Rename piece_attacks_from() in attacks_from()
[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) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "bitcount.h"
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "thread.h"
42 #include "tt.h"
43 #include "ucioption.h"
44
45
46 ////
47 //// Local definitions
48 ////
49
50 namespace {
51
52   /// Types
53
54   // IterationInfoType stores search results for each iteration
55   //
56   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
57   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
58   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
59   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
60   // we guess what the right value might be and store our guess
61   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
62   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
63   // not exact is not big a problem.
64
65   struct IterationInfoType {
66
67     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
68     : value(v), speculatedValue(sv) {}
69
70     Value value, speculatedValue;
71   };
72
73
74   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
75   // Apart for the first one that has its score, following moves
76   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
77   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
78   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
79   // concurrent accessing under SMP case.
80
81   struct BetaCounterType {
82
83     BetaCounterType();
84     void clear();
85     void add(Color us, Depth d, int threadID);
86     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
87   };
88
89
90   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
91   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
92   // in the case of moves which fail low).
93
94   struct RootMove {
95
96     RootMove();
97     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
98
99     Move move;
100     Value score;
101     int64_t nodes, cumulativeNodes;
102     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
103     int64_t ourBeta, theirBeta;
104   };
105
106
107   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
108   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
109
110   class RootMoveList {
111
112   public:
113     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
114     inline Move get_move(int moveNum) const;
115     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
116     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
117     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
118     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
119     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
120     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
121     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
122     inline int move_count() const;
123     Move scan_for_easy_move() const;
124     inline void sort();
125     void sort_multipv(int n);
126
127   private:
128     static const int MaxRootMoves = 500;
129     RootMove moves[MaxRootMoves];
130     int count;
131   };
132
133
134   /// Constants
135
136   // Search depth at iteration 1
137   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
138
139   // Depth limit for selective search
140   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
141
142   // Use internal iterative deepening?
143   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
144   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
145
146   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
147   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
148   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
149   const Value IIDMargin = Value(0x100);
150
151   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
152   // better than the second best move.
153   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
154
155   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
156   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
157   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
158   // time looking for a better move.
159   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
160
161   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
162   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
163   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
164   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
165
166   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
167   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
168   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
169
170   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
171   // understand their precise meaning.
172   const bool PruneEscapeMoves    = false;
173   const bool PruneDefendingMoves = false;
174   const bool PruneBlockingMoves  = false;
175
176   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
177   // and near frontier nodes.
178   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
179
180   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
181   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
182   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
183                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
184   // Razoring
185   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
186
187   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
188   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
189
190   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
191   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
192
193
194   /// Variables initialized by UCI options
195
196   // Adjustable playing strength
197   int Slowdown = 0;
198   const int SlowdownArray[32] = {
199     19, 41, 70, 110, 160, 230, 320, 430, 570, 756, 1000, 1300, 1690, 2197,
200     2834, 3600, 4573, 5809, 7700, 9863, 12633, 16181, 20726, 26584, 34005,
201     43557, 55792, 71463, 91536, 117247, 150180, 192363
202   };
203   int Strength;
204   const int MaxStrength = 25;
205
206   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
207   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
208
209   // Depth limit for use of dynamic threat detection
210   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
211
212   // Last seconds noise filtering (LSN)
213   const bool UseLSNFiltering = true;
214   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
215   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
216   bool loseOnTime = false;
217
218   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
219   // There is heavy SMP read access on these arrays
220   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
221   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
222
223   // Iteration counters
224   int Iteration;
225   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
226
227   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
228   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
229   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
230
231   // MultiPV mode
232   int MultiPV;
233
234   // Time managment variables
235   int SearchStartTime;
236   int MaxNodes, MaxDepth;
237   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
238   int RootMoveNumber;
239   bool InfiniteSearch;
240   bool PonderSearch;
241   bool StopOnPonderhit;
242   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
243   bool Quit;
244   bool FailHigh;
245   bool FailLow;
246   bool Problem;
247
248   // Show current line?
249   bool ShowCurrentLine;
250
251   // Log file
252   bool UseLogFile;
253   std::ofstream LogFile;
254
255   // MP related variables
256   int ActiveThreads = 1;
257   Depth MinimumSplitDepth;
258   int MaxThreadsPerSplitPoint;
259   Thread Threads[THREAD_MAX];
260   Lock MPLock;
261   Lock IOLock;
262   bool AllThreadsShouldExit = false;
263   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
264   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
265   bool Idle = true;
266
267 #if !defined(_MSC_VER)
268   pthread_cond_t WaitCond;
269   pthread_mutex_t WaitLock;
270 #else
271   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
272 #endif
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
275   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282
283   /// Functions
284
285   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
286   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
287   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
288   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
289   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
290   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
291   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
292   void init_node(const Position& pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
293   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
294   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
295   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
296   bool value_is_mate(Value value);
297   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
298   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
299   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
300   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
301   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
302   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m);
303   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
304   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
305   void slowdown(const Position& pos);
306
307   bool fail_high_ply_1();
308   int current_search_time();
309   int nps();
310   void poll();
311   void ponderhit();
312   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
313   void wait_for_stop_or_ponderhit();
314
315   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
316   void init_split_point_stack();
317   void destroy_split_point_stack();
318   bool thread_should_stop(int threadID);
319   bool thread_is_available(int slave, int master);
320   bool idle_thread_exists(int master);
321   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
322              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
323              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
324   void wake_sleeping_threads();
325
326 #if !defined(_MSC_VER)
327   void *init_thread(void *threadID);
328 #else
329   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
330 #endif
331
332 }
333
334
335 ////
336 //// Functions
337 ////
338
339 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
340 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
341 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
342 /// when a quit command is received during the search.
343
344 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
345            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
346            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
347
348   // Look for a book move
349   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
350   {
351       Move bookMove;
352       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
353           OpeningBook.open("book.bin");
354
355       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
356       if (bookMove != MOVE_NONE)
357       {
358           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
359           return true;
360       }
361   }
362
363   // Initialize global search variables
364   Idle = false;
365   SearchStartTime = get_system_time();
366   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
367   {
368       Threads[i].nodes = 0ULL;
369       Threads[i].failHighPly1 = false;
370   }
371   NodesSincePoll = 0;
372   InfiniteSearch = infinite;
373   PonderSearch = ponder;
374   StopOnPonderhit = false;
375   AbortSearch = false;
376   Quit = false;
377   FailHigh = false;
378   FailLow = false;
379   Problem = false;
380   ExactMaxTime = maxTime;
381
382   // Read UCI option values
383   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
384   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
385   {
386       TT.clear();
387       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
388   }
389
390   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
391   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
392
393   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
394   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
395
396   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
397   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
398
399   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
400   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
401
402   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
403   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
404
405   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
406   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
407
408   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
409   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
410
411   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
412   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
413   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
414
415   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
416   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
417   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
418   if (UseLogFile)
419       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
420
421   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
422   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
423
424   read_weights(pos.side_to_move());
425
426   // Set the number of active threads. If UCI_LimitStrength is enabled, never
427   // use more than one thread.
428   int newActiveThreads =
429     get_option_value_bool("UCI_LimitStrength")? 1 : get_option_value_int("Threads");
430   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
431   {
432       ActiveThreads = newActiveThreads;
433       init_eval(ActiveThreads);
434   }
435
436   // Wake up sleeping threads
437   wake_sleeping_threads();
438
439   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
440       assert(thread_is_available(i, 0));
441
442   // Set playing strength
443   if (get_option_value_bool("UCI_LimitStrength"))
444   {
445       Strength = (get_option_value_int("UCI_Elo") - 2100) / 25;
446       Slowdown =
447         (Strength == MaxStrength)? 0 : SlowdownArray[Max(0, 31-Strength)];
448   }
449   else
450   {
451       Strength = MaxStrength;
452       Slowdown = 0;
453   }
454
455   // Set thinking time
456   int myTime = time[side_to_move];
457   int myIncrement = increment[side_to_move];
458
459   if (!movesToGo) // Sudden death time control
460   {
461       if (myIncrement)
462       {
463           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
464           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
465       } else { // Blitz game without increment
466           MaxSearchTime = myTime / 30;
467           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
468       }
469   }
470   else // (x moves) / (y minutes)
471   {
472       if (movesToGo == 1)
473       {
474           MaxSearchTime = myTime / 2;
475           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
476       } else {
477           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
478           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
479       }
480   }
481
482   if (PonderingEnabled)
483   {
484       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
485       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
486   }
487
488   // Fixed depth or fixed number of nodes?
489   MaxDepth = maxDepth;
490   if (MaxDepth)
491       InfiniteSearch = true; // HACK
492
493   MaxNodes = maxNodes;
494   if (MaxNodes)
495   {
496       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
497       InfiniteSearch = true; // HACK
498   }
499   else if (Slowdown) {
500       if (Slowdown > 50000) NodesBetweenPolls = 30;
501       else if (Slowdown > 10000) NodesBetweenPolls = 100;
502       else if (Slowdown > 1000) NodesBetweenPolls = 500;
503       else if (Slowdown > 100) NodesBetweenPolls = 3000;
504       else NodesBetweenPolls = 15000;
505   }
506   else
507       NodesBetweenPolls = 30000;
508
509   // Write information to search log file
510   if (UseLogFile)
511       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
512               << "infinite: "  << infinite
513               << " ponder: "   << ponder
514               << " time: "     << myTime
515               << " increment: " << myIncrement
516               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
517
518
519   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
520   //
521   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
522   if (!loseOnTime)
523   {
524       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
525       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
526                      && myTime < LSNTime
527                      && myIncrement == 0
528                      && v < -LSNValue);
529   }
530   else
531   {
532       loseOnTime = false; // reset for next match
533       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
534           ; // wait here
535       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
536   }
537
538   if (UseLogFile)
539       LogFile.close();
540
541   Idle = true;
542   return !Quit;
543 }
544
545
546 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
547 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
548 /// objects.
549
550 void init_threads() {
551
552   volatile int i;
553
554 #if !defined(_MSC_VER)
555   pthread_t pthread[1];
556 #endif
557
558   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
559       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
560
561   // Initialize global locks
562   lock_init(&MPLock, NULL);
563   lock_init(&IOLock, NULL);
564
565   init_split_point_stack();
566
567 #if !defined(_MSC_VER)
568   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
569   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
570 #else
571   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
572       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
573 #endif
574
575   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
576   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
577   {
578       Threads[i].stop = false;
579       Threads[i].workIsWaiting = false;
580       Threads[i].idle = true;
581       Threads[i].running = false;
582   }
583
584   // Launch the helper threads
585   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
586   {
587 #if !defined(_MSC_VER)
588       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
589 #else
590       DWORD iID[1];
591       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
592 #endif
593
594       // Wait until the thread has finished launching
595       while (!Threads[i].running);
596   }
597 }
598
599
600 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
601 /// helper threads exit cleanly.
602
603 void stop_threads() {
604
605   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
606   Idle = false;  // HACK
607   wake_sleeping_threads();
608   AllThreadsShouldExit = true;
609   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
610   {
611       Threads[i].stop = true;
612       while(Threads[i].running);
613   }
614   destroy_split_point_stack();
615 }
616
617
618 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
619 /// the current search.
620
621 int64_t nodes_searched() {
622
623   int64_t result = 0ULL;
624   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
625       result += Threads[i].nodes;
626   return result;
627 }
628
629
630 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
631 // new search from the root.
632 void SearchStack::init(int ply) {
633
634   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
635   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
636   reduction = Depth(0);
637 }
638
639 void SearchStack::initKillers() {
640
641   mateKiller = MOVE_NONE;
642   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
643       killers[i] = MOVE_NONE;
644 }
645
646 namespace {
647
648   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
649   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
650   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
651   // reached.
652
653   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
654
655     Position p(pos);
656     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
657
658     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
659     RootMoveList rml(p, searchMoves);
660
661     // Initialize
662     TT.new_search();
663     H.clear();
664     for (int i = 0; i < 3; i++)
665     {
666         ss[i].init(i);
667         ss[i].initKillers();
668     }
669     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
670     Iteration = 1;
671
672     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
673
674     // Iterative deepening loop
675     while (Iteration < PLY_MAX)
676     {
677         // Initialize iteration
678         rml.sort();
679         Iteration++;
680         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
681         if (Iteration <= 5)
682             ExtraSearchTime = 0;
683
684         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
685
686         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
687         Value alpha, beta;
688
689         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
690         {
691             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
692             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
693
694             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
695
696             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
697             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
698         }
699         else
700         {
701             alpha = - VALUE_INFINITE;
702             beta  =   VALUE_INFINITE;
703         }
704
705         // Search to the current depth
706         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
707
708         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
709         // been overwritten during the search.
710         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
711
712         if (AbortSearch)
713             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
714
715         //Save info about search result
716         Value speculatedValue;
717         bool fHigh = false;
718         bool fLow = false;
719         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
720
721         if (value >= beta)
722         {
723             assert(delta > 0);
724
725             fHigh = true;
726             speculatedValue = value + delta;
727             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
728         }
729         else if (value <= alpha)
730         {
731             assert(value == alpha);
732             assert(delta < 0);
733
734             fLow = true;
735             speculatedValue = value + delta;
736             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
737         } else
738             speculatedValue = value;
739
740         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
741         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
742
743         // Erase the easy move if it differs from the new best move
744         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
745             EasyMove = MOVE_NONE;
746
747         Problem = false;
748
749         if (!InfiniteSearch)
750         {
751             // Time to stop?
752             bool stopSearch = false;
753
754             // Stop search early if there is only a single legal move
755             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
756                 stopSearch = true;
757
758             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
759             if (  Iteration >= 6
760                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
761                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
762                 stopSearch = true;
763
764             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
765             int64_t nodes = nodes_searched();
766             if (   Iteration >= 8
767                 && !fLow
768                 && !fHigh
769                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
770                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
771                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
772                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
773                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
774                 stopSearch = true;
775
776             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
777             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
778                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
779                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
780
781             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
782             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
783             // move at the next iteration anyway.
784             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
785                 stopSearch = true;
786
787             if (stopSearch)
788             {
789                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
790                 if (!PonderSearch)
791                     break;
792                 else
793                     StopOnPonderhit = true;
794             }
795         }
796
797         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
798             break;
799     }
800
801     rml.sort();
802
803     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
804     // are told to do so
805     if (PonderSearch)
806         wait_for_stop_or_ponderhit();
807     else
808         // Print final search statistics
809         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
810                   << " nps " << nps()
811                   << " time " << current_search_time()
812                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
813
814     // Print the best move and the ponder move to the standard output
815     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
816     {
817         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
818         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
819     }
820     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
821     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
822         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
823
824     std::cout << std::endl;
825
826     if (UseLogFile)
827     {
828         if (dbg_show_mean)
829             dbg_print_mean(LogFile);
830
831         if (dbg_show_hit_rate)
832             dbg_print_hit_rate(LogFile);
833
834         StateInfo st;
835         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
836                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
837                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
838
839         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
840         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
841                 << std::endl << std::endl;
842     }
843     return rml.get_move_score(0);
844   }
845
846
847   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
848   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
849   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
850   // and prints some information to the standard output.
851
852   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
853
854     Value oldAlpha = alpha;
855     Value value;
856     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
857
858     // Loop through all the moves in the root move list
859     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
860     {
861         if (alpha >= beta)
862         {
863             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
864             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
865             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
866             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
867             continue;
868         }
869         int64_t nodes;
870         Move move;
871         StateInfo st;
872         Depth ext, newDepth;
873
874         RootMoveNumber = i + 1;
875         FailHigh = false;
876
877         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
878         // are used to sort the root moves at the next iteration.
879         nodes = nodes_searched();
880
881         // Reset beta cut-off counters
882         BetaCounter.clear();
883
884         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
885         // the standard output.
886         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
887         if (current_search_time() >= 1000)
888             std::cout << "info currmove " << move
889                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
890
891         // Decide search depth for this move
892         bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
893         bool dangerous;
894         ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
895         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
896
897         // Make the move, and search it
898         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
899
900         if (i < MultiPV)
901         {
902             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
903             if (MultiPV > 1)
904                 alpha = -VALUE_INFINITE;
905
906             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
907             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
908             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
909             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
910             // current iteration before playing a move.
911             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
912
913             if (Problem && StopOnPonderhit)
914                 StopOnPonderhit = false;
915         }
916         else
917         {
918             if (   newDepth >= 3*OnePly
919                 && i >= MultiPV + LMRPVMoves
920                 && !dangerous
921                 && !moveIsCapture
922                 && !move_is_promotion(move)
923                 && !move_is_castle(move))
924             {
925                 ss[0].reduction = OnePly;
926                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
927             } else
928                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
929
930             if (value > alpha)
931             {
932                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
933                 if (value > alpha)
934                 {
935                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
936                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
937                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
938                     // prematurely during a fail high research.
939                     FailHigh = true;
940                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
941                 }
942             }
943         }
944
945         pos.undo_move(move);
946
947         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
948         // was aborted because the user interrupted the search or because we
949         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
950         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
951         // move and/or PV.
952         if (AbortSearch)
953             break;
954
955         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
956         // sort the root moves at the next iteration.
957         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
958
959         // Remember the beta-cutoff statistics
960         int64_t our, their;
961         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
962         rml.set_beta_counters(i, our, their);
963
964         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
965
966         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
967             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
968         else
969         {
970             // PV move or new best move!
971
972             // Update PV
973             rml.set_move_score(i, value);
974             update_pv(ss, 0);
975             TT.extract_pv(pos, ss[0].pv);
976             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
977
978             if (MultiPV == 1)
979             {
980                 // We record how often the best move has been changed in each
981                 // iteration. This information is used for time managment: When
982                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
983                 if (i > 0)
984                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
985
986                 // Print search information to the standard output
987                 std::cout << "info depth " << Iteration
988                           << " score " << value_to_string(value)
989                           << ((value >= beta)?
990                               " lowerbound" : ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
991                           << " time " << current_search_time()
992                           << " nodes " << nodes_searched()
993                           << " nps " << nps()
994                           << " pv ";
995
996                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
997                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
998
999                 std::cout << std::endl;
1000
1001                 if (UseLogFile)
1002                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
1003                             << std::endl;
1004
1005                 if (value > alpha)
1006                     alpha = value;
1007
1008                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
1009                 // far below the final value from the last iteration.
1010                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
1011                     Problem = false;
1012             }
1013             else // MultiPV > 1
1014             {
1015                 rml.sort_multipv(i);
1016                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1017                 {
1018                     int k;
1019                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1020                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1021                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1022                               << " time " << current_search_time()
1023                               << " nodes " << nodes_searched()
1024                               << " nps " << nps()
1025                               << " pv ";
1026
1027                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1028                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1029
1030                     std::cout << std::endl;
1031                 }
1032                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1033             }
1034         } // New best move case
1035
1036         assert(alpha >= oldAlpha);
1037
1038         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1039     }
1040     return alpha;
1041   }
1042
1043
1044   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1045
1046   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1047                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1048
1049     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1050     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1051     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1052     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1053
1054     if (depth < OnePly)
1055         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1056
1057     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1058     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1059     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1060
1061     // After init_node() that calls poll()
1062     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1063         return Value(0);
1064
1065     if (pos.is_draw())
1066         return VALUE_DRAW;
1067
1068     EvalInfo ei;
1069
1070     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1071         return evaluate(pos, ei, threadID);
1072
1073     // Mate distance pruning
1074     Value oldAlpha = alpha;
1075     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1076     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1077     if (alpha >= beta)
1078         return alpha;
1079
1080     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1081     // pruning, but only for move ordering.
1082     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1083     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1084
1085     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1086     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1087     {
1088         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1089         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1090     }
1091
1092     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1093     // to search all moves
1094     Move move, movesSearched[256];
1095     int moveCount = 0;
1096     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1097     Color us = pos.side_to_move();
1098     bool isCheck = pos.is_check();
1099     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1100
1101     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1102     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1103
1104     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1105     // occurs.
1106     while (   alpha < beta
1107            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1108            && !thread_should_stop(threadID))
1109     {
1110       assert(move_is_ok(move));
1111
1112       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1113       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1114       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1115
1116       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1117
1118       // Decide the new search depth
1119       bool dangerous;
1120       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1121       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1122
1123       // Make and search the move
1124       StateInfo st;
1125       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1126
1127       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1128           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1129       else
1130       {
1131         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1132         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1133         if (    depth >= 3*OnePly
1134             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1135             && !dangerous
1136             && !moveIsCapture
1137             && !move_is_promotion(move)
1138             && !move_is_castle(move)
1139             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1140         {
1141             ss[ply].reduction = OnePly;
1142             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1143         }
1144         else
1145             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1146
1147         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1148         {
1149             ss[ply].reduction = Depth(0);
1150             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1151             if (value > alpha && value < beta)
1152             {
1153                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1154                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1155                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1156                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1157                 // result in a big drop in score at the root.
1158                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1159                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1160
1161                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1162                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1163                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1164           }
1165         }
1166       }
1167       pos.undo_move(move);
1168
1169       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1170
1171       // New best move?
1172       if (value > bestValue)
1173       {
1174           bestValue = value;
1175           if (value > alpha)
1176           {
1177               alpha = value;
1178               update_pv(ss, ply);
1179               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1180                   ss[ply].mateKiller = move;
1181           }
1182           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1183           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1184           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1185           if (   ply == 1
1186               && Iteration >= 2
1187               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1188               Problem = true;
1189       }
1190
1191       // Split?
1192       if (   ActiveThreads > 1
1193           && bestValue < beta
1194           && depth >= MinimumSplitDepth
1195           && Iteration <= 99
1196           && idle_thread_exists(threadID)
1197           && !AbortSearch
1198           && !thread_should_stop(threadID)
1199           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1200                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1201           break;
1202     }
1203
1204     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1205     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1206     if (moveCount == 0)
1207         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1208
1209     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1210     // history counters, and killer moves.
1211     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1212         return bestValue;
1213
1214     if (bestValue <= oldAlpha)
1215         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1216
1217     else if (bestValue >= beta)
1218     {
1219         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1220         Move m = ss[ply].pv[ply];
1221         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1222         {
1223             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1224             update_killers(m, ss[ply]);
1225         }
1226         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1227     }
1228     else
1229         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1230
1231     return bestValue;
1232   }
1233
1234
1235   // search() is the search function for zero-width nodes.
1236
1237   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1238                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1239
1240     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1241     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1242     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1243
1244     if (depth < OnePly)
1245         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1246
1247     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1248     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1249     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1250
1251     // After init_node() that calls poll()
1252     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1253         return Value(0);
1254
1255     if (pos.is_draw())
1256         return VALUE_DRAW;
1257
1258     EvalInfo ei;
1259
1260     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1261         return evaluate(pos, ei, threadID);
1262
1263     // Mate distance pruning
1264     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1265         return beta;
1266
1267     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1268         return beta - 1;
1269
1270     // Transposition table lookup
1271     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1272     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1273
1274     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1275     {
1276         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1277         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1278     }
1279
1280     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1281     bool mateThreat = false;
1282     bool isCheck = pos.is_check();
1283
1284     // Null move search
1285     if (    allowNullmove
1286         &&  depth > OnePly
1287         && !isCheck
1288         && !value_is_mate(beta)
1289         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1290         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1291     {
1292         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1293
1294         StateInfo st;
1295         pos.do_null_move(st);
1296         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1297
1298         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1299
1300         pos.undo_null_move();
1301
1302         if (nullValue >= beta)
1303         {
1304             if (depth < 6 * OnePly)
1305                 return beta;
1306
1307             // Do zugzwang verification search
1308             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1309             if (v >= beta)
1310                 return beta;
1311         } else {
1312             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1313             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1314             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1315             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1316             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1317             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1318             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1319                 mateThreat = true;
1320
1321             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1322             if (   depth < ThreatDepth
1323                 && ss[ply - 1].reduction
1324                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1325                 return beta - 1;
1326         }
1327     }
1328     // Null move search not allowed, try razoring
1329     else if (   !value_is_mate(beta)
1330              && depth < RazorDepth
1331              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1332              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1333              && ttMove == MOVE_NONE
1334              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1335     {
1336         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1337         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1338           return v;
1339     }
1340
1341     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1342     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1343         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1344     {
1345         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1346         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1347     }
1348
1349     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1350     // to search all moves.
1351     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1352
1353     Move move, movesSearched[256];
1354     int moveCount = 0;
1355     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1356     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1357     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1358     bool useFutilityPruning =   depth < SelectiveDepth
1359                              && !isCheck;
1360
1361     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1362     // occurs.
1363     while (   bestValue < beta
1364            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1365            && !thread_should_stop(threadID))
1366     {
1367       assert(move_is_ok(move));
1368
1369       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1370       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1371       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1372
1373       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1374
1375       // Decide the new search depth
1376       bool dangerous;
1377       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1378       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1379
1380       // Futility pruning
1381       if (    useFutilityPruning
1382           && !dangerous
1383           && !moveIsCapture
1384           && !move_is_promotion(move))
1385       {
1386           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1387           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1388               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1389               continue;
1390
1391           // Value based pruning
1392           if (approximateEval < beta)
1393           {
1394               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1395                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1396                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1397
1398               if (futilityValue < beta)
1399               {
1400                   if (futilityValue > bestValue)
1401                       bestValue = futilityValue;
1402                   continue;
1403               }
1404           }
1405       }
1406
1407       // Make and search the move
1408       StateInfo st;
1409       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1410
1411       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1412       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1413       if (    depth >= 3*OnePly
1414           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1415           && !dangerous
1416           && !moveIsCapture
1417           && !move_is_promotion(move)
1418           && !move_is_castle(move)
1419           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1420       {
1421           ss[ply].reduction = OnePly;
1422           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1423       }
1424       else
1425         value = beta; // Just to trigger next condition
1426
1427       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1428       {
1429           ss[ply].reduction = Depth(0);
1430           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1431       }
1432       pos.undo_move(move);
1433
1434       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1435
1436       // New best move?
1437       if (value > bestValue)
1438       {
1439         bestValue = value;
1440         if (value >= beta)
1441             update_pv(ss, ply);
1442
1443         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1444             ss[ply].mateKiller = move;
1445       }
1446
1447       // Split?
1448       if (   ActiveThreads > 1
1449           && bestValue < beta
1450           && depth >= MinimumSplitDepth
1451           && Iteration <= 99
1452           && idle_thread_exists(threadID)
1453           && !AbortSearch
1454           && !thread_should_stop(threadID)
1455           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1456                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1457         break;
1458     }
1459
1460     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1461     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1462     if (moveCount == 0)
1463         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1464
1465     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1466     // history counters, and killer moves.
1467     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1468         return bestValue;
1469
1470     if (bestValue < beta)
1471         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1472     else
1473     {
1474         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1475         Move m = ss[ply].pv[ply];
1476         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1477         {
1478             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1479             update_killers(m, ss[ply]);
1480         }
1481         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1482     }
1483
1484     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1485
1486     return bestValue;
1487   }
1488
1489
1490   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1491   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1492   // less than OnePly).
1493
1494   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1495                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1496
1497     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1498     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1499     assert(depth <= 0);
1500     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1501     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1502
1503     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1504     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1505     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1506
1507     // After init_node() that calls poll()
1508     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1509         return Value(0);
1510
1511     if (pos.is_draw())
1512         return VALUE_DRAW;
1513
1514     // Transposition table lookup, only when not in PV
1515     TTEntry* tte = NULL;
1516     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1517     if (!pvNode)
1518     {
1519         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1520         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1521         {
1522             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1523
1524             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1525         }
1526     }
1527     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1528
1529     // Evaluate the position statically
1530     EvalInfo ei;
1531     Value staticValue;
1532     bool isCheck = pos.is_check();
1533     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1534
1535     if (isCheck)
1536         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1537
1538     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1539     {
1540         // Use the cached evaluation score if possible
1541         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1542
1543         staticValue = tte->value() + ply;
1544     }
1545     else
1546         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID) + ply;
1547
1548     if (ply == PLY_MAX - 1)
1549         return evaluate(pos, ei, threadID);
1550
1551     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1552     // at least beta.
1553     Value bestValue = staticValue;
1554
1555     if (bestValue >= beta)
1556     {
1557         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1558         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1559             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EVAL, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1560
1561         return bestValue;
1562     }
1563
1564     if (bestValue > alpha)
1565         alpha = bestValue;
1566
1567     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1568     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1569     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1570     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1571     Move move;
1572     int moveCount = 0;
1573     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1574     Color us = pos.side_to_move();
1575     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1576
1577     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1578     // occurs.
1579     while (   alpha < beta
1580            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1581     {
1582       assert(move_is_ok(move));
1583
1584       moveCount++;
1585       ss[ply].currentMove = move;
1586
1587       // Futility pruning
1588       if (   enoughMaterial
1589           && !isCheck
1590           && !pvNode
1591           && !move_is_promotion(move)
1592           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1593           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1594       {
1595           Value futilityValue = staticValue
1596                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1597                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1598                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1599                               + FutilityMarginQS
1600                               + ei.futilityMargin;
1601
1602           if (futilityValue < alpha)
1603           {
1604               if (futilityValue > bestValue)
1605                   bestValue = futilityValue;
1606               continue;
1607           }
1608       }
1609
1610       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1611       if (   !isCheck
1612           && !move_is_promotion(move)
1613           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1614           continue;
1615
1616       // Make and search the move.
1617       StateInfo st;
1618       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1619       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1620       pos.undo_move(move);
1621
1622       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1623
1624       // New best move?
1625       if (value > bestValue)
1626       {
1627           bestValue = value;
1628           if (value > alpha)
1629           {
1630               alpha = value;
1631               update_pv(ss, ply);
1632           }
1633        }
1634     }
1635
1636     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1637     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1638     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1639         return value_mated_in(ply);
1640
1641     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1642
1643     // Update transposition table
1644     Move m = ss[ply].pv[ply];
1645     if (!pvNode)
1646     {
1647         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1648         if (bestValue < beta)
1649             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE);
1650         else
1651             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, m);
1652     }
1653
1654     // Update killers only for good check moves
1655     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1656         update_killers(m, ss[ply]);
1657
1658     return bestValue;
1659   }
1660
1661
1662   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1663   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1664   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1665   // table, done a null move search, and searched the first move before
1666   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1667   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1668   // care of after we return from the split point.
1669
1670   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1671
1672     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1673     assert(ActiveThreads > 1);
1674
1675     Position pos = Position(sp->pos);
1676     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1677     Value value;
1678     Move move;
1679     bool isCheck = pos.is_check();
1680     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1681                               && !isCheck;
1682
1683     while (    sp->bestValue < sp->beta
1684            && !thread_should_stop(threadID)
1685            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1686     {
1687       assert(move_is_ok(move));
1688
1689       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1690       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1691
1692       lock_grab(&(sp->lock));
1693       int moveCount = ++sp->moves;
1694       lock_release(&(sp->lock));
1695
1696       ss[sp->ply].currentMove = move;
1697
1698       // Decide the new search depth.
1699       bool dangerous;
1700       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1701       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1702
1703       // Prune?
1704       if (    useFutilityPruning
1705           && !dangerous
1706           && !moveIsCapture
1707           && !move_is_promotion(move)
1708           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1709           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1710         continue;
1711
1712       // Make and search the move.
1713       StateInfo st;
1714       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1715
1716       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1717       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1718       if (   !dangerous
1719           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1720           && !moveIsCapture
1721           && !move_is_promotion(move)
1722           && !move_is_castle(move)
1723           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1724       {
1725           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1726           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1727       }
1728       else
1729           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1730
1731       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1732       {
1733           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1734           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1735       }
1736       pos.undo_move(move);
1737
1738       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1739
1740       if (thread_should_stop(threadID))
1741           break;
1742
1743       // New best move?
1744       lock_grab(&(sp->lock));
1745       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1746       {
1747           sp->bestValue = value;
1748           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1749           {
1750               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1751               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1752                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1753                       Threads[i].stop = true;
1754
1755               sp->finished = true;
1756         }
1757       }
1758       lock_release(&(sp->lock));
1759     }
1760
1761     lock_grab(&(sp->lock));
1762
1763     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1764     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1765     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1766         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1767             if (sp->slaves[i])
1768                 Threads[i].stop = true;
1769
1770     sp->cpus--;
1771     sp->slaves[threadID] = 0;
1772
1773     lock_release(&(sp->lock));
1774   }
1775
1776
1777   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1778   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1779   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1780   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1781   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1782   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1783   // after we return from the split point.
1784
1785   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1786
1787     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1788     assert(ActiveThreads > 1);
1789
1790     Position pos = Position(sp->pos);
1791     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1792     Value value;
1793     Move move;
1794
1795     while (    sp->alpha < sp->beta
1796            && !thread_should_stop(threadID)
1797            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1798     {
1799       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1800       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1801
1802       assert(move_is_ok(move));
1803
1804       lock_grab(&(sp->lock));
1805       int moveCount = ++sp->moves;
1806       lock_release(&(sp->lock));
1807
1808       ss[sp->ply].currentMove = move;
1809
1810       // Decide the new search depth.
1811       bool dangerous;
1812       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1813       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1814
1815       // Make and search the move.
1816       StateInfo st;
1817       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1818
1819       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1820       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1821       if (   !dangerous
1822           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1823           && !moveIsCapture
1824           && !move_is_promotion(move)
1825           && !move_is_castle(move)
1826           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1827       {
1828           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1829           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1830       }
1831       else
1832           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1833
1834       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1835       {
1836           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1837           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1838
1839           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1840           {
1841               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1842               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1843               // time managment: We don't want to stop the search early in
1844               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1845               // result in a big drop in score at the root.
1846               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1847                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1848
1849               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1850               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1851         }
1852       }
1853       pos.undo_move(move);
1854
1855       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1856
1857       if (thread_should_stop(threadID))
1858           break;
1859
1860       // New best move?
1861       lock_grab(&(sp->lock));
1862       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1863       {
1864           sp->bestValue = value;
1865           if (value > sp->alpha)
1866           {
1867               sp->alpha = value;
1868               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1869               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1870                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1871
1872               if (value >= sp->beta)
1873               {
1874                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1875                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1876                           Threads[i].stop = true;
1877
1878                   sp->finished = true;
1879               }
1880         }
1881         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1882         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1883         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1884         if (   sp->ply == 1
1885             && Iteration >= 2
1886             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1887             Problem = true;
1888       }
1889       lock_release(&(sp->lock));
1890     }
1891
1892     lock_grab(&(sp->lock));
1893
1894     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1895     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1896     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1897         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1898             if (sp->slaves[i])
1899                 Threads[i].stop = true;
1900
1901     sp->cpus--;
1902     sp->slaves[threadID] = 0;
1903
1904     lock_release(&(sp->lock));
1905   }
1906
1907   /// The BetaCounterType class
1908
1909   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1910
1911   void BetaCounterType::clear() {
1912
1913     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1914         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
1915   }
1916
1917   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1918
1919     // Weighted count based on depth
1920     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
1921   }
1922
1923   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1924
1925     our = their = 0UL;
1926     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1927     {
1928         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
1929         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
1930     }
1931   }
1932
1933
1934   /// The RootMove class
1935
1936   // Constructor
1937
1938   RootMove::RootMove() {
1939     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1940   }
1941
1942   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1943   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1944   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1945   // have equal score but m1 has the higher node count.
1946
1947   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1948
1949     if (score != m.score)
1950         return (score < m.score);
1951
1952     return theirBeta <= m.theirBeta;
1953   }
1954
1955   /// The RootMoveList class
1956
1957   // Constructor
1958
1959   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1960
1961     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1962     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1963
1964     // Generate all legal moves
1965     MoveStack* last = generate_legal_moves(pos, mlist);
1966
1967     // Add each move to the moves[] array
1968     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
1969     {
1970         bool includeMove = includeAllMoves;
1971
1972         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1973             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
1974
1975         if (!includeMove)
1976             continue;
1977
1978         // Find a quick score for the move
1979         StateInfo st;
1980         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1981
1982         moves[count].move = cur->move;
1983         pos.do_move(moves[count].move, st);
1984         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
1985         pos.undo_move(moves[count].move);
1986         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
1987         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1988         count++;
1989     }
1990     sort();
1991   }
1992
1993
1994   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1995
1996   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1997     return moves[moveNum].move;
1998   }
1999
2000   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
2001     return moves[moveNum].score;
2002   }
2003
2004   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2005     moves[moveNum].score = score;
2006   }
2007
2008   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2009     moves[moveNum].nodes = nodes;
2010     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2011   }
2012
2013   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2014     moves[moveNum].ourBeta = our;
2015     moves[moveNum].theirBeta = their;
2016   }
2017
2018   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2019     int j;
2020     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2021       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2022     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2023   }
2024
2025   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2026     return moves[moveNum].pv[i];
2027   }
2028
2029   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2030     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2031   }
2032
2033   inline int RootMoveList::move_count() const {
2034     return count;
2035   }
2036
2037
2038   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2039   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2040   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2041   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2042   // important that this function is called at the right moment:  The code
2043   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2044   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2045
2046   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2047
2048     assert(count);
2049
2050     if (count == 1)
2051         return get_move(0);
2052
2053     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2054     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2055         return get_move(0);
2056
2057     return MOVE_NONE;
2058   }
2059
2060   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2061   // iteration.
2062
2063   inline void RootMoveList::sort() {
2064
2065     sort_multipv(count - 1); // all items
2066   }
2067
2068
2069   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2070   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2071   // correctly in MultiPV mode.
2072
2073   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2074
2075     for (int i = 1; i <= n; i++)
2076     {
2077       RootMove rm = moves[i];
2078       int j;
2079       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2080           moves[j] = moves[j-1];
2081       moves[j] = rm;
2082     }
2083   }
2084
2085
2086   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2087   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2088   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2089   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2090   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2091
2092   void init_node(const Position& pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2093
2094     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2095     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2096
2097     if (Slowdown && Iteration >= 3)
2098       slowdown(pos);
2099
2100     Threads[threadID].nodes++;
2101
2102     if (threadID == 0)
2103     {
2104         NodesSincePoll++;
2105         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2106         {
2107             poll();
2108             NodesSincePoll = 0;
2109         }
2110     }
2111     ss[ply].init(ply);
2112     ss[ply+2].initKillers();
2113
2114     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2115         print_current_line(ss, ply, threadID);
2116   }
2117
2118
2119   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2120   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2121   // node.
2122
2123   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2124     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2125
2126     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2127     int p;
2128     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2129       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2130     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2131   }
2132
2133
2134   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2135   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2136   // the PV at the parent node.
2137
2138   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2139     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2140
2141     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2142     int p;
2143     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2144       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2145     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2146   }
2147
2148
2149   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2150   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2151   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2152   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2153   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2154
2155   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2156
2157     Square f1, t1, f2, t2;
2158     Piece p;
2159
2160     assert(move_is_ok(m1));
2161     assert(move_is_ok(m2));
2162
2163     if (m2 == MOVE_NONE)
2164         return false;
2165
2166     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2167     f2 = move_from(m2);
2168     t1 = move_to(m1);
2169     if (f2 == t1)
2170         return true;
2171
2172     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2173     t2 = move_to(m2);
2174     f1 = move_from(m1);
2175     if (t2 == f1)
2176         return true;
2177
2178     // Case 3: Moving through the vacated square
2179     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2180         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2181       return true;
2182
2183     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2184     p = pos.piece_on(t1);
2185     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
2186         return true;
2187
2188     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2189     if (   piece_is_slider(p)
2190         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2191         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2192     {
2193         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2194         Color us = pos.side_to_move();
2195         Square ksq = pos.king_square(us);
2196         clear_bit(&occ, f2);
2197         if (type_of_piece(p) == BISHOP)
2198         {
2199             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2200                 return true;
2201         }
2202         else if (type_of_piece(p) == ROOK)
2203         {
2204             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2205                 return true;
2206         }
2207         else
2208         {
2209             assert(type_of_piece(p) == QUEEN);
2210             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2211                 return true;
2212         }
2213     }
2214     return false;
2215   }
2216
2217
2218   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2219   // eventually compensated for the ply.
2220
2221   bool value_is_mate(Value value) {
2222
2223     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2224
2225     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2226           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2227   }
2228
2229
2230   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2231   // killer moves of that ply.
2232
2233   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2234
2235       const Move* k = ss.killers;
2236       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2237           if (*k == m)
2238               return true;
2239
2240       return false;
2241   }
2242
2243
2244   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2245   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2246   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2247   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2248   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2249   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2250
2251   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2252                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2253
2254     assert(m != MOVE_NONE);
2255
2256     Depth result = Depth(0);
2257     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2258
2259     if (*dangerous)
2260     {
2261         if (check)
2262             result += CheckExtension[pvNode];
2263
2264         if (singleReply)
2265             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2266
2267         if (mateThreat)
2268             result += MateThreatExtension[pvNode];
2269     }
2270
2271     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2272     {
2273         Color c = pos.side_to_move();
2274         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
2275         {
2276             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2277             *dangerous = true;
2278         }
2279         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
2280         {
2281             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2282             *dangerous = true;
2283         }
2284     }
2285
2286     if (   capture
2287         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2288         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2289             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2290         && !move_is_promotion(m)
2291         && !move_is_ep(m))
2292     {
2293         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2294         *dangerous = true;
2295     }
2296
2297     if (   pvNode
2298         && capture
2299         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2300         && pos.see_sign(m) >= 0)
2301     {
2302         result += OnePly/2;
2303         *dangerous = true;
2304     }
2305
2306     return Min(result, OnePly);
2307   }
2308
2309
2310   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2311   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2312   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2313   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2314   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2315   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2316   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2317
2318   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2319
2320     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2321   }
2322
2323
2324   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2325   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2326   // candidates for pruning.
2327
2328   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2329
2330     assert(move_is_ok(m));
2331     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2332     assert(!move_is_promotion(m));
2333     assert(!pos.move_is_check(m));
2334     assert(!pos.move_is_capture(m));
2335     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2336     assert(d >= OnePly);
2337
2338     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2339
2340     mfrom = move_from(m);
2341     mto = move_to(m);
2342     tfrom = move_from(threat);
2343     tto = move_to(threat);
2344
2345     // Case 1: Castling moves are never pruned
2346     if (move_is_castle(m))
2347         return false;
2348
2349     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2350     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2351         return false;
2352
2353     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2354     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2355     if (   !PruneDefendingMoves
2356         && threat != MOVE_NONE
2357         && pos.move_is_capture(threat)
2358         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2359             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2360         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2361         return false;
2362
2363     // Case 4: Don't prune moves with good history
2364     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2365         return false;
2366
2367     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2368     // prune safe moves which block its ray.
2369     if (  !PruneBlockingMoves
2370         && threat != MOVE_NONE
2371         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2372         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2373         && pos.see_sign(m) >= 0)
2374         return false;
2375
2376     return true;
2377   }
2378
2379
2380   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2381   // can be used at a given point in search.
2382
2383   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2384
2385     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2386
2387     return   (   tte->depth() >= depth
2388               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2389               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2390
2391           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2392               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2393   }
2394
2395
2396   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2397   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2398
2399   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2400
2401     return !pos.move_is_capture(m) && !move_is_promotion(m);
2402   }
2403
2404
2405   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2406   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2407
2408   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2409                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2410
2411     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2412
2413     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2414     {
2415         assert(m != movesSearched[i]);
2416         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2417             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2418     }
2419   }
2420
2421
2422   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2423   // among the killer moves of that ply.
2424
2425   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2426
2427     if (m == ss.killers[0])
2428         return;
2429
2430     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2431         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2432
2433     ss.killers[0] = m;
2434   }
2435
2436
2437   // slowdown() simply wastes CPU cycles doing nothing useful. It's used
2438   // in strength handicap mode.
2439
2440   void slowdown(const Position &pos) {
2441     int i, n;
2442     n = Slowdown;
2443     for (i = 0; i < n; i++)  {
2444         Square s = Square(i&63);
2445         if (count_1s(pos.attackers_to(s)) > 63)
2446             std::cout << "This can't happen, but I put this string here anyway, in order to "
2447                          "prevent the compiler from optimizing away the useless computation." << std::endl;
2448     }
2449   }
2450
2451
2452   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2453   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2454   // is used for time managment.
2455
2456   bool fail_high_ply_1() {
2457
2458     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2459         if (Threads[i].failHighPly1)
2460             return true;
2461
2462     return false;
2463   }
2464
2465
2466   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2467   // since the beginning of the current search.
2468
2469   int current_search_time() {
2470     return get_system_time() - SearchStartTime;
2471   }
2472
2473
2474   // nps() computes the current nodes/second count.
2475
2476   int nps() {
2477     int t = current_search_time();
2478     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2479   }
2480
2481
2482   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2483   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2484   // search.
2485
2486   void poll() {
2487
2488     static int lastInfoTime;
2489     int t = current_search_time();
2490
2491     //  Poll for input
2492     if (Bioskey())
2493     {
2494         // We are line oriented, don't read single chars
2495         std::string command;
2496         if (!std::getline(std::cin, command))
2497             command = "quit";
2498
2499         if (command == "quit")
2500         {
2501             AbortSearch = true;
2502             PonderSearch = false;
2503             Quit = true;
2504             return;
2505         }
2506         else if (command == "stop")
2507         {
2508             AbortSearch = true;
2509             PonderSearch = false;
2510         }
2511         else if (command == "ponderhit")
2512             ponderhit();
2513     }
2514     // Print search information
2515     if (t < 1000)
2516         lastInfoTime = 0;
2517
2518     else if (lastInfoTime > t)
2519         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2520         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2521         lastInfoTime = 0;
2522
2523     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2524     {
2525         lastInfoTime = t;
2526         lock_grab(&IOLock);
2527         if (dbg_show_mean)
2528             dbg_print_mean();
2529
2530         if (dbg_show_hit_rate)
2531             dbg_print_hit_rate();
2532
2533         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2534                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2535         lock_release(&IOLock);
2536         if (ShowCurrentLine)
2537             Threads[0].printCurrentLine = true;
2538     }
2539     // Should we stop the search?
2540     if (PonderSearch)
2541         return;
2542
2543     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2544                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2545                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2546                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2547
2548     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2549         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2550         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2551         AbortSearch = true;
2552   }
2553
2554
2555   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2556   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2557   // it correctly predicted the opponent's move.
2558
2559   void ponderhit() {
2560
2561     int t = current_search_time();
2562     PonderSearch = false;
2563     if (Iteration >= 3 &&
2564        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2565                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2566                             (RootMoveNumber == 1 &&
2567                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2568                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2569                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2570       AbortSearch = true;
2571   }
2572
2573
2574   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2575   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2576
2577   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2578
2579     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2580     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2581
2582     if (!Threads[threadID].idle)
2583     {
2584         lock_grab(&IOLock);
2585         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2586         for (int p = 0; p < ply; p++)
2587             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2588
2589         std::cout << std::endl;
2590         lock_release(&IOLock);
2591     }
2592     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2593     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2594         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2595   }
2596
2597
2598   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2599   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2600   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2601   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2602   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2603   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2604
2605   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2606
2607     std::string command;
2608
2609     while (true)
2610     {
2611         if (!std::getline(std::cin, command))
2612             command = "quit";
2613
2614         if (command == "quit")
2615         {
2616             Quit = true;
2617             break;
2618         }
2619         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2620             break;
2621     }
2622   }
2623
2624
2625   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2626   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2627   // object for which the current thread is the master.
2628
2629   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2630     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2631
2632     Threads[threadID].running = true;
2633
2634     while(true) {
2635       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2636         break;
2637
2638       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2639       // of wasting CPU time polling for work:
2640       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2641 #if !defined(_MSC_VER)
2642         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2643         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2644           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2645         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2646 #else
2647         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2648 #endif
2649       }
2650
2651       // If this thread has been assigned work, launch a search
2652       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2653         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2654         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2655           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2656         else
2657           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2658         Threads[threadID].idle = true;
2659       }
2660
2661       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2662       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2663       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2664         return;
2665     }
2666
2667     Threads[threadID].running = false;
2668   }
2669
2670
2671   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2672   // initializes all split point objects.
2673
2674   void init_split_point_stack() {
2675     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2676       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2677         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2678         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2679       }
2680   }
2681
2682
2683   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2684   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2685
2686   void destroy_split_point_stack() {
2687     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2688       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2689         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2690   }
2691
2692
2693   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2694   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2695   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2696   // some ancestor of the current split point.
2697
2698   bool thread_should_stop(int threadID) {
2699     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2700
2701     SplitPoint* sp;
2702
2703     if(Threads[threadID].stop)
2704       return true;
2705     if(ActiveThreads <= 2)
2706       return false;
2707     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2708       if(sp->finished) {
2709         Threads[threadID].stop = true;
2710         return true;
2711       }
2712     return false;
2713   }
2714
2715
2716   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2717   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2718   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2719   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2720   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2721   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2722   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2723
2724   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2725     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2726     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2727     assert(ActiveThreads > 1);
2728
2729     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2730       return false;
2731
2732     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2733       // No active split points means that the thread is available as a slave
2734       // for any other thread.
2735       return true;
2736
2737     if(ActiveThreads == 2)
2738       return true;
2739
2740     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2741     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2742       return true;
2743
2744     return false;
2745   }
2746
2747
2748   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2749   // a slave for the thread with threadID "master".
2750
2751   bool idle_thread_exists(int master) {
2752     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2753     assert(ActiveThreads > 1);
2754
2755     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2756       if(thread_is_available(i, master))
2757         return true;
2758     return false;
2759   }
2760
2761
2762   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2763   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2764   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2765   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2766   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2767   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2768   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2769   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2770   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2771   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2772   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2773
2774   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2775              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, Depth depth, int* moves,
2776              MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2777
2778     assert(p.is_ok());
2779     assert(sstck != NULL);
2780     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2781     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2782     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2783     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2784     assert(depth > Depth(0));
2785     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2786     assert(ActiveThreads > 1);
2787
2788     SplitPoint* splitPoint;
2789     int i;
2790
2791     lock_grab(&MPLock);
2792
2793     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2794     // active split points, don't split.
2795     if(!idle_thread_exists(master) ||
2796        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2797       lock_release(&MPLock);
2798       return false;
2799     }
2800
2801     // Pick the next available split point object from the split point stack
2802     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2803     Threads[master].activeSplitPoints++;
2804
2805     // Initialize the split point object
2806     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2807     splitPoint->finished = false;
2808     splitPoint->ply = ply;
2809     splitPoint->depth = depth;
2810     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2811     splitPoint->beta = *beta;
2812     splitPoint->pvNode = pvNode;
2813     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2814     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2815     splitPoint->master = master;
2816     splitPoint->mp = mp;
2817     splitPoint->moves = *moves;
2818     splitPoint->cpus = 1;
2819     splitPoint->pos.copy(p);
2820     splitPoint->parentSstack = sstck;
2821     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2822       splitPoint->slaves[i] = 0;
2823
2824     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2825     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2826     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2827
2828     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2829     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2830         i++)
2831       if(thread_is_available(i, master)) {
2832         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2833         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2834         splitPoint->slaves[i] = 1;
2835         splitPoint->cpus++;
2836       }
2837
2838     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2839     // their idle loop.
2840     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2841       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2842         Threads[i].workIsWaiting = true;
2843         Threads[i].idle = false;
2844         Threads[i].stop = false;
2845       }
2846
2847     lock_release(&MPLock);
2848
2849     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2850     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2851     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2852     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2853     // loop when all threads have finished their work at this split point
2854     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2855     idle_loop(master, splitPoint);
2856
2857     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2858     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2859     lock_grab(&MPLock);
2860     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2861     *beta = splitPoint->beta;
2862     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2863     Threads[master].stop = false;
2864     Threads[master].idle = false;
2865     Threads[master].activeSplitPoints--;
2866     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2867     lock_release(&MPLock);
2868
2869     return true;
2870   }
2871
2872
2873   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2874   // to start a new search from the root.
2875
2876   void wake_sleeping_threads() {
2877     if(ActiveThreads > 1) {
2878       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2879         Threads[i].idle = true;
2880         Threads[i].workIsWaiting = false;
2881       }
2882 #if !defined(_MSC_VER)
2883       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2884       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2885       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2886 #else
2887       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2888         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2889 #endif
2890     }
2891   }
2892
2893
2894   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2895   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2896   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2897   // and one for Windows threads.
2898
2899 #if !defined(_MSC_VER)
2900
2901   void *init_thread(void *threadID) {
2902     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2903     return NULL;
2904   }
2905
2906 #else
2907
2908   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2909     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2910     return NULL;
2911   }
2912
2913 #endif
2914
2915 }