]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
4a5473fcd96b5b92a844e82ab5fe64f05b40c2f0
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Maximum number of allowed moves per position
56   const int MOVES_MAX = 256;
57
58   // Types
59   enum NodeType { NonPV, PV };
60
61   // Set to true to force running with one thread.
62   // Used for debugging SMP code.
63   const bool FakeSplit = false;
64
65   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
66   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
67   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
68   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
69
70   class ThreadsManager {
71     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
72        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
73        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
74     */
75   public:
76     void init_threads();
77     void exit_threads();
78
79     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
80     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
81     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
82
83     void resetNodeCounters();
84     int64_t nodes_searched() const;
85     bool available_thread_exists(int master) const;
86     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
87     bool thread_should_stop(int threadID) const;
88     void wake_sleeping_threads();
89     void put_threads_to_sleep();
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     friend void poll();
98
99     int ActiveThreads;
100     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
101     Thread threads[MAX_THREADS];
102
103     Lock MPLock, WaitLock;
104
105 #if !defined(_MSC_VER)
106     pthread_cond_t WaitCond;
107 #else
108     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
109 #endif
110
111   };
112
113
114   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
115   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
116   // in the case of moves which fail low).
117
118   struct RootMove {
119
120     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
121
122     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
123     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
124     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
125     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
126     bool operator<(const RootMove& m) const {
127
128         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
129     }
130
131     Move move;
132     Value score;
133     int mp_score;
134     int64_t nodes;
135     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
136   };
137
138
139   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
140   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
141
142   class RootMoveList {
143
144   public:
145     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
146
147     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
148     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
149     int move_count() const { return count; }
150     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
151     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
152     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
153     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
154
155     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
156     void score_moves(const Position& pos);
157     void sort();
158     void sort_multipv(int n);
159
160   private:
161     RootMove moves[MOVES_MAX];
162     int count;
163   };
164
165
166   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
167   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
168   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
169   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
170   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
171   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
172   enum set960 {};
173
174   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
175
176     os.iword(0) = int(m);
177     return os;
178   }
179
180
181   /// Adjustments
182
183   // Step 6. Razoring
184
185   // Maximum depth for razoring
186   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
187
188   // Dynamic razoring margin based on depth
189   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
190
191   // Step 8. Null move search with verification search
192
193   // Null move margin. A null move search will not be done if the static
194   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
195   const Value NullMoveMargin = Value(0x200);
196
197   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
198   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
199
200   // Step 9. Internal iterative deepening
201
202   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
203   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
204
205   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
206   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
207   const Value IIDMargin = Value(0x100);
208
209   // Step 11. Decide the new search depth
210
211   // Extensions. Configurable UCI options
212   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
213   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
214   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
215
216   // Minimum depth for use of singular extension
217   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
218
219   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
220   // remaining ones we will extend it.
221   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
222
223   // Step 12. Futility pruning
224
225   // Futility margin for quiescence search
226   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
227
228   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
229   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
230   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
231
232   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
233   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
234
235   // Step 14. Reduced search
236
237   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
238   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
239
240   template <NodeType PV>
241   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
242
243   // Common adjustments
244
245   // Search depth at iteration 1
246   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
247
248   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
249   // better than the second best move.
250   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
251
252
253   /// Global variables
254
255   // Iteration counter
256   int Iteration;
257
258   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
259   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
260   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
261
262   // Search window management
263   int AspirationDelta;
264
265   // MultiPV mode
266   int MultiPV;
267
268   // Time managment variables
269   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
270   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
271   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
272   TimeManager TimeMgr;
273
274   // Log file
275   bool UseLogFile;
276   std::ofstream LogFile;
277
278   // Multi-threads related variables
279   Depth MinimumSplitDepth;
280   int MaxThreadsPerSplitPoint;
281   ThreadsManager ThreadsMgr;
282
283   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
284   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
285   int NodesSincePoll;
286   int NodesBetweenPolls = 30000;
287
288   // History table
289   History H;
290
291   /// Local functions
292
293   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
294   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
295
296   template <NodeType PvNode>
297   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
298
299   template <NodeType PvNode>
300   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
301
302   template <NodeType PvNode>
303   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
304
305   template <NodeType PvNode>
306   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
307
308   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
309   bool value_is_mate(Value value);
310   Value value_to_tt(Value v, int ply);
311   Value value_from_tt(Value v, int ply);
312   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
313   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
314   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
315   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
316   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
317   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
318   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
319
320   int current_search_time();
321   std::string value_to_uci(Value v);
322   int nps();
323   void poll();
324   void ponderhit();
325   void wait_for_stop_or_ponderhit();
326   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
327   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
328   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
329   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
330
331 #if !defined(_MSC_VER)
332   void *init_thread(void *threadID);
333 #else
334   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
335 #endif
336
337 }
338
339
340 ////
341 //// Functions
342 ////
343
344 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
345 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
346
347 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
348 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
349 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
350
351
352 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
353
354 void init_search() {
355
356   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
357   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
358   int mc; // moveCount
359
360   // Init reductions array
361   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
362   {
363       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
364       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
365       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
366       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
367   }
368
369   // Init futility margins array
370   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
371       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
372
373   // Init futility move count array
374   for (d = 0; d < 32; d++)
375       FutilityMoveCountArray[d] = 3 + (1 << (3 * d / 8));
376 }
377
378
379 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
380 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
381
382 int perft(Position& pos, Depth depth)
383 {
384     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
385     StateInfo st;
386     Move m;
387     int sum = 0;
388
389     // Generate all legal moves
390     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
391
392     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
393     // the moves, just to count them.
394     if (depth <= ONE_PLY)
395         return int(last - mlist);
396
397     // Loop through all legal moves
398     CheckInfo ci(pos);
399     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
400     {
401         m = cur->move;
402         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
403         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
404         pos.undo_move(m);
405     }
406     return sum;
407 }
408
409
410 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
411 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
412 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
413 /// when a quit command is received during the search.
414
415 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
416            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
417
418   // Initialize global search variables
419   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
420   NodesSincePoll = 0;
421   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
422   SearchStartTime = get_system_time();
423   ExactMaxTime = maxTime;
424   MaxDepth = maxDepth;
425   MaxNodes = maxNodes;
426   InfiniteSearch = infinite;
427   PonderSearch = ponder;
428   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
429
430   // Look for a book move, only during games, not tests
431   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
432   {
433       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
434           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
435
436       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
437       if (bookMove != MOVE_NONE)
438       {
439           if (PonderSearch)
440               wait_for_stop_or_ponderhit();
441
442           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
443           return true;
444       }
445   }
446
447   // Read UCI option values
448   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
449   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
450       TT.clear();
451
452   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
453   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
454   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
455   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
456   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
457   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
458   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
459   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
460   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
461   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
462   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
463   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
464
465   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
466   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
467   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
468   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
469
470   if (UseLogFile)
471       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
472
473   read_weights(pos.side_to_move());
474
475   // Set the number of active threads
476   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
477   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
478   {
479       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
480       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
481   }
482
483   // Wake up sleeping threads
484   ThreadsMgr.wake_sleeping_threads();
485
486   // Set thinking time
487   int myTime = time[pos.side_to_move()];
488   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
489   if (UseTimeManagement)
490       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
491
492   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
493   // heavy time pressure.
494   if (MaxNodes)
495       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
496   else if (myTime && myTime < 1000)
497       NodesBetweenPolls = 1000;
498   else if (myTime && myTime < 5000)
499       NodesBetweenPolls = 5000;
500   else
501       NodesBetweenPolls = 30000;
502
503   // Write search information to log file
504   if (UseLogFile)
505       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
506               << "infinite: "  << infinite
507               << " ponder: "   << ponder
508               << " time: "     << myTime
509               << " increment: " << myIncrement
510               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
511
512   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
513   id_loop(pos, searchMoves);
514
515   if (UseLogFile)
516       LogFile.close();
517
518   ThreadsMgr.put_threads_to_sleep();
519
520   return !Quit;
521 }
522
523
524 namespace {
525
526   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
527   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
528   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
529   // reached.
530
531   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
532
533     Position p(pos, pos.thread());
534     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
535     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
536     Move EasyMove = MOVE_NONE;
537     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
538
539     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
540     RootMoveList rml(p, searchMoves);
541
542     // Handle special case of searching on a mate/stale position
543     if (rml.move_count() == 0)
544     {
545         if (PonderSearch)
546             wait_for_stop_or_ponderhit();
547
548         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
549     }
550
551     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
552     // so to output information also for iteration 1.
553     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
554          << "info depth " << 1
555          << "\ninfo depth " << 1
556          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
557          << " time " << current_search_time()
558          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
559          << " nps " << nps()
560          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
561
562     // Initialize
563     TT.new_search();
564     H.clear();
565     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
566     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
567     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
568     Iteration = 1;
569
570     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
571     if (   rml.move_count() == 1
572         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
573         EasyMove = rml.move(0);
574
575     // Iterative deepening loop
576     while (Iteration < PLY_MAX)
577     {
578         // Initialize iteration
579         Iteration++;
580         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
581
582         cout << "info depth " << Iteration << endl;
583
584         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
585         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
586         {
587             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
588             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
589
590             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
591             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
592
593             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
594             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
595         }
596
597         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
598         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
599
600         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
601         // been overwritten during the search.
602         insert_pv_in_tt(p, pv);
603
604         if (AbortSearch)
605             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
606
607         //Save info about search result
608         ValueByIteration[Iteration] = value;
609
610         // Drop the easy move if differs from the new best move
611         if (pv[0] != EasyMove)
612             EasyMove = MOVE_NONE;
613
614         if (UseTimeManagement)
615         {
616             // Time to stop?
617             bool stopSearch = false;
618
619             // Stop search early if there is only a single legal move,
620             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
621             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
622                 stopSearch = true;
623
624             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
625             if (  Iteration >= 6
626                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
627                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
628                 stopSearch = true;
629
630             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
631             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
632             if (   Iteration >= 8
633                 && EasyMove == pv[0]
634                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
635                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
636                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
637                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
638                 stopSearch = true;
639
640             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
641             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
642                 TimeMgr.pv_unstability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
643                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
644
645             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
646             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
647             // move at the next iteration anyway.
648             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
649                 stopSearch = true;
650
651             if (stopSearch)
652             {
653                 if (PonderSearch)
654                     StopOnPonderhit = true;
655                 else
656                     break;
657             }
658         }
659
660         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
661             break;
662     }
663
664     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
665     // best move before we are told to do so.
666     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
667         wait_for_stop_or_ponderhit();
668     else
669         // Print final search statistics
670         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
671              << " nps " << nps()
672              << " time " << current_search_time() << endl;
673
674     // Print the best move and the ponder move to the standard output
675     if (pv[0] == MOVE_NONE)
676     {
677         pv[0] = rml.move(0);
678         pv[1] = MOVE_NONE;
679     }
680
681     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
682
683     cout << "bestmove " << pv[0];
684
685     if (pv[1] != MOVE_NONE)
686         cout << " ponder " << pv[1];
687
688     cout << endl;
689
690     if (UseLogFile)
691     {
692         if (dbg_show_mean)
693             dbg_print_mean(LogFile);
694
695         if (dbg_show_hit_rate)
696             dbg_print_hit_rate(LogFile);
697
698         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
699                 << "\nNodes/second: " << nps()
700                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
701
702         StateInfo st;
703         p.do_move(pv[0], st);
704         LogFile << "\nPonder move: "
705                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
706                 << endl;
707     }
708     return rml.move_score(0);
709   }
710
711
712   // root_search() is the function which searches the root node. It is
713   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
714   // scheme, prints some information to the standard output and handles
715   // the fail low/high loops.
716
717   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
718
719     Value margins[2];
720     StateInfo st;
721     CheckInfo ci(pos);
722     int64_t nodes;
723     Move move;
724     Depth depth, ext, newDepth;
725     Value value, alpha, beta;
726     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
727     int researchCountFH, researchCountFL;
728
729     researchCountFH = researchCountFL = 0;
730     alpha = *alphaPtr;
731     beta = *betaPtr;
732     isCheck = pos.is_check();
733     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
734
735     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
736     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
737
738     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
739     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
740     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
741
742     // Step 5. Evaluate the position statically
743     // At root we do this only to get reference value for child nodes
744     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, margins);
745
746     // Step 6. Razoring (omitted at root)
747     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
748     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
749     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
750
751     // Step extra. Fail low loop
752     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
753     // with bigger window until we are not failing low anymore.
754     while (1)
755     {
756         // Sort the moves before to (re)search
757         rml.score_moves(pos);
758         rml.sort();
759
760         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
761         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
762         {
763             // This is used by time management
764             FirstRootMove = (i == 0);
765
766             // Save the current node count before the move is searched
767             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
768
769             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
770             // the standard output.
771             move = ss->currentMove = rml.move(i);
772
773             if (current_search_time() >= 1000)
774                 cout << "info currmove " << move
775                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
776
777             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
778             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
779
780             // Step 11. Decide the new search depth
781             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
782             newDepth = depth + ext;
783
784             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
785
786             // Step extra. Fail high loop
787             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
788             // high anymore.
789             value = - VALUE_INFINITE;
790
791             while (1)
792             {
793                 // Step 13. Make the move
794                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
795
796                 // Step extra. pv search
797                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
798                 // and for fail high research (value > alpha)
799                 if (i < MultiPV || value > alpha)
800                 {
801                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
802                     if (MultiPV > 1)
803                         alpha = -VALUE_INFINITE;
804
805                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
806                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
807                 }
808                 else
809                 {
810                     // Step 14. Reduced search
811                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
812                     bool doFullDepthSearch = true;
813
814                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
815                         && !dangerous
816                         && !captureOrPromotion
817                         && !move_is_castle(move))
818                     {
819                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
820                         if (ss->reduction)
821                         {
822                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
823
824                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
825                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
826                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
827                         }
828
829                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
830                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
831                         // if the move fails high again then go with full depth search.
832                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
833                         {
834                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
835
836                             ss->reduction = ONE_PLY;
837                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
838                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
839                         }
840                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
841                     }
842
843                     // Step 15. Full depth search
844                     if (doFullDepthSearch)
845                     {
846                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
847                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
848
849                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
850                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
851                         if (value > alpha)
852                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
853                     }
854                 }
855
856                 // Step 16. Undo move
857                 pos.undo_move(move);
858
859                 // Can we exit fail high loop ?
860                 if (AbortSearch || value < beta)
861                     break;
862
863                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
864                 // the score before research in case we run out of time while researching.
865                 rml.set_move_score(i, value);
866                 ss->bestMove = move;
867                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
868                 rml.set_move_pv(i, pv);
869
870                 // Print information to the standard output
871                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
872
873                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
874                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
875                 researchCountFH++;
876
877             } // End of fail high loop
878
879             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
880             // was aborted because the user interrupted the search or because we
881             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
882             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
883             // move and/or PV.
884             if (AbortSearch)
885                 break;
886
887             // Remember searched nodes counts for this move
888             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
889
890             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
891             assert(value < beta);
892
893             // Step 17. Check for new best move
894             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
895                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
896             else
897             {
898                 // PV move or new best move!
899
900                 // Update PV
901                 rml.set_move_score(i, value);
902                 ss->bestMove = move;
903                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
904                 rml.set_move_pv(i, pv);
905
906                 if (MultiPV == 1)
907                 {
908                     // We record how often the best move has been changed in each
909                     // iteration. This information is used for time managment: When
910                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
911                     if (i > 0)
912                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
913
914                     // Print information to the standard output
915                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
916
917                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
918                     if (value > alpha)
919                         alpha = value;
920                 }
921                 else // MultiPV > 1
922                 {
923                     rml.sort_multipv(i);
924                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
925                     {
926                         cout << "info multipv " << j + 1
927                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
928                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
929                              << " time " << current_search_time()
930                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
931                              << " nps " << nps()
932                              << " pv ";
933
934                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
935                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
936
937                         cout << endl;
938                     }
939                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
940                 }
941             } // PV move or new best move
942
943             assert(alpha >= *alphaPtr);
944
945             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
946
947             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
948                 StopOnPonderhit = false;
949         }
950
951         // Can we exit fail low loop ?
952         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
953             break;
954
955         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
956         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
957         researchCountFL++;
958
959     } // Fail low loop
960
961     // Sort the moves before to return
962     rml.sort();
963
964     return alpha;
965   }
966
967
968   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
969
970   template <NodeType PvNode>
971   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
972
973     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
974     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
975     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
976     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
977     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
978
979     Move movesSearched[MOVES_MAX];
980     Value margins[2];
981     StateInfo st;
982     const TTEntry *tte;
983     Key posKey;
984     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
985     Depth ext, newDepth;
986     Value bestValue, value, oldAlpha;
987     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
988     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
989     bool mateThreat = false;
990     int moveCount = 0;
991     int threadID = pos.thread();
992     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
993     oldAlpha = alpha;
994
995     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
996     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
997     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
998     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
999
1000     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1001     {
1002         NodesSincePoll = 0;
1003         poll();
1004     }
1005
1006     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1007     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1008         return VALUE_ZERO;
1009
1010     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1011         return VALUE_DRAW;
1012
1013     // Step 3. Mate distance pruning
1014     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1015     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1016     if (alpha >= beta)
1017         return alpha;
1018
1019     // Step 4. Transposition table lookup
1020
1021     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1022     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1023     excludedMove = ss->excludedMove;
1024     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1025
1026     tte = TT.retrieve(posKey);
1027     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1028
1029     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1030     // This is to avoid problems in the following areas:
1031     //
1032     // * Repetition draw detection
1033     // * Fifty move rule detection
1034     // * Searching for a mate
1035     // * Printing of full PV line
1036
1037     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1038     {
1039         // Refresh tte entry to avoid aging
1040         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1041
1042         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1043         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1044     }
1045
1046     // Step 5. Evaluate the position statically and
1047     // update gain statistics of parent move.
1048     isCheck = pos.is_check();
1049     if (isCheck)
1050         ss->eval = VALUE_NONE;
1051     else if (tte)
1052     {
1053         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1054
1055         ss->eval = tte->static_value();
1056         margins[pos.side_to_move()] = tte->static_value_margin();
1057         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1058     }
1059     else
1060     {
1061         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, margins);
1062         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, margins[pos.side_to_move()]);
1063     }
1064
1065     // Save gain for the parent non-capture move
1066     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1067
1068     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1069     if (   !PvNode
1070         &&  depth < RazorDepth
1071         && !isCheck
1072         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1073         &&  ttMove == MOVE_NONE
1074         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1075         && !value_is_mate(beta)
1076         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1077     {
1078         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1079         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1080         if (v < rbeta)
1081             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1082             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1083             return v;
1084     }
1085
1086     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1087     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1088     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1089     if (   !PvNode
1090         && !ss->skipNullMove
1091         &&  depth < RazorDepth
1092         && !isCheck
1093         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1094         && !value_is_mate(beta)
1095         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1096         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1097
1098     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1099     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1100     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1101     // NullMoveMargin under beta.
1102     if (   !PvNode
1103         && !ss->skipNullMove
1104         &&  depth > ONE_PLY
1105         && !isCheck
1106         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * ONE_PLY ? NullMoveMargin : 0)
1107         && !value_is_mate(beta)
1108         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1109     {
1110         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1111
1112         // Null move dynamic reduction based on depth
1113         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1114
1115         // Null move dynamic reduction based on value
1116         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1117             R++;
1118
1119         pos.do_null_move(st);
1120         (ss+1)->skipNullMove = true;
1121
1122         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1123                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1124         (ss+1)->skipNullMove = false;
1125         pos.undo_null_move();
1126
1127         if (nullValue >= beta)
1128         {
1129             // Do not return unproven mate scores
1130             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1131                 nullValue = beta;
1132
1133             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1134                 return nullValue;
1135
1136             // Do verification search at high depths
1137             ss->skipNullMove = true;
1138             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1139             ss->skipNullMove = false;
1140
1141             if (v >= beta)
1142                 return nullValue;
1143         }
1144         else
1145         {
1146             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1147             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1148             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1149             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1150             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1151             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1152             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1153                 mateThreat = true;
1154
1155             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1156             if (   depth < ThreatDepth
1157                 && (ss-1)->reduction
1158                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1159                 return beta - 1;
1160         }
1161     }
1162
1163     // Step 9. Internal iterative deepening
1164     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1165         &&  ttMove == MOVE_NONE
1166         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1167     {
1168         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1169
1170         ss->skipNullMove = true;
1171         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1172         ss->skipNullMove = false;
1173
1174         ttMove = ss->bestMove;
1175         tte = TT.retrieve(posKey);
1176     }
1177
1178     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1179     if (PvNode)
1180         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1181
1182     // Initialize a MovePicker object for the current position
1183     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1184     CheckInfo ci(pos);
1185     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1186     singleEvasion = isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1187     futilityBase = ss->eval + margins[pos.side_to_move()];
1188     singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1189                            && tte
1190                            && tte->move()
1191                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1192                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1193                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1194
1195     // Step 10. Loop through moves
1196     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1197     while (   bestValue < beta
1198            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1199            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1200     {
1201       assert(move_is_ok(move));
1202
1203       if (move == excludedMove)
1204           continue;
1205
1206       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1207       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1208
1209       // Step 11. Decide the new search depth
1210       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1211
1212       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1213       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1214       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1215       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1216       if (   singularExtensionNode
1217           && move == tte->move()
1218           && ext < ONE_PLY)
1219       {
1220           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1221
1222           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1223           {
1224               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1225               ss->excludedMove = move;
1226               ss->skipNullMove = true;
1227               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1228               ss->skipNullMove = false;
1229               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1230               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1231               if (v < b)
1232                   ext = ONE_PLY;
1233           }
1234       }
1235
1236       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1237
1238       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1239       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1240
1241       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1242       if (   !PvNode
1243           && !captureOrPromotion
1244           && !isCheck
1245           && !dangerous
1246           &&  move != ttMove
1247           && !move_is_castle(move))
1248       {
1249           // Move count based pruning
1250           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1251               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1252               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1253               continue;
1254
1255           // Value based pruning
1256           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1257           // but fixing this made program slightly weaker.
1258           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1259           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1260                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1261
1262           if (futilityValueScaled < beta)
1263           {
1264               if (futilityValueScaled > bestValue)
1265                   bestValue = futilityValueScaled;
1266               continue;
1267           }
1268       }
1269
1270       // Step 13. Make the move
1271       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1272
1273       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1274       // The first move in list is the expected PV
1275       if (PvNode && moveCount == 1)
1276           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1277                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1278       else
1279       {
1280           // Step 14. Reduced depth search
1281           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1282           bool doFullDepthSearch = true;
1283
1284           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1285               && !captureOrPromotion
1286               && !dangerous
1287               && !move_is_castle(move)
1288               && !move_is_killer(move, ss))
1289           {
1290               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1291               if (ss->reduction)
1292               {
1293                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1294                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1295                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1296
1297                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1298               }
1299
1300               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1301               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1302               // if the move fails high again then go with full depth search.
1303               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1304               {
1305                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1306
1307                   ss->reduction = ONE_PLY;
1308                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1309                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1310               }
1311               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1312           }
1313
1314           // Step 15. Full depth search
1315           if (doFullDepthSearch)
1316           {
1317               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1318                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1319
1320               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1321               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1322               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1323               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1324                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1325                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1326           }
1327       }
1328
1329       // Step 16. Undo move
1330       pos.undo_move(move);
1331
1332       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1333
1334       // Step 17. Check for new best move
1335       if (value > bestValue)
1336       {
1337           bestValue = value;
1338           if (value > alpha)
1339           {
1340               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1341                   alpha = value;
1342
1343               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1344                   ss->mateKiller = move;
1345
1346               ss->bestMove = move;
1347           }
1348       }
1349
1350       // Step 18. Check for split
1351       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1352           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1353           && bestValue < beta
1354           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1355           && !AbortSearch
1356           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1357           && Iteration <= 99)
1358           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1359                                       threatMove, mateThreat, &moveCount, &mp, PvNode);
1360     }
1361
1362     // Step 19. Check for mate and stalemate
1363     // All legal moves have been searched and if there are
1364     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1365     // If one move was excluded return fail low score.
1366     if (!moveCount)
1367         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1368
1369     // Step 20. Update tables
1370     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1371     // history counters, and killer moves.
1372     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1373         return bestValue;
1374
1375     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1376     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1377     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, margins[pos.side_to_move()]);
1378
1379     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1380     if (    bestValue >= beta
1381         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1382     {
1383             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1384             update_killers(move, ss);
1385     }
1386
1387     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1388
1389     return bestValue;
1390   }
1391
1392
1393   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1394   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1395   // less than ONE_PLY).
1396
1397   template <NodeType PvNode>
1398   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1399
1400     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1401     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1402     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1403     assert(depth <= 0);
1404     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1405     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1406
1407     Value margins[2];
1408     StateInfo st;
1409     Move ttMove, move;
1410     Value bestValue, value, futilityValue, futilityBase;
1411     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1412     const TTEntry* tte;
1413     Value oldAlpha = alpha;
1414
1415     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1416     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1417
1418     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1419     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1420         return VALUE_DRAW;
1421
1422     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1423     // pruning, but only for move ordering.
1424     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1425     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1426
1427     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1428     {
1429         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1430         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1431     }
1432
1433     isCheck = pos.is_check();
1434
1435     // Evaluate the position statically
1436     if (isCheck)
1437     {
1438         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1439         ss->eval = VALUE_NONE;
1440         deepChecks = enoughMaterial = false;
1441     }
1442     else
1443     {
1444         if (tte)
1445         {
1446             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1447
1448             margins[pos.side_to_move()] = tte->static_value_margin();
1449             bestValue = tte->static_value();
1450         }
1451         else
1452             bestValue = evaluate(pos, margins);
1453
1454         ss->eval = bestValue;
1455         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1456
1457         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1458         if (bestValue >= beta)
1459         {
1460             if (!tte)
1461                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, margins[pos.side_to_move()]);
1462
1463             return bestValue;
1464         }
1465
1466         if (PvNode && bestValue > alpha)
1467             alpha = bestValue;
1468
1469         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1470         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1471
1472         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1473         futilityBase = bestValue + FutilityMarginQS + margins[pos.side_to_move()];
1474         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1475     }
1476
1477     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1478     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1479     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1480     // and we are near beta) will be generated.
1481     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1482     CheckInfo ci(pos);
1483
1484     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1485     while (   alpha < beta
1486            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1487     {
1488       assert(move_is_ok(move));
1489
1490       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1491
1492       // Futility pruning
1493       if (   !PvNode
1494           && !isCheck
1495           && !moveIsCheck
1496           &&  move != ttMove
1497           &&  enoughMaterial
1498           && !move_is_promotion(move)
1499           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1500       {
1501           futilityValue =  futilityBase
1502                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1503                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1504
1505           if (futilityValue < alpha)
1506           {
1507               if (futilityValue > bestValue)
1508                   bestValue = futilityValue;
1509               continue;
1510           }
1511       }
1512
1513       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1514       evasionPrunable =   isCheck
1515                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1516                        && !pos.move_is_capture(move)
1517                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1518                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1519
1520       // Don't search moves with negative SEE values
1521       if (   !PvNode
1522           && (!isCheck || evasionPrunable)
1523           &&  move != ttMove
1524           && !move_is_promotion(move)
1525           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1526           continue;
1527
1528       // Update current move
1529       ss->currentMove = move;
1530
1531       // Make and search the move
1532       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1533       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1534       pos.undo_move(move);
1535
1536       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1537
1538       // New best move?
1539       if (value > bestValue)
1540       {
1541           bestValue = value;
1542           if (value > alpha)
1543           {
1544               alpha = value;
1545               ss->bestMove = move;
1546           }
1547        }
1548     }
1549
1550     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1551     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1552     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1553         return value_mated_in(ply);
1554
1555     // Update transposition table
1556     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1557     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1558     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, margins[pos.side_to_move()]);
1559
1560     // Update killers only for checking moves that fails high
1561     if (    bestValue >= beta
1562         && !pos.move_is_capture_or_promotion(ss->bestMove))
1563         update_killers(ss->bestMove, ss);
1564
1565     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1566
1567     return bestValue;
1568   }
1569
1570
1571   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1572   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1573   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1574   // table, done a null move search, and searched the first move before
1575   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1576   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1577   // care of after we return from the split point.
1578
1579   template <NodeType PvNode>
1580   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1581
1582     assert(threadID >= 0 && threadID < ThreadsMgr.active_threads());
1583     assert(ThreadsMgr.active_threads() > 1);
1584
1585     StateInfo st;
1586     Move move;
1587     Depth ext, newDepth;
1588     Value value;
1589     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1590     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1591     int moveCount;
1592     value = -VALUE_INFINITE;
1593
1594     Position pos(*sp->pos, threadID);
1595     CheckInfo ci(pos);
1596     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1597     isCheck = pos.is_check();
1598
1599     // Step 10. Loop through moves
1600     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1601     lock_grab(&(sp->lock));
1602
1603     while (    sp->bestValue < sp->beta
1604            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1605            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1606     {
1607       moveCount = ++sp->moveCount;
1608       lock_release(&(sp->lock));
1609
1610       assert(move_is_ok(move));
1611
1612       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1613       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1614
1615       // Step 11. Decide the new search depth
1616       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1617       newDepth = sp->depth - ONE_PLY + ext;
1618
1619       // Update current move
1620       ss->currentMove = move;
1621
1622       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1623       if (   !PvNode
1624           && !captureOrPromotion
1625           && !isCheck
1626           && !dangerous
1627           && !move_is_castle(move))
1628       {
1629           // Move count based pruning
1630           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1631               && !(sp->threatMove && connected_threat(pos, move, sp->threatMove))
1632               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1633           {
1634               lock_grab(&(sp->lock));
1635               continue;
1636           }
1637
1638           // Value based pruning
1639           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1640           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1641                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1642
1643           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1644           {
1645               lock_grab(&(sp->lock));
1646
1647               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1648                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1649               continue;
1650           }
1651       }
1652
1653       // Step 13. Make the move
1654       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1655
1656       // Step 14. Reduced search
1657       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1658       bool doFullDepthSearch = true;
1659
1660       if (   !captureOrPromotion
1661           && !dangerous
1662           && !move_is_castle(move)
1663           && !move_is_killer(move, ss))
1664       {
1665           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1666           if (ss->reduction)
1667           {
1668               Value localAlpha = sp->alpha;
1669               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1670               value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1671                                   : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, d, sp->ply+1);
1672
1673               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1674           }
1675
1676           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1677           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1678           // if the move fails high again then go with full depth search.
1679           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1680           {
1681               assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1682
1683               ss->reduction = ONE_PLY;
1684               Value localAlpha = sp->alpha;
1685               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, sp->ply+1);
1686               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1687           }
1688           ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1689       }
1690
1691       // Step 15. Full depth search
1692       if (doFullDepthSearch)
1693       {
1694           Value localAlpha = sp->alpha;
1695           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1696                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1);
1697
1698           // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1699           // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1700           // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1701           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1702               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1703                                          : - search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1);
1704       }
1705
1706       // Step 16. Undo move
1707       pos.undo_move(move);
1708
1709       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1710
1711       // Step 17. Check for new best move
1712       lock_grab(&(sp->lock));
1713
1714       if (value > sp->bestValue && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1715       {
1716           sp->bestValue = value;
1717
1718           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1719           {
1720               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1721                   sp->stopRequest = true;
1722
1723               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1724                   sp->alpha = value;
1725
1726               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove = move;
1727           }
1728       }
1729     }
1730
1731     /* Here we have the lock still grabbed */
1732
1733     sp->slaves[threadID] = 0;
1734
1735     lock_release(&(sp->lock));
1736   }
1737
1738
1739   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1740   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1741   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1742   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1743   // second move is assumed to be a move from the current position.
1744
1745   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1746
1747     Square f1, t1, f2, t2;
1748     Piece p;
1749
1750     assert(move_is_ok(m1));
1751     assert(move_is_ok(m2));
1752
1753     if (m2 == MOVE_NONE)
1754         return false;
1755
1756     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1757     f2 = move_from(m2);
1758     t1 = move_to(m1);
1759     if (f2 == t1)
1760         return true;
1761
1762     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1763     t2 = move_to(m2);
1764     f1 = move_from(m1);
1765     if (t2 == f1)
1766         return true;
1767
1768     // Case 3: Moving through the vacated square
1769     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1770         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1771       return true;
1772
1773     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1774     p = pos.piece_on(t1);
1775     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1776         return true;
1777
1778     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1779     if (    piece_is_slider(p)
1780         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1781         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1782     {
1783         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1784         // move is the opposite of the checking piece.
1785         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1786         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1787
1788         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1789             return true;
1790     }
1791     return false;
1792   }
1793
1794
1795   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1796   // compensated for the ply.
1797
1798   bool value_is_mate(Value value) {
1799
1800     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1801
1802     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1803           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1804   }
1805
1806
1807   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1808   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1809   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1810
1811   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1812
1813     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1814       return v + ply;
1815
1816     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1817       return v - ply;
1818
1819     return v;
1820   }
1821
1822
1823   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1824   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1825
1826   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1827
1828     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1829       return v - ply;
1830
1831     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1832       return v + ply;
1833
1834     return v;
1835   }
1836
1837
1838   // move_is_killer() checks if the given move is among the killer moves
1839
1840   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1841
1842       if (ss->killers[0] == m || ss->killers[1] == m)
1843           return true;
1844
1845       return false;
1846   }
1847
1848
1849   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1850   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1851   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1852   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1853   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1854   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1855   template <NodeType PvNode>
1856   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1857                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1858
1859     assert(m != MOVE_NONE);
1860
1861     Depth result = DEPTH_ZERO;
1862     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1863
1864     if (*dangerous)
1865     {
1866         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1867             result += CheckExtension[PvNode];
1868
1869         if (singleEvasion)
1870             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1871
1872         if (mateThreat)
1873             result += MateThreatExtension[PvNode];
1874     }
1875
1876     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1877     {
1878         Color c = pos.side_to_move();
1879         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1880         {
1881             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1882             *dangerous = true;
1883         }
1884         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1885         {
1886             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1887             *dangerous = true;
1888         }
1889     }
1890
1891     if (   captureOrPromotion
1892         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1893         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1894             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1895         && !move_is_promotion(m)
1896         && !move_is_ep(m))
1897     {
1898         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1899         *dangerous = true;
1900     }
1901
1902     if (   PvNode
1903         && captureOrPromotion
1904         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1905         && pos.see_sign(m) >= 0)
1906     {
1907         result += ONE_PLY / 2;
1908         *dangerous = true;
1909     }
1910
1911     return Min(result, ONE_PLY);
1912   }
1913
1914
1915   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1916   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1917
1918   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1919
1920     assert(move_is_ok(m));
1921     assert(threat && move_is_ok(threat));
1922     assert(!pos.move_is_check(m));
1923     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1924     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1925
1926     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1927
1928     mfrom = move_from(m);
1929     mto = move_to(m);
1930     tfrom = move_from(threat);
1931     tto = move_to(threat);
1932
1933     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1934     if (mfrom == tto)
1935         return true;
1936
1937     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1938     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1939     if (   pos.move_is_capture(threat)
1940         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1941             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1942         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1943         return true;
1944
1945     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1946     // prune safe moves which block its ray.
1947     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1948         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1949         && pos.see_sign(m) >= 0)
1950         return true;
1951
1952     return false;
1953   }
1954
1955
1956   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1957   // can be used at a given point in search.
1958
1959   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1960
1961     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1962
1963     return   (   tte->depth() >= depth
1964               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1965               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1966
1967           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1968               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1969   }
1970
1971
1972   // refine_eval() returns the transposition table score if
1973   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1974
1975   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1976
1977       assert(tte);
1978
1979       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1980
1981       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1982           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1983           return v;
1984
1985       return defaultEval;
1986   }
1987
1988
1989   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1990   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1991
1992   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1993                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1994
1995     Move m;
1996
1997     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1998
1999     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2000     {
2001         m = movesSearched[i];
2002
2003         assert(m != move);
2004
2005         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2006             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2007     }
2008   }
2009
2010
2011   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2012   // among the killer moves of that ply.
2013
2014   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
2015
2016     if (m == ss->killers[0])
2017         return;
2018
2019     ss->killers[1] = ss->killers[0];
2020     ss->killers[0] = m;
2021   }
2022
2023
2024   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2025   // the static position evaluation before and after the move.
2026
2027   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2028
2029     if (   m != MOVE_NULL
2030         && before != VALUE_NONE
2031         && after != VALUE_NONE
2032         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
2033         && !move_is_special(m))
2034         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2035   }
2036
2037
2038   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2039   // since the beginning of the current search.
2040
2041   int current_search_time() {
2042
2043     return get_system_time() - SearchStartTime;
2044   }
2045
2046
2047   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2048
2049   std::string value_to_uci(Value v) {
2050
2051     std::stringstream s;
2052
2053     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2054       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2055     else
2056       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2057
2058     return s.str();
2059   }
2060
2061   // nps() computes the current nodes/second count.
2062
2063   int nps() {
2064
2065     int t = current_search_time();
2066     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2067   }
2068
2069
2070   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2071   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2072   // search.
2073
2074   void poll() {
2075
2076     static int lastInfoTime;
2077     int t = current_search_time();
2078
2079     //  Poll for input
2080     if (Bioskey())
2081     {
2082         // We are line oriented, don't read single chars
2083         std::string command;
2084
2085         if (!std::getline(std::cin, command))
2086             command = "quit";
2087
2088         if (command == "quit")
2089         {
2090             AbortSearch = true;
2091             PonderSearch = false;
2092             Quit = true;
2093             return;
2094         }
2095         else if (command == "stop")
2096         {
2097             AbortSearch = true;
2098             PonderSearch = false;
2099         }
2100         else if (command == "ponderhit")
2101             ponderhit();
2102     }
2103
2104     // Print search information
2105     if (t < 1000)
2106         lastInfoTime = 0;
2107
2108     else if (lastInfoTime > t)
2109         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2110         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2111         lastInfoTime = 0;
2112
2113     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2114     {
2115         lastInfoTime = t;
2116
2117         if (dbg_show_mean)
2118             dbg_print_mean();
2119
2120         if (dbg_show_hit_rate)
2121             dbg_print_hit_rate();
2122
2123         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
2124              << " time " << t << endl;
2125     }
2126
2127     // Should we stop the search?
2128     if (PonderSearch)
2129         return;
2130
2131     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2132                            && !AspirationFailLow
2133                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2134
2135     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2136                      || stillAtFirstMove;
2137
2138     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2139         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2140         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2141         AbortSearch = true;
2142   }
2143
2144
2145   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2146   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2147   // it correctly predicted the opponent's move.
2148
2149   void ponderhit() {
2150
2151     int t = current_search_time();
2152     PonderSearch = false;
2153
2154     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2155                            && !AspirationFailLow
2156                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2157
2158     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2159                      || stillAtFirstMove;
2160
2161     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2162         AbortSearch = true;
2163   }
2164
2165
2166   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2167   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2168
2169   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2170
2171     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2172     {
2173         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2174         ss->skipNullMove = false;
2175         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2176
2177         if (i < 3)
2178             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2179     }
2180   }
2181
2182
2183   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2184   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2185   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2186   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2187   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2188   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2189
2190   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2191
2192     std::string command;
2193
2194     while (true)
2195     {
2196         if (!std::getline(std::cin, command))
2197             command = "quit";
2198
2199         if (command == "quit")
2200         {
2201             Quit = true;
2202             break;
2203         }
2204         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2205             break;
2206     }
2207   }
2208
2209
2210   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2211   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2212
2213   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2214
2215     cout << "info depth " << Iteration
2216          << " score "     << value_to_uci(value)
2217          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2218          << " time "  << current_search_time()
2219          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2220          << " nps "   << nps()
2221          << " pv ";
2222
2223     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2224         cout << *m << " ";
2225
2226     cout << endl;
2227
2228     if (UseLogFile)
2229     {
2230         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2231                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2232
2233         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2234                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2235     }
2236   }
2237
2238
2239   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2240   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2241   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2242
2243   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2244
2245     StateInfo st;
2246     TTEntry* tte;
2247     Position p(pos, pos.thread());
2248     Value margins[2];
2249     Value v;
2250
2251     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2252     {
2253         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2254         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2255         {
2256             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, margins));
2257             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, margins[pos.side_to_move()]);
2258         }
2259         p.do_move(pv[i], st);
2260     }
2261   }
2262
2263
2264   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2265   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2266   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2267   // long PV to print that is important for position analysis.
2268
2269   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2270
2271     StateInfo st;
2272     TTEntry* tte;
2273     Position p(pos, pos.thread());
2274     int ply = 0;
2275
2276     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2277
2278     pv[ply] = bestMove;
2279     p.do_move(pv[ply++], st);
2280
2281     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2282            && tte->move() != MOVE_NONE
2283            && move_is_legal(p, tte->move())
2284            && ply < PLY_MAX
2285            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2286     {
2287         pv[ply] = tte->move();
2288         p.do_move(pv[ply++], st);
2289     }
2290     pv[ply] = MOVE_NONE;
2291   }
2292
2293
2294   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2295   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2296   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2297   // threads and one for Windows threads.
2298
2299 #if !defined(_MSC_VER)
2300
2301   void* init_thread(void *threadID) {
2302
2303     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2304     return NULL;
2305   }
2306
2307 #else
2308
2309   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2310
2311     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2312     return 0;
2313   }
2314
2315 #endif
2316
2317
2318   /// The ThreadsManager class
2319
2320   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2321   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2322   // counters used to sort the moves at root.
2323
2324   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2325
2326     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2327         threads[i].nodes = 0ULL;
2328   }
2329
2330   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2331
2332     int64_t result = 0ULL;
2333     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2334         result += threads[i].nodes;
2335
2336     return result;
2337   }
2338
2339
2340   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2341   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2342   // object for which the current thread is the master.
2343
2344   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2345
2346     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2347
2348     while (true)
2349     {
2350         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2351         // master should exit as last one.
2352         if (AllThreadsShouldExit)
2353         {
2354             assert(!sp);
2355             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2356             return;
2357         }
2358
2359         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2360         // instead of wasting CPU time polling for work.
2361         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2362         {
2363             assert(!sp);
2364             assert(threadID != 0);
2365             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2366
2367 #if !defined(_MSC_VER)
2368             lock_grab(&WaitLock);
2369             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2370                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2371             lock_release(&WaitLock);
2372 #else
2373             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2374 #endif
2375         }
2376
2377         // If thread has just woken up, mark it as available
2378         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2379             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2380
2381         // If this thread has been assigned work, launch a search
2382         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2383         {
2384             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2385
2386             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2387
2388             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2389                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2390             else
2391                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2392
2393             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2394
2395             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2396         }
2397
2398         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2399         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2400         int i = 0;
2401         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2402
2403         if (i == ActiveThreads)
2404         {
2405             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2406             // be sure sp->lock has been released before to return.
2407             lock_grab(&(sp->lock));
2408             lock_release(&(sp->lock));
2409
2410             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2411
2412             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2413             return;
2414         }
2415     }
2416   }
2417
2418
2419   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2420   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2421   // objects.
2422
2423   void ThreadsManager::init_threads() {
2424
2425     volatile int i;
2426     bool ok;
2427
2428 #if !defined(_MSC_VER)
2429     pthread_t pthread[1];
2430 #endif
2431
2432     // Initialize global locks
2433     lock_init(&MPLock);
2434     lock_init(&WaitLock);
2435
2436 #if !defined(_MSC_VER)
2437     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2438 #else
2439     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2440         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2441 #endif
2442
2443     // Initialize splitPoints[] locks
2444     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2445         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2446             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2447
2448     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2449     AllThreadsShouldExit = false;
2450
2451     // Threads will be put to sleep as soon as created
2452     AllThreadsShouldSleep = true;
2453
2454     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2455     ActiveThreads = 1;
2456     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2457     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2458         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2459
2460     // Launch the helper threads
2461     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2462     {
2463
2464 #if !defined(_MSC_VER)
2465         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2466 #else
2467         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2468 #endif
2469
2470         if (!ok)
2471         {
2472             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2473             Application::exit_with_failure();
2474         }
2475
2476         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2477         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2478     }
2479   }
2480
2481
2482   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2483   // helper threads exit cleanly.
2484
2485   void ThreadsManager::exit_threads() {
2486
2487     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2488     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2489     wake_sleeping_threads();
2490
2491     // This makes the threads to exit idle_loop()
2492     AllThreadsShouldExit = true;
2493
2494     // Wait for thread termination
2495     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2496         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2497
2498     // Now we can safely destroy the locks
2499     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2500         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2501             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2502
2503     lock_destroy(&WaitLock);
2504     lock_destroy(&MPLock);
2505   }
2506
2507
2508   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2509   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2510   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2511
2512   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2513
2514     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2515
2516     SplitPoint* sp;
2517
2518     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2519     return sp != NULL;
2520   }
2521
2522
2523   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2524   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2525   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2526   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2527   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2528   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2529   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2530
2531   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2532
2533     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2534     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2535     assert(ActiveThreads > 1);
2536
2537     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2538         return false;
2539
2540     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2541     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2542
2543     if (localActiveSplitPoints == 0)
2544         // No active split points means that the thread is available as
2545         // a slave for any other thread.
2546         return true;
2547
2548     if (ActiveThreads == 2)
2549         return true;
2550
2551     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2552     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2553     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2554     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2555         return true;
2556
2557     return false;
2558   }
2559
2560
2561   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2562   // a slave for the thread with threadID "master".
2563
2564   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2565
2566     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2567     assert(ActiveThreads > 1);
2568
2569     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2570         if (thread_is_available(i, master))
2571             return true;
2572
2573     return false;
2574   }
2575
2576
2577   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2578   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2579   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2580   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2581   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2582   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2583   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2584   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2585   // split() returns.
2586
2587   template <bool Fake>
2588   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2589                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2590                              bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2591     assert(p.is_ok());
2592     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2593     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2594     assert(*bestValue <= *alpha);
2595     assert(*alpha < beta);
2596     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2597     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2598     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2599     assert(ActiveThreads > 1);
2600
2601     int i, master = p.thread();
2602     Thread& masterThread = threads[master];
2603
2604     lock_grab(&MPLock);
2605
2606     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2607     // active split points, don't split.
2608     if (   !available_thread_exists(master)
2609         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2610     {
2611         lock_release(&MPLock);
2612         return;
2613     }
2614
2615     // Pick the next available split point object from the split point stack
2616     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2617
2618     // Initialize the split point object
2619     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2620     splitPoint.stopRequest = false;
2621     splitPoint.ply = ply;
2622     splitPoint.depth = depth;
2623     splitPoint.threatMove = threatMove;
2624     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2625     splitPoint.alpha = *alpha;
2626     splitPoint.beta = beta;
2627     splitPoint.pvNode = pvNode;
2628     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2629     splitPoint.mp = mp;
2630     splitPoint.moveCount = *moveCount;
2631     splitPoint.pos = &p;
2632     splitPoint.parentSstack = ss;
2633     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2634         splitPoint.slaves[i] = 0;
2635
2636     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2637
2638     // If we are here it means we are not available
2639     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2640
2641     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2642
2643     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2644     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2645         if (thread_is_available(i, master))
2646         {
2647             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2648             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2649             splitPoint.slaves[i] = 1;
2650             workersCnt++;
2651         }
2652
2653     assert(Fake || workersCnt > 1);
2654
2655     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2656     lock_release(&MPLock);
2657
2658     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2659     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2660     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2661         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2662         {
2663             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2664
2665             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2666
2667             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2668         }
2669
2670     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2671     // which it will instantly launch a search, because its state is
2672     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2673     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2674     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2675     idle_loop(master, &splitPoint);
2676
2677     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2678     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2679     lock_grab(&MPLock);
2680
2681     *alpha = splitPoint.alpha;
2682     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2683     masterThread.activeSplitPoints--;
2684     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2685
2686     lock_release(&MPLock);
2687   }
2688
2689
2690   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2691   // to start a new search from the root.
2692
2693   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2694
2695     assert(AllThreadsShouldSleep);
2696     assert(ActiveThreads > 0);
2697
2698     AllThreadsShouldSleep = false;
2699
2700     if (ActiveThreads == 1)
2701         return;
2702
2703 #if !defined(_MSC_VER)
2704     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2705     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2706     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2707 #else
2708     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2709         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2710 #endif
2711
2712   }
2713
2714
2715   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2716   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2717   // finished the job and should be idle.
2718
2719   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2720
2721     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2722
2723     // This makes the threads to go to sleep
2724     AllThreadsShouldSleep = true;
2725   }
2726
2727   /// The RootMoveList class
2728
2729   // RootMoveList c'tor
2730
2731   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2732
2733     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2734     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2735     StateInfo st;
2736     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2737
2738     // Initialize search stack
2739     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2740     ss[0].eval = VALUE_NONE;
2741     count = 0;
2742
2743     // Generate all legal moves
2744     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2745
2746     // Add each move to the moves[] array
2747     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2748     {
2749         bool includeMove = includeAllMoves;
2750
2751         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2752             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2753
2754         if (!includeMove)
2755             continue;
2756
2757         // Find a quick score for the move
2758         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2759         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2760         pos.do_move(cur->move, st);
2761         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2762         pos.undo_move(cur->move);
2763         count++;
2764     }
2765     sort();
2766   }
2767
2768   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2769   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2770
2771   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2772   {
2773       Move move;
2774       int score = 1000;
2775       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2776
2777       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2778           for (int i = 0; i < count; i++)
2779               if (moves[i].move == move)
2780               {
2781                   moves[i].mp_score = score--;
2782                   break;
2783               }
2784   }
2785
2786   // RootMoveList simple methods definitions
2787
2788   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2789
2790     int j;
2791
2792     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2793         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2794
2795     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2796   }
2797
2798
2799   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2800   // iteration.
2801
2802   void RootMoveList::sort() {
2803
2804     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2805   }
2806
2807
2808   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2809   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2810   // correctly in MultiPV mode.
2811
2812   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2813
2814     int i,j;
2815
2816     for (i = 1; i <= n; i++)
2817     {
2818         RootMove rm = moves[i];
2819         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2820             moves[j] = moves[j - 1];
2821
2822         moves[j] = rm;
2823     }
2824   }
2825
2826 } // namespace