = pos.side_to_move();
1852         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1853         {
1854             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1855             *dangerous = true;
1856         }
1857         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1858         {
1859             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1860             *dangerous = true;
1861         }
1862     }
1863
1864     if (   captureOrPromotion
1865         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1866         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1867             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1868         && !move_is_promotion(m)
1869         && !move_is_ep(m))
1870     {
1871         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1872         *dangerous = true;
1873     }
1874
1875     if (   PvNode
1876         && captureOrPromotion
1877         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1878         && pos.see_sign(m) >= 0)
1879     {
1880         result += ONE_PLY / 2;
1881         *dangerous = true;
1882     }
1883
1884     return Min(result, ONE_PLY);
1885   }
1886
1887
1888   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1889   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1890
1891   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1892
1893     assert(move_is_ok(m));
1894     assert(threat && move_is_ok(threat));
1895     assert(!pos.move_is_check(m));
1896     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1897     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1898
1899     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1900
1901     mfrom = move_from(m);
1902     mto = move_to(m);
1903     tfrom = move_from(threat);
1904     tto = move_to(threat);
1905
1906     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1907     if (mfrom == tto)
1908         return true;
1909
1910     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1911     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1912     if (   pos.move_is_capture(threat)
1913         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1914             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1915         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1916         return true;
1917
1918     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1919     // prune safe moves which block its ray.
1920     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1921         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1922         && pos.see_sign(m) >= 0)
1923         return true;
1924
1925     return false;
1926   }
1927
1928
1929   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1930   // can be used at a given point in search.
1931
1932   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1933
1934     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1935
1936     return   (   tte->depth() >= depth
1937               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1938               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1939
1940           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1941               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1942   }
1943
1944
1945   // refine_eval() returns the transposition table score if
1946   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1947
1948   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1949
1950       assert(tte);
1951
1952       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1953
1954       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1955           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1956           return v;
1957
1958       return defaultEval;
1959   }
1960
1961
1962   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1963   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1964
1965   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1966                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1967     Move m;
1968
1969     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1970
1971     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1972     {
1973         m = movesSearched[i];
1974
1975         assert(m != move);
1976
1977         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1978             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1979     }
1980   }
1981
1982
1983   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1984   // among the killer moves of that ply.
1985
1986   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1987
1988     if (m == ss->killers[0])
1989         return;
1990
1991     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1992     ss->killers[0] = m;
1993   }
1994
1995
1996   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1997   // the static position evaluation before and after the move.
1998
1999   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2000
2001     if (   m != MOVE_NULL
2002         && before != VALUE_NONE
2003         && after != VALUE_NONE
2004         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
2005         && !move_is_special(m))
2006         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2007   }
2008
2009
2010   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2011   // since the beginning of the current search.
2012
2013   int current_search_time() {
2014
2015     return get_system_time() - SearchStartTime;
2016   }
2017
2018
2019   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2020
2021   std::string value_to_uci(Value v) {
2022
2023     std::stringstream s;
2024
2025     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2026       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2027     else
2028       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2029
2030     return s.str();
2031   }
2032
2033   // nps() computes the current nodes/second count.
2034
2035   int nps(const Position& pos) {
2036
2037     int t = current_search_time();
2038     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2039   }
2040
2041
2042   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2043   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2044   // search.
2045
2046   void poll(const Position& pos) {
2047
2048     static int lastInfoTime;
2049     int t = current_search_time();
2050
2051     //  Poll for input
2052     if (data_available())
2053     {
2054         // We are line oriented, don't read single chars
2055         std::string command;
2056
2057         if (!std::getline(std::cin, command))
2058             command = "quit";
2059
2060         if (command == "quit")
2061         {
2062             AbortSearch = true;
2063             PonderSearch = false;
2064             Quit = true;
2065             return;
2066         }
2067         else if (command == "stop")
2068         {
2069             AbortSearch = true;
2070             PonderSearch = false;
2071         }
2072         else if (command == "ponderhit")
2073             ponderhit();
2074     }
2075
2076     // Print search information
2077     if (t < 1000)
2078         lastInfoTime = 0;
2079
2080     else if (lastInfoTime > t)
2081         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2082         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2083         lastInfoTime = 0;
2084
2085     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2086     {
2087         lastInfoTime = t;
2088
2089         if (dbg_show_mean)
2090             dbg_print_mean();
2091
2092         if (dbg_show_hit_rate)
2093             dbg_print_hit_rate();
2094
2095         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2096              << " time " << t << endl;
2097     }
2098
2099     // Should we stop the search?
2100     if (PonderSearch)
2101         return;
2102
2103     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2104                            && !AspirationFailLow
2105                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2106
2107     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2108                      || stillAtFirstMove;
2109
2110     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2111         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2112         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2113         AbortSearch = true;
2114   }
2115
2116
2117   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2118   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2119   // it correctly predicted the opponent's move.
2120
2121   void ponderhit() {
2122
2123     int t = current_search_time();
2124     PonderSearch = false;
2125
2126     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2127                            && !AspirationFailLow
2128                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2129
2130     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2131                      || stillAtFirstMove;
2132
2133     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2134         AbortSearch = true;
2135   }
2136
2137
2138   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2139   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2140
2141   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2142
2143     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2144     {
2145         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2146         ss->skipNullMove = false;
2147         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2148         ss->sp = NULL;
2149
2150         if (i < 3)
2151             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2152     }
2153   }
2154
2155
2156   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2157   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2158   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2159   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2160   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2161   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2162
2163   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2164
2165     std::string command;
2166
2167     while (true)
2168     {
2169         if (!std::getline(std::cin, command))
2170             command = "quit";
2171
2172         if (command == "quit")
2173         {
2174             Quit = true;
2175             break;
2176         }
2177         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2178             break;
2179     }
2180   }
2181
2182
2183   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2184   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2185
2186   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2187
2188     cout << "info depth " << Iteration
2189          << " score "     << value_to_uci(value)
2190          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2191          << " time "  << current_search_time()
2192          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2193          << " nps "   << nps(pos)
2194          << " pv ";
2195
2196     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2197         cout << *m << " ";
2198
2199     cout << endl;
2200
2201     if (UseLogFile)
2202     {
2203         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2204                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2205
2206         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2207     }
2208   }
2209
2210
2211   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2212   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2213   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2214
2215   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2216
2217     StateInfo st;
2218     TTEntry* tte;
2219     Position p(pos, pos.thread());
2220     Value v, m = VALUE_NONE;
2221
2222     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2223     {
2224         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2225         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2226         {
2227             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2228             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2229         }
2230         p.do_move(pv[i], st);
2231     }
2232   }
2233
2234
2235   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2236   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2237   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2238   // long PV to print that is important for position analysis.
2239
2240   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2241
2242     StateInfo st;
2243     TTEntry* tte;
2244     Position p(pos, pos.thread());
2245     int ply = 0;
2246
2247     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2248
2249     pv[ply] = bestMove;
2250     p.do_move(pv[ply++], st);
2251
2252     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2253            && tte->move() != MOVE_NONE
2254            && move_is_legal(p, tte->move())
2255            && ply < PLY_MAX
2256            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2257     {
2258         pv[ply] = tte->move();
2259         p.do_move(pv[ply++], st);
2260     }
2261     pv[ply] = MOVE_NONE;
2262   }
2263
2264
2265   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2266   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2267   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2268   // threads and one for Windows threads.
2269
2270 #if !defined(_MSC_VER)
2271
2272   void* init_thread(void* threadID) {
2273
2274     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2275     return NULL;
2276   }
2277
2278 #else
2279
2280   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2281
2282     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2283     return 0;
2284   }
2285
2286 #endif
2287
2288
2289   /// The ThreadsManager class
2290
2291
2292   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2293   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2294   // to start a new search.
2295
2296   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2297
2298     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2299     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2300     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2301     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2302   }
2303
2304
2305   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2306   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2307   // object for which the current thread is the master.
2308
2309   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2310
2311     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2312
2313     int i;
2314     bool allFinished = false;
2315
2316     while (true)
2317     {
2318         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2319         // master should exit as last one.
2320         if (allThreadsShouldExit)
2321         {
2322             assert(!sp);
2323             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2324             return;
2325         }
2326
2327         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2328         // instead of wasting CPU time polling for work.
2329         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2330                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2331         {
2332             assert(!sp || useSleepingThreads);
2333             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2334
2335             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2336                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2337
2338             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2339             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2340
2341             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2342             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2343             allFinished = (i == activeThreads);
2344
2345             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2346             {
2347                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2348                 break;
2349             }
2350
2351             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2352             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2353                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2354
2355             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2356         }
2357
2358         // If this thread has been assigned work, launch a search
2359         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2360         {
2361             assert(!allThreadsShouldExit);
2362
2363             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2364
2365             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2366             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2367             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2368             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2369             ss->sp = tsp;
2370
2371             if (tsp->pvNode)
2372                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2373             else
2374                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2375
2376             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2377
2378             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2379
2380             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2381             // case we are the last slave of the split point.
2382             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2383                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2384         }
2385
2386         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2387         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2388         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2389         allFinished = (i == activeThreads);
2390
2391         if (allFinished)
2392         {
2393             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2394             // be sure sp->lock has been released before to return.
2395             lock_grab(&(sp->lock));
2396             lock_release(&(sp->lock));
2397
2398             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2399             // because here is all finished is not possible master is booked.
2400             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2401
2402             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2403             return;
2404         }
2405     }
2406   }
2407
2408
2409   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2410   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2411   // objects.
2412
2413   void ThreadsManager::init_threads() {
2414
2415     int i, arg[MAX_THREADS];
2416     bool ok;
2417
2418     // Initialize global locks
2419     lock_init(&mpLock);
2420
2421     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2422     {
2423         lock_init(&sleepLock[i]);
2424         cond_init(&sleepCond[i]);
2425     }
2426
2427     // Initialize splitPoints[] locks
2428     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2429         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2430             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2431
2432     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2433     allThreadsShouldExit = false;
2434
2435     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2436     activeThreads = 1;
2437
2438     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2439     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2440     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2441         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2442
2443     // Launch the helper threads
2444     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2445     {
2446         arg[i] = i;
2447
2448 #if !defined(_MSC_VER)
2449         pthread_t pthread[1];
2450         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2451         pthread_detach(pthread[0]);
2452 #else
2453         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2454 #endif
2455         if (!ok)
2456         {
2457             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2458             exit(EXIT_FAILURE);
2459         }
2460
2461         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2462         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2463     }
2464   }
2465
2466
2467   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2468   // helper threads exit cleanly.
2469
2470   void ThreadsManager::exit_threads() {
2471
2472     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2473
2474     // Wake up all the threads and waits for termination
2475     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2476     {
2477         wake_sleeping_thread(i);
2478         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2479     }
2480
2481     // Now we can safely destroy the locks
2482     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2483         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2484             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2485
2486     lock_destroy(&mpLock);
2487
2488     // Now we can safely destroy the wait conditions
2489     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2490     {
2491         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2492         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2493     }
2494   }
2495
2496
2497   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2498   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2499   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2500
2501   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2502
2503     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2504
2505     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2506
2507     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2508     return sp != NULL;
2509   }
2510
2511
2512   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2513   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2514   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2515   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2516   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2517   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2518   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2519
2520   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2521
2522     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2523     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2524     assert(activeThreads > 1);
2525
2526     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2527         return false;
2528
2529     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2530     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2531
2532     // No active split points means that the thread is available as
2533     // a slave for any other thread.
2534     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2535         return true;
2536
2537     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2538     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2539     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2540     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2541         return true;
2542
2543     return false;
2544   }
2545
2546
2547   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2548   // a slave for the thread with threadID "master".
2549
2550   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2551
2552     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2553     assert(activeThreads > 1);
2554
2555     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2556         if (thread_is_available(i, master))
2557             return true;
2558
2559     return false;
2560   }
2561
2562
2563   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2564   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2565   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2566   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2567   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2568   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2569   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2570   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2571
2572   template <bool Fake>
2573   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2574                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2575                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2576     assert(pos.is_ok());
2577     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2578     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2579     assert(*bestValue <= *alpha);
2580     assert(*alpha < beta);
2581     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2582     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2583     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2584     assert(activeThreads > 1);
2585
2586     int i, master = pos.thread();
2587     Thread& masterThread = threads[master];
2588
2589     lock_grab(&mpLock);
2590
2591     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2592     // active split points, don't split.
2593     if (   !available_thread_exists(master)
2594         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2595     {
2596         lock_release(&mpLock);
2597         return;
2598     }
2599
2600     // Pick the next available split point object from the split point stack
2601     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2602
2603     // Initialize the split point object
2604     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2605     splitPoint.master = master;
2606     splitPoint.stopRequest = false;
2607     splitPoint.ply = ply;
2608     splitPoint.depth = depth;
2609     splitPoint.threatMove = threatMove;
2610     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2611     splitPoint.alpha = *alpha;
2612     splitPoint.beta = beta;
2613     splitPoint.pvNode = pvNode;
2614     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2615     splitPoint.mp = mp;
2616     splitPoint.moveCount = moveCount;
2617     splitPoint.pos = &pos;
2618     splitPoint.nodes = 0;
2619     splitPoint.parentSstack = ss;
2620     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2621         splitPoint.slaves[i] = 0;
2622
2623     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2624
2625     // If we are here it means we are not available
2626     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2627
2628     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2629
2630     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2631     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2632         if (thread_is_available(i, master))
2633         {
2634             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2635             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2636             splitPoint.slaves[i] = 1;
2637             workersCnt++;
2638         }
2639
2640     assert(Fake || workersCnt > 1);
2641
2642     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2643     lock_release(&mpLock);
2644
2645     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2646     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2647     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2648         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2649         {
2650             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2651
2652             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2653
2654             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2655
2656             if (useSleepingThreads && i != master)
2657                 wake_sleeping_thread(i);
2658         }
2659
2660     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2661     // which it will instantly launch a search, because its state is
2662     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2663     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2664     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2665     idle_loop(master, &splitPoint);
2666
2667     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2668     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2669     lock_grab(&mpLock);
2670
2671     *alpha = splitPoint.alpha;
2672     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2673     masterThread.activeSplitPoints--;
2674     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2675     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2676
2677     lock_release(&mpLock);
2678   }
2679
2680
2681   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2682   // when it is time to start a new search.
2683
2684   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2685
2686      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2687      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2688      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2689   }
2690
2691
2692   /// The RootMoveList class
2693
2694   // RootMoveList c'tor
2695
2696   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2697
2698     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2699     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2700     StateInfo st;
2701     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2702
2703     // Initialize search stack
2704     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2705     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2706     count = 0;
2707
2708     // Generate all legal moves
2709     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2710
2711     // Add each move to the moves[] array
2712     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2713     {
2714         bool includeMove = includeAllMoves;
2715
2716         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2717             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2718
2719         if (!includeMove)
2720             continue;
2721
2722         // Find a quick score for the move
2723         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2724         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2725         pos.do_move(cur->move, st);
2726         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2727         pos.undo_move(cur->move);
2728         count++;
2729     }
2730     sort();
2731   }
2732
2733   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2734   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2735
2736   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2737   {
2738       Move move;
2739       int score = 1000;
2740       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2741
2742       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2743           for (int i = 0; i < count; i++)
2744               if (moves[i].move == move)
2745               {
2746                   moves[i].mp_score = score--;
2747                   break;
2748               }
2749   }
2750
2751   // RootMoveList simple methods definitions
2752
2753   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2754
2755     int j;
2756
2757     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2758         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2759
2760     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2761   }
2762
2763
2764   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2765   // iteration.
2766
2767   void RootMoveList::sort() {
2768
2769     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2770   }
2771
2772
2773   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2774   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2775   // correctly in MultiPV mode.
2776
2777   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2778
2779     int i,j;
2780
2781     for (i = 1; i <= n; i++)
2782     {
2783         RootMove rm = moves[i];
2784         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2785             moves[j] = moves[j - 1];
2786
2787         moves[j] = rm;
2788     }
2789   }
2790
2791 } // namespace