Rewrite the way application exits
[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 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movepick.h"
36 #include "san.h"
37 #include "search.h"
38 #include "thread.h"
39 #include "tt.h"
40 #include "ucioption.h"
41
42
43 ////
44 //// Local definitions
45 ////
46
47 namespace {
48
49   /// Types
50
51   // IterationInfoType stores search results for each iteration
52   //
53   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
54   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
55   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
56   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
57   // we guess what the right value might be and store our guess
58   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
59   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
60   // not exact is not big a problem.
61
62   struct IterationInfoType {
63
64     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
65     : value(v), speculatedValue(sv) {}
66
67     Value value, speculatedValue;
68   };
69
70
71   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
72   // Apart for the first one that has its score, following moves
73   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
74   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
75   // the last iteration.
76
77   struct BetaCounterType {
78
79     BetaCounterType();
80     void clear();
81     void add(Color us, Depth d, int threadID);
82     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
83
84     int64_t hits[THREAD_MAX][2];
85   };
86
87
88   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
89   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
90   // in the case of moves which fail low).
91
92   struct RootMove {
93
94     RootMove();
95     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
96
97     Move move;
98     Value score;
99     int64_t nodes, cumulativeNodes;
100     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
101     int64_t ourBeta, theirBeta;
102   };
103
104
105   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
106   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
107
108   class RootMoveList {
109
110   public:
111     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
112     inline Move get_move(int moveNum) const;
113     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
114     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
115     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
116     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
117     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
118     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
119     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
120     inline int move_count() const;
121     Move scan_for_easy_move() const;
122     inline void sort();
123     void sort_multipv(int n);
124
125   private:
126     static const int MaxRootMoves = 500;
127     RootMove moves[MaxRootMoves];
128     int count;
129   };
130
131
132   /// Constants and variables initialized from UCI options
133
134   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV
135   // nodes
136   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves;
137
138   // Depth limit for use of dynamic threat detection
139   Depth ThreatDepth;
140
141   // Depth limit for selective search
142   const Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
143
144   // Use internal iterative deepening?
145   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
146   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
147
148   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
149   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
150   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
151   const Value IIDMargin = Value(0x100);
152
153   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
154   // better than the second best move.
155   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
156
157   // Problem margin.  If the score of the first move at iteration N+1 has
158   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
159   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
160   // time looking for a better move.
161   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
162
163   // No problem margin.  If the boolean "Problem" is true, and a new move
164   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
165   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
166   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
167
168   // Null move margin.  A null move search will not be done if the approximate
169   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
170   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
171
172   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
173   // understand their precise meaning.
174   const bool PruneEscapeMoves = false;
175   const bool PruneDefendingMoves = false;
176   const bool PruneBlockingMoves = false;
177
178   // Use futility pruning?
179   bool UseQSearchFutilityPruning, UseFutilityPruning;
180
181   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
182   // and near frontier nodes
183   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
184
185    // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
186    const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
187   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
188                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
189    // Razoring
190    const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
191
192   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
193   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
194
195   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
196    const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
197
198   // Last seconds noise filtering (LSN)
199   bool UseLSNFiltering;
200   bool looseOnTime = false;
201   int LSNTime; // In milliseconds
202   Value LSNValue;
203
204   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
205   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
206   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
207
208   // Search depth at iteration 1
209   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
210
211   // Node counters
212   int NodesSincePoll;
213   int NodesBetweenPolls = 30000;
214
215   // Iteration counters
216   int Iteration;
217   BetaCounterType BetaCounter;
218
219   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
220   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
221   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
222
223   // MultiPV mode
224   int MultiPV;
225
226   // Time managment variables
227   int SearchStartTime;
228   int MaxNodes, MaxDepth;
229   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
230   Move EasyMove;
231   int RootMoveNumber;
232   bool InfiniteSearch;
233   bool PonderSearch;
234   bool StopOnPonderhit;
235   bool AbortSearch;
236   bool Quit;
237   bool FailHigh;
238   bool FailLow;
239   bool Problem;
240   bool PonderingEnabled;
241   int ExactMaxTime;
242
243   // Show current line?
244   bool ShowCurrentLine;
245
246   // Log file
247   bool UseLogFile;
248   std::ofstream LogFile;
249
250   // MP related variables
251   Depth MinimumSplitDepth;
252   int MaxThreadsPerSplitPoint;
253   Thread Threads[THREAD_MAX];
254   Lock MPLock;
255   bool AllThreadsShouldExit = false;
256   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
257   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
258   bool Idle = true;
259
260 #if !defined(_MSC_VER)
261   pthread_cond_t WaitCond;
262   pthread_mutex_t WaitLock;
263 #else
264   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
265 #endif
266
267
268   /// Functions
269
270   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
271   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta);
272   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
273   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
274   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
275   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
276   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
277   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
278   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
279   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
280   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
281   bool value_is_mate(Value value);
282   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
283   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
284   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
285   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
286   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
287   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
288   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
289   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
290
291   bool fail_high_ply_1();
292   int current_search_time();
293   int nps();
294   void poll();
295   void ponderhit();
296   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
297   void wait_for_stop_or_ponderhit();
298
299   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp);
300   void init_split_point_stack();
301   void destroy_split_point_stack();
302   bool thread_should_stop(int threadID);
303   bool thread_is_available(int slave, int master);
304   bool idle_thread_exists(int master);
305   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
306              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
307              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
308   void wake_sleeping_threads();
309
310 #if !defined(_MSC_VER)
311   void *init_thread(void *threadID);
312 #else
313   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
314 #endif
315
316 }
317
318
319 ////
320 //// Global variables
321 ////
322
323 // The main transposition table
324 TranspositionTable TT;
325
326
327 // Number of active threads:
328 int ActiveThreads = 1;
329
330 // Locks.  In principle, there is no need for IOLock to be a global variable,
331 // but it could turn out to be useful for debugging.
332 Lock IOLock;
333
334 History H;  // Should be made local?
335
336 // The empty search stack
337 SearchStack EmptySearchStack;
338
339
340 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
341 // new search from the root.
342 void SearchStack::init(int ply) {
343
344   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
345   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
346   reduction = Depth(0);
347 }
348
349 void SearchStack::initKillers() {
350
351   mateKiller = MOVE_NONE;
352   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
353       killers[i] = MOVE_NONE;
354 }
355
356
357 ////
358 //// Functions
359 ////
360
361 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
362 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
363 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
364 /// when a quit command is received during the search.
365
366 bool think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
367            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
368            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
369
370   // Look for a book move
371   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
372   {
373       Move bookMove;
374       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
375           OpeningBook.open("book.bin");
376
377       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
378       if (bookMove != MOVE_NONE)
379       {
380           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
381           return true;
382       }
383   }
384
385   // Initialize global search variables
386   Idle = false;
387   SearchStartTime = get_system_time();
388   EasyMove = MOVE_NONE;
389   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
390   {
391       Threads[i].nodes = 0ULL;
392       Threads[i].failHighPly1 = false;
393   }
394   NodesSincePoll = 0;
395   InfiniteSearch = infinite;
396   PonderSearch = ponder;
397   StopOnPonderhit = false;
398   AbortSearch = false;
399   Quit = false;
400   FailHigh = false;
401   FailLow = false;
402   Problem = false;
403   ExactMaxTime = maxTime;
404
405   // Read UCI option values
406   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
407   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
408       TT.clear();
409
410   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
411   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
412
413   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
414   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
415
416   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
417   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
418
419   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
420   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
421
422   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
423   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
424
425   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
426   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
427
428   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
429   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
430
431   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
432   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
433   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
434
435   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
436   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
437   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
438   if (UseLogFile)
439       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
440
441   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
442   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
443
444   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
445   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
446   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
447
448   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
449   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
450
451   read_weights(pos.side_to_move());
452
453   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
454   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
455   {
456       ActiveThreads = newActiveThreads;
457       init_eval(ActiveThreads);
458   }
459
460   // Wake up sleeping threads:
461   wake_sleeping_threads();
462
463   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
464       assert(thread_is_available(i, 0));
465
466   // Set thinking time:
467   int myTime = time[side_to_move];
468   int myIncrement = increment[side_to_move];
469
470   if (!movesToGo) // Sudden death time control
471   {
472       if (myIncrement)
473       {
474           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
475           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
476       } else { // Blitz game without increment
477           MaxSearchTime = myTime / 30;
478           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
479       }
480   }
481   else // (x moves) / (y minutes)
482   {
483       if (movesToGo == 1)
484       {
485           MaxSearchTime = myTime / 2;
486           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
487       } else {
488           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
489           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
490       }
491   }
492
493   if (PonderingEnabled)
494   {
495       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
496       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
497   }
498
499   // Fixed depth or fixed number of nodes?
500   MaxDepth = maxDepth;
501   if (MaxDepth)
502       InfiniteSearch = true; // HACK
503
504   MaxNodes = maxNodes;
505   if (MaxNodes)
506   {
507       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
508       InfiniteSearch = true; // HACK
509   }
510   else
511       NodesBetweenPolls = 30000;
512
513
514   // Write information to search log file:
515   if (UseLogFile)
516       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
517               << "infinite: " << infinite
518               << " ponder: " << ponder
519               << " time: " << myTime
520               << " increment: " << myIncrement
521               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
522
523
524   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
525   // function:
526   if (!looseOnTime)
527   {
528       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
529       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
530                      && myTime < LSNTime
531                      && myIncrement == 0
532                      && v < -LSNValue);
533   }
534   else
535   {
536       looseOnTime = false; // reset for next match
537       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
538           ; // wait here
539       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
540   }
541
542   if (UseLogFile)
543       LogFile.close();
544
545   Idle = true;
546   return !Quit;
547 }
548
549
550 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
551 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
552 /// objects.
553
554 void init_threads() {
555
556   volatile int i;
557
558 #if !defined(_MSC_VER)
559   pthread_t pthread[1];
560 #endif
561
562   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
563       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
564
565   // Initialize global locks:
566   lock_init(&MPLock, NULL);
567   lock_init(&IOLock, NULL);
568
569   init_split_point_stack();
570
571 #if !defined(_MSC_VER)
572   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
573   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
574 #else
575   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
576       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
577 #endif
578
579   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
580   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
581   {
582       Threads[i].stop = false;
583       Threads[i].workIsWaiting = false;
584       Threads[i].idle = true;
585       Threads[i].running = false;
586   }
587
588   // Launch the helper threads
589   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
590   {
591 #if !defined(_MSC_VER)
592       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
593 #else
594       DWORD iID[1];
595       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
596 #endif
597
598       // Wait until the thread has finished launching:
599       while (!Threads[i].running);
600   }
601
602   // Init also the empty search stack
603   EmptySearchStack.init(0);
604   EmptySearchStack.initKillers();
605 }
606
607
608 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
609 /// helper threads exit cleanly.
610
611 void stop_threads() {
612
613   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
614   Idle = false;  // HACK
615   wake_sleeping_threads();
616   AllThreadsShouldExit = true;
617   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
618   {
619       Threads[i].stop = true;
620       while(Threads[i].running);
621   }
622   destroy_split_point_stack();
623 }
624
625
626 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
627 /// the current search.
628
629 int64_t nodes_searched() {
630
631   int64_t result = 0ULL;
632   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
633       result += Threads[i].nodes;
634   return result;
635 }
636
637
638 namespace {
639
640   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
641   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
642   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
643   // reached.
644
645   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
646
647     Position p(pos);
648     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
649
650     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
651     RootMoveList rml(p, searchMoves);
652
653     // Initialize
654     TT.new_search();
655     H.clear();
656     for (int i = 0; i < 3; i++)
657     {
658         ss[i].init(i);
659         ss[i].initKillers();
660     }
661     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
662     Iteration = 1;
663
664     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
665
666     // Iterative deepening loop
667     while (Iteration < PLY_MAX)
668     {
669         // Initialize iteration
670         rml.sort();
671         Iteration++;
672         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
673         if (Iteration <= 5)
674             ExtraSearchTime = 0;
675
676         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
677
678         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
679         Value alpha, beta;
680
681         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6)
682         {
683             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
684             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
685
686             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
687
688             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
689             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
690         }
691         else
692         {
693             alpha = - VALUE_INFINITE;
694             beta  =   VALUE_INFINITE;
695         }
696
697         // Search to the current depth
698         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
699
700         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
701         // been overwritten during the search.
702         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
703
704         if (AbortSearch)
705             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
706
707         //Save info about search result
708         Value speculatedValue;
709         bool fHigh = false;
710         bool fLow = false;
711         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
712
713         if (value >= beta)
714         {
715             assert(delta > 0);
716
717             fHigh = true;
718             speculatedValue = value + delta;
719             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
720         }
721         else if (value <= alpha)
722         {
723             assert(value == alpha);
724             assert(delta < 0);
725
726             fLow = true;
727             speculatedValue = value + delta;
728             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
729         } else
730             speculatedValue = value;
731
732         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
733         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
734
735         // Erase the easy move if it differs from the new best move
736         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
737             EasyMove = MOVE_NONE;
738
739         Problem = false;
740
741         if (!InfiniteSearch)
742         {
743             // Time to stop?
744             bool stopSearch = false;
745
746             // Stop search early if there is only a single legal move:
747             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
748                 stopSearch = true;
749
750             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
751             if (  Iteration >= 6
752                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
753                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
754                 stopSearch = true;
755
756             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
757             int64_t nodes = nodes_searched();
758             if (   Iteration >= 8
759                 && !fLow
760                 && !fHigh
761                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
762                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
763                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
764                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
765                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
766                 stopSearch = true;
767
768             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
769             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
770                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
771                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
772
773             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
774             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
775             // move at the next iteration anyway.
776             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
777                 stopSearch = true;
778
779             if (stopSearch)
780             {
781                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
782                 if (!PonderSearch)
783                     break;
784                 else
785                     StopOnPonderhit = true;
786             }
787         }
788
789         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
790             break;
791     }
792
793     rml.sort();
794
795     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
796     // are told to do so
797     if (PonderSearch)
798         wait_for_stop_or_ponderhit();
799     else
800         // Print final search statistics
801         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
802                   << " nps " << nps()
803                   << " time " << current_search_time()
804                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
805
806     // Print the best move and the ponder move to the standard output
807     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
808     {
809         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
810         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
811     }
812     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
813     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
814         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
815
816     std::cout << std::endl;
817
818     if (UseLogFile)
819     {
820         if (dbg_show_mean)
821             dbg_print_mean(LogFile);
822
823         if (dbg_show_hit_rate)
824             dbg_print_hit_rate(LogFile);
825
826         StateInfo st;
827         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
828                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
829                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
830
831         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
832         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
833                 << std::endl << std::endl;
834     }
835     return rml.get_move_score(0);
836   }
837
838
839   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
840   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
841   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
842   // and prints some information to the standard output.
843
844   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
845
846     Value oldAlpha = alpha;
847     Value value;
848     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
849
850     // Loop through all the moves in the root move list
851     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
852     {
853         if (alpha >= beta)
854         {
855             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
856             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
857             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
858             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
859             continue;
860         }
861         int64_t nodes;
862         Move move;
863         StateInfo st;
864         Depth ext, newDepth;
865
866         RootMoveNumber = i + 1;
867         FailHigh = false;
868
869         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
870         // are used to sort the root moves at the next iteration.
871         nodes = nodes_searched();
872
873         // Reset beta cut-off counters
874         BetaCounter.clear();
875
876         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
877         // the standard output.
878         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
879         if (current_search_time() >= 1000)
880             std::cout << "info currmove " << move
881                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
882
883         // Decide search depth for this move
884         bool dangerous;
885         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
886         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
887
888         // Make the move, and search it
889         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
890
891         if (i < MultiPV)
892         {
893             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
894             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
895             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
896             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
897             // current iteration before playing a move.
898             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
899
900             if (Problem && StopOnPonderhit)
901                 StopOnPonderhit = false;
902         }
903         else
904         {
905             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
906             if (value > alpha)
907             {
908                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
909                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
910                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
911                 // prematurely during a fail high research.
912                 FailHigh = true;
913                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
914             }
915         }
916
917         pos.undo_move(move);
918
919         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
920         // was aborted because the user interrupted the search or because we
921         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
922         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
923         // move and/or PV.
924         if (AbortSearch)
925             break;
926
927         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
928         // sort the root moves at the next iteration.
929         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
930
931         // Remember the beta-cutoff statistics
932         int64_t our, their;
933         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
934         rml.set_beta_counters(i, our, their);
935
936         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
937
938         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
939             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
940         else
941         {
942             // PV move or new best move!
943
944             // Update PV
945             rml.set_move_score(i, value);
946             update_pv(ss, 0);
947             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
948
949             if (MultiPV == 1)
950             {
951                 // We record how often the best move has been changed in each
952                 // iteration. This information is used for time managment: When
953                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
954                 if (i > 0)
955                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
956
957                 // Print search information to the standard output:
958                 std::cout << "info depth " << Iteration
959                           << " score " << value_to_string(value)
960                           << " time " << current_search_time()
961                           << " nodes " << nodes_searched()
962                           << " nps " << nps()
963                           << " pv ";
964
965                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
966                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
967
968                 std::cout << std::endl;
969
970                 if (UseLogFile)
971                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
972                             << std::endl;
973
974                 if (value > alpha)
975                     alpha = value;
976
977                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
978                 // far below the final value from the last iteration.
979                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
980                     Problem = false;
981             }
982             else // MultiPV > 1
983             {
984                 rml.sort_multipv(i);
985                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
986                 {
987                     int k;
988                     std::cout << "info multipv " << j + 1
989                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
990                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
991                               << " time " << current_search_time()
992                               << " nodes " << nodes_searched()
993                               << " nps " << nps()
994                               << " pv ";
995
996                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
997                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
998
999                     std::cout << std::endl;
1000                 }
1001                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1002             }
1003         } // New best move case
1004
1005         assert(alpha >= oldAlpha);
1006
1007         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1008     }
1009     return alpha;
1010   }
1011
1012
1013   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1014
1015   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1016                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1017
1018     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1019     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1020     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1021     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1022
1023     if (depth < OnePly)
1024         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1025
1026     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1027     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1028     init_node(ss, ply, threadID);
1029
1030     // After init_node() that calls poll()
1031     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1032         return Value(0);
1033
1034     if (pos.is_draw())
1035         return VALUE_DRAW;
1036
1037     EvalInfo ei;
1038
1039     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1040         return evaluate(pos, ei, threadID);
1041
1042     // Mate distance pruning
1043     Value oldAlpha = alpha;
1044     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1045     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1046     if (alpha >= beta)
1047         return alpha;
1048
1049     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1050     // pruning, but only for move ordering.
1051     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1052     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1053
1054     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1055     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1056     {
1057         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1058         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1059     }
1060
1061     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1062     // to search all moves
1063     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
1064
1065     Move move, movesSearched[256];
1066     int moveCount = 0;
1067     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1068     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1069     Color us = pos.side_to_move();
1070     bool isCheck = pos.is_check();
1071     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1072
1073     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1074     // occurs.
1075     while (   alpha < beta
1076            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1077            && !thread_should_stop(threadID))
1078     {
1079       assert(move_is_ok(move));
1080
1081       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1082       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1083       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1084
1085       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1086
1087       // Decide the new search depth
1088       bool dangerous;
1089       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1090       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1091
1092       // Make and search the move
1093       StateInfo st;
1094       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1095
1096       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1097           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1098       else
1099       {
1100         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1101         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1102         if (    depth >= 2*OnePly
1103             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1104             && !dangerous
1105             && !moveIsCapture
1106             && !move_promotion(move)
1107             && !move_is_castle(move)
1108             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1109         {
1110             ss[ply].reduction = OnePly;
1111             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1112         }
1113         else
1114             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1115
1116         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1117         {
1118             ss[ply].reduction = Depth(0);
1119             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1120             if (value > alpha && value < beta)
1121             {
1122                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1123                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1124                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1125                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1126                 // result in a big drop in score at the root.
1127                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1128                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1129
1130                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1131                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1132                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1133           }
1134         }
1135       }
1136       pos.undo_move(move);
1137
1138       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1139
1140       // New best move?
1141       if (value > bestValue)
1142       {
1143           bestValue = value;
1144           if (value > alpha)
1145           {
1146               alpha = value;
1147               update_pv(ss, ply);
1148               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1149                   ss[ply].mateKiller = move;
1150           }
1151           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1152           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1153           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1154           if (   ply == 1
1155               && Iteration >= 2
1156               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1157               Problem = true;
1158       }
1159
1160       // Split?
1161       if (   ActiveThreads > 1
1162           && bestValue < beta
1163           && depth >= MinimumSplitDepth
1164           && Iteration <= 99
1165           && idle_thread_exists(threadID)
1166           && !AbortSearch
1167           && !thread_should_stop(threadID)
1168           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1169                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1170           break;
1171     }
1172
1173     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1174     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1175     if (moveCount == 0)
1176         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1177
1178     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1179     // history counters, and killer moves.
1180     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1181         return bestValue;
1182
1183     if (bestValue <= oldAlpha)
1184         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1185
1186     else if (bestValue >= beta)
1187     {
1188         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1189         Move m = ss[ply].pv[ply];
1190         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1191         {
1192             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1193             update_killers(m, ss[ply]);
1194         }
1195         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1196     }
1197     else
1198         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1199
1200     return bestValue;
1201   }
1202
1203
1204   // search() is the search function for zero-width nodes.
1205
1206   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1207                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1208
1209     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1210     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1211     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1212
1213     if (depth < OnePly)
1214         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1215
1216     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1217     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1218     init_node(ss, ply, threadID);
1219
1220     // After init_node() that calls poll()
1221     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1222         return Value(0);
1223
1224     if (pos.is_draw())
1225         return VALUE_DRAW;
1226
1227     EvalInfo ei;
1228
1229     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1230         return evaluate(pos, ei, threadID);
1231
1232     // Mate distance pruning
1233     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1234         return beta;
1235
1236     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1237         return beta - 1;
1238
1239     // Transposition table lookup
1240     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1241     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1242
1243     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1244     {
1245         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1246         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1247     }
1248
1249     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1250     bool mateThreat = false;
1251     bool isCheck = pos.is_check();
1252
1253     // Null move search
1254     if (    allowNullmove
1255         &&  depth > OnePly
1256         && !isCheck
1257         && !value_is_mate(beta)
1258         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1259         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1260     {
1261         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1262
1263         StateInfo st;
1264         pos.do_null_move(st);
1265         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1266
1267         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1268
1269         pos.undo_null_move();
1270
1271         if (value_is_mate(nullValue))
1272         {
1273             /* Do not return unproven mates */
1274         }
1275         else if (nullValue >= beta)
1276         {
1277             if (depth < 6 * OnePly)
1278                 return beta;
1279
1280             // Do zugzwang verification search
1281             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1282             if (v >= beta)
1283                 return beta;
1284         } else {
1285             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1286             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1287             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1288             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1289             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1290             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1291             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1292                 mateThreat = true;
1293
1294             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1295             if (   depth < ThreatDepth
1296                 && ss[ply - 1].reduction
1297                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1298                 return beta - 1;
1299         }
1300     }
1301     // Null move search not allowed, try razoring
1302     else if (   !value_is_mate(beta)
1303              && depth < RazorDepth
1304              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1305              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1306              && ttMove == MOVE_NONE
1307              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1308     {
1309         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1310         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1311           return v;
1312     }
1313
1314     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1315     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1316         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1317     {
1318         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1319         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1320     }
1321
1322     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1323     // to search all moves:
1324     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1325
1326     Move move, movesSearched[256];
1327     int moveCount = 0;
1328     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1329     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1330     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1331     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1332                              && depth < SelectiveDepth
1333                              && !isCheck;
1334
1335     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1336     // occurs.
1337     while (   bestValue < beta
1338            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1339            && !thread_should_stop(threadID))
1340     {
1341       assert(move_is_ok(move));
1342
1343       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1344       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1345       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1346
1347       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1348
1349       // Decide the new search depth
1350       bool dangerous;
1351       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1352       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1353
1354       // Futility pruning
1355       if (    useFutilityPruning
1356           && !dangerous
1357           && !moveIsCapture
1358           && !move_promotion(move))
1359       {
1360           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1361           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1362               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1363               continue;
1364
1365           // Value based pruning
1366           if (approximateEval < beta)
1367           {
1368               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1369                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1370                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1371
1372               if (futilityValue < beta)
1373               {
1374                   if (futilityValue > bestValue)
1375                       bestValue = futilityValue;
1376                   continue;
1377               }
1378           }
1379       }
1380
1381       // Make and search the move
1382       StateInfo st;
1383       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1384
1385       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1386       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1387       if (    depth >= 2*OnePly
1388           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1389           && !dangerous
1390           && !moveIsCapture
1391           && !move_promotion(move)
1392           && !move_is_castle(move)
1393           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1394       {
1395           ss[ply].reduction = OnePly;
1396           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1397       }
1398       else
1399         value = beta; // Just to trigger next condition
1400
1401       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1402       {
1403           ss[ply].reduction = Depth(0);
1404           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1405       }
1406       pos.undo_move(move);
1407
1408       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1409
1410       // New best move?
1411       if (value > bestValue)
1412       {
1413         bestValue = value;
1414         if (value >= beta)
1415             update_pv(ss, ply);
1416
1417         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1418             ss[ply].mateKiller = move;
1419       }
1420
1421       // Split?
1422       if (   ActiveThreads > 1
1423           && bestValue < beta
1424           && depth >= MinimumSplitDepth
1425           && Iteration <= 99
1426           && idle_thread_exists(threadID)
1427           && !AbortSearch
1428           && !thread_should_stop(threadID)
1429           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1430                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1431         break;
1432     }
1433
1434     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1435     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1436     if (moveCount == 0)
1437         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1438
1439     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1440     // history counters, and killer moves.
1441     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1442         return bestValue;
1443
1444     if (bestValue < beta)
1445         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1446     else
1447     {
1448         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1449         Move m = ss[ply].pv[ply];
1450         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1451         {
1452             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1453             update_killers(m, ss[ply]);
1454         }
1455         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1456     }
1457
1458     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1459
1460     return bestValue;
1461   }
1462
1463
1464   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1465   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1466   // less than OnePly).
1467
1468   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1469                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1470
1471     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1472     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1473     assert(depth <= 0);
1474     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1475     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1476
1477     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1478     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1479     init_node(ss, ply, threadID);
1480
1481     // After init_node() that calls poll()
1482     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1483         return Value(0);
1484
1485     if (pos.is_draw())
1486         return VALUE_DRAW;
1487
1488     // Transposition table lookup, only when not in PV
1489     TTEntry* tte = NULL;
1490     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1491     if (!pvNode)
1492     {
1493         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1494         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1495         {
1496             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1497
1498             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1499         }
1500     }
1501     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1502
1503     // Evaluate the position statically
1504     EvalInfo ei;
1505     Value staticValue;
1506     bool isCheck = pos.is_check();
1507     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1508
1509     if (isCheck)
1510         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1511
1512     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1513     {
1514         // Use the cached evaluation score if possible
1515         assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
1516         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1517
1518         staticValue = tte->value();
1519     }
1520     else
1521         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1522
1523     if (ply == PLY_MAX - 1)
1524         return evaluate(pos, ei, threadID);
1525
1526     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1527     // at least beta.
1528     Value bestValue = staticValue;
1529
1530     if (bestValue >= beta)
1531     {
1532         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1533         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1534             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EVAL, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1535
1536         return bestValue;
1537     }
1538
1539     if (bestValue > alpha)
1540         alpha = bestValue;
1541
1542     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1543     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1544     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1545     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, ttMove, EmptySearchStack, depth);
1546     Move move;
1547     int moveCount = 0;
1548     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1549     Color us = pos.side_to_move();
1550     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1551
1552     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1553     // occurs.
1554     while (   alpha < beta
1555            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1556     {
1557       assert(move_is_ok(move));
1558
1559       moveCount++;
1560       ss[ply].currentMove = move;
1561
1562       // Futility pruning
1563       if (    UseQSearchFutilityPruning
1564           &&  enoughMaterial
1565           && !isCheck
1566           && !pvNode
1567           && !move_promotion(move)
1568           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1569           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1570       {
1571           Value futilityValue = staticValue
1572                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1573                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1574                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1575                               + FutilityMarginQS
1576                               + ei.futilityMargin;
1577
1578           if (futilityValue < alpha)
1579           {
1580               if (futilityValue > bestValue)
1581                   bestValue = futilityValue;
1582               continue;
1583           }
1584       }
1585
1586       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1587       if (   !isCheck
1588           && !move_promotion(move)
1589           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1590               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1591           &&  pos.see(move) < 0)
1592           continue;
1593
1594       // Make and search the move.
1595       StateInfo st;
1596       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1597       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1598       pos.undo_move(move);
1599
1600       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1601
1602       // New best move?
1603       if (value > bestValue)
1604       {
1605           bestValue = value;
1606           if (value > alpha)
1607           {
1608               alpha = value;
1609               update_pv(ss, ply);
1610           }
1611        }
1612     }
1613
1614     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1615     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1616     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1617         return value_mated_in(ply);
1618
1619     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1620
1621     // Update transposition table
1622     Move m = ss[ply].pv[ply];
1623     if (!pvNode)
1624     {
1625         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1626         if (bestValue < beta)
1627             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE);
1628         else
1629             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, m);
1630     }
1631
1632     // Update killers only for good check moves
1633     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1634         update_killers(m, ss[ply]);
1635
1636     return bestValue;
1637   }
1638
1639
1640   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1641   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1642   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1643   // table, done a null move search, and searched the first move before
1644   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1645   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1646   // care of after we return from the split point.
1647
1648   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1649
1650     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1651     assert(ActiveThreads > 1);
1652
1653     Position pos = Position(sp->pos);
1654     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1655     Value value;
1656     Move move;
1657     bool isCheck = pos.is_check();
1658     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1659                               && sp->depth < SelectiveDepth
1660                               && !isCheck;
1661
1662     while (    sp->bestValue < sp->beta
1663            && !thread_should_stop(threadID)
1664            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1665     {
1666       assert(move_is_ok(move));
1667
1668       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1669       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1670
1671       lock_grab(&(sp->lock));
1672       int moveCount = ++sp->moves;
1673       lock_release(&(sp->lock));
1674
1675       ss[sp->ply].currentMove = move;
1676
1677       // Decide the new search depth.
1678       bool dangerous;
1679       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1680       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1681
1682       // Prune?
1683       if (    useFutilityPruning
1684           && !dangerous
1685           && !moveIsCapture
1686           && !move_promotion(move)
1687           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1688           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1689         continue;
1690
1691       // Make and search the move.
1692       StateInfo st;
1693       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1694
1695       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1696       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1697       if (   !dangerous
1698           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1699           && !moveIsCapture
1700           && !move_promotion(move)
1701           && !move_is_castle(move)
1702           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1703       {
1704           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1705           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1706       }
1707       else
1708           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1709
1710       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1711       {
1712           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1713           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1714       }
1715       pos.undo_move(move);
1716
1717       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1718
1719       if (thread_should_stop(threadID))
1720           break;
1721
1722       // New best move?
1723       lock_grab(&(sp->lock));
1724       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1725       {
1726           sp->bestValue = value;
1727           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1728           {
1729               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1730               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1731                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1732                       Threads[i].stop = true;
1733
1734               sp->finished = true;
1735         }
1736       }
1737       lock_release(&(sp->lock));
1738     }
1739
1740     lock_grab(&(sp->lock));
1741
1742     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1743     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1744     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1745         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1746             if (sp->slaves[i])
1747                 Threads[i].stop = true;
1748
1749     sp->cpus--;
1750     sp->slaves[threadID] = 0;
1751
1752     lock_release(&(sp->lock));
1753   }
1754
1755
1756   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1757   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1758   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1759   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1760   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1761   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1762   // after we return from the split point.
1763
1764   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1765
1766     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1767     assert(ActiveThreads > 1);
1768
1769     Position pos = Position(sp->pos);
1770     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1771     Value value;
1772     Move move;
1773
1774     while (    sp->alpha < sp->beta
1775            && !thread_should_stop(threadID)
1776            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1777     {
1778       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1779       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1780
1781       assert(move_is_ok(move));
1782
1783       lock_grab(&(sp->lock));
1784       int moveCount = ++sp->moves;
1785       lock_release(&(sp->lock));
1786
1787       ss[sp->ply].currentMove = move;
1788
1789       // Decide the new search depth.
1790       bool dangerous;
1791       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1792       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1793
1794       // Make and search the move.
1795       StateInfo st;
1796       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1797
1798       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1799       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1800       if (   !dangerous
1801           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1802           && !moveIsCapture
1803           && !move_promotion(move)
1804           && !move_is_castle(move)
1805           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1806       {
1807           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1808           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1809       }
1810       else
1811           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1812
1813       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1814       {
1815           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1816           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1817
1818           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1819           {
1820               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1821               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1822               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1823               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1824               // result in a big drop in score at the root.
1825               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1826                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1827
1828               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1829               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1830         }
1831       }
1832       pos.undo_move(move);
1833
1834       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1835
1836       if (thread_should_stop(threadID))
1837           break;
1838
1839       // New best move?
1840       lock_grab(&(sp->lock));
1841       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1842       {
1843           sp->bestValue = value;
1844           if (value > sp->alpha)
1845           {
1846               sp->alpha = value;
1847               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1848               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1849                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1850
1851               if(value >= sp->beta)
1852               {
1853                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1854                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1855                           Threads[i].stop = true;
1856
1857                   sp->finished = true;
1858               }
1859         }
1860         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1861         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1862         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1863         if (   sp->ply == 1
1864             && Iteration >= 2
1865             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1866             Problem = true;
1867       }
1868       lock_release(&(sp->lock));
1869     }
1870
1871     lock_grab(&(sp->lock));
1872
1873     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1874     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1875     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1876         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1877             if (sp->slaves[i])
1878                 Threads[i].stop = true;
1879
1880     sp->cpus--;
1881     sp->slaves[threadID] = 0;
1882
1883     lock_release(&(sp->lock));
1884   }
1885
1886   /// The BetaCounterType class
1887
1888   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1889
1890   void BetaCounterType::clear() {
1891
1892     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1893         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1894   }
1895
1896   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1897
1898     // Weighted count based on depth
1899     hits[threadID][us] += int(d);
1900   }
1901
1902   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1903
1904     our = their = 0UL;
1905     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1906     {
1907         our += hits[i][us];
1908         their += hits[i][opposite_color(us)];
1909     }
1910   }
1911
1912
1913   /// The RootMove class
1914
1915   // Constructor
1916
1917   RootMove::RootMove() {
1918     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1919   }
1920
1921   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1922   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1923   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1924   // have equal score but m1 has the higher node count.
1925
1926   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1927
1928     if (score != m.score)
1929         return (score < m.score);
1930
1931     return theirBeta <= m.theirBeta;
1932   }
1933
1934   /// The RootMoveList class
1935
1936   // Constructor
1937
1938   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1939
1940     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1941     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1942
1943     // Generate all legal moves
1944     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1945
1946     // Add each move to the moves[] array
1947     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1948     {
1949         bool includeMove = includeAllMoves;
1950
1951         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1952             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1953
1954         if (!includeMove)
1955             continue;
1956
1957         // Find a quick score for the move
1958         StateInfo st;
1959         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1960
1961         moves[count].move = mlist[i].move;
1962         pos.do_move(moves[count].move, st);
1963         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
1964         pos.undo_move(moves[count].move);
1965         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
1966         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1967         count++;
1968     }
1969     sort();
1970   }
1971
1972
1973   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1974
1975   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1976     return moves[moveNum].move;
1977   }
1978
1979   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1980     return moves[moveNum].score;
1981   }
1982
1983   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1984     moves[moveNum].score = score;
1985   }
1986
1987   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1988     moves[moveNum].nodes = nodes;
1989     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1990   }
1991
1992   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1993     moves[moveNum].ourBeta = our;
1994     moves[moveNum].theirBeta = their;
1995   }
1996
1997   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
1998     int j;
1999     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2000       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2001     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2002   }
2003
2004   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2005     return moves[moveNum].pv[i];
2006   }
2007
2008   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2009     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2010   }
2011
2012   inline int RootMoveList::move_count() const {
2013     return count;
2014   }
2015
2016
2017   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2018   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2019   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2020   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2021   // important that this function is called at the right moment:  The code
2022   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2023   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2024
2025   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2026
2027     assert(count);
2028
2029     if (count == 1)
2030         return get_move(0);
2031
2032     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2033     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2034         return get_move(0);
2035
2036     return MOVE_NONE;
2037   }
2038
2039   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2040   // iteration.
2041
2042   inline void RootMoveList::sort() {
2043
2044     sort_multipv(count - 1); // all items
2045   }
2046
2047
2048   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2049   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2050   // correctly in MultiPV mode.
2051
2052   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2053
2054     for (int i = 1; i <= n; i++)
2055     {
2056       RootMove rm = moves[i];
2057       int j;
2058       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2059           moves[j] = moves[j-1];
2060       moves[j] = rm;
2061     }
2062   }
2063
2064
2065   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2066   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2067   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2068   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2069   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2070
2071   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2072     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2073     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2074
2075     Threads[threadID].nodes++;
2076
2077     if(threadID == 0) {
2078       NodesSincePoll++;
2079       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2080         poll();
2081         NodesSincePoll = 0;
2082       }
2083     }
2084
2085     ss[ply].init(ply);
2086     ss[ply+2].initKillers();
2087
2088     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2089       print_current_line(ss, ply, threadID);
2090   }
2091
2092
2093   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2094   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2095   // node.
2096
2097   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2098     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2099
2100     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2101     int p;
2102     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2103       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2104     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2105   }
2106
2107
2108   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2109   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2110   // the PV at the parent node.
2111
2112   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2113     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2114
2115     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2116     int p;
2117     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2118       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2119     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2120   }
2121
2122
2123   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2124   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2125   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2126   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2127   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2128
2129   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2130     Square f1, t1, f2, t2;
2131
2132     assert(move_is_ok(m1));
2133     assert(move_is_ok(m2));
2134
2135     if(m2 == MOVE_NONE)
2136       return false;
2137
2138     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2139     f2 = move_from(m2);
2140     t1 = move_to(m1);
2141     if(f2 == t1)
2142       return true;
2143
2144     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2145     t2 = move_to(m2);
2146     f1 = move_from(m1);
2147     if(t2 == f1)
2148       return true;
2149
2150     // Case 3: Moving through the vacated square:
2151     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2152        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2153       return true;
2154
2155     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2156     // in m1:
2157     if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
2158       return true;
2159
2160     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2161     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2162        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2163                   f2) &&
2164        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2165                    t2)) {
2166       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2167       Color us = pos.side_to_move();
2168       Square ksq = pos.king_square(us);
2169       clear_bit(&occ, f2);
2170       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2171         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2172           return true;
2173       }
2174       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2175         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2176           return true;
2177       }
2178       else {
2179         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2180         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2181           return true;
2182       }
2183     }
2184
2185     return false;
2186   }
2187
2188
2189   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2190   // eventually compensated for the ply.
2191
2192   bool value_is_mate(Value value) {
2193
2194     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2195
2196     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2197           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2198   }
2199
2200
2201   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2202   // killer moves of that ply.
2203
2204   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2205
2206       const Move* k = ss.killers;
2207       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2208           if (*k == m)
2209               return true;
2210
2211       return false;
2212   }
2213
2214
2215   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2216   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2217   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2218   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2219   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2220   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2221
2222   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2223                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2224
2225     assert(m != MOVE_NONE);
2226
2227     Depth result = Depth(0);
2228     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2229
2230     if (check)
2231         result += CheckExtension[pvNode];
2232
2233     if (singleReply)
2234         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2235
2236     if (mateThreat)
2237         result += MateThreatExtension[pvNode];
2238
2239     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2240     {
2241         if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2242         {
2243             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2244             *dangerous = true;
2245         }
2246         if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2247         {
2248             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2249             *dangerous = true;
2250         }
2251     }
2252
2253     if (   capture
2254         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2255         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2256             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2257         && !move_promotion(m)
2258         && !move_is_ep(m))
2259     {
2260         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2261         *dangerous = true;
2262     }
2263
2264     if (   pvNode
2265         && capture
2266         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2267         && pos.see(m) >= 0)
2268     {
2269         result += OnePly/2;
2270         *dangerous = true;
2271     }
2272
2273     return Min(result, OnePly);
2274   }
2275
2276
2277   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2278   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2279   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2280   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2281   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2282   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2283   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2284
2285   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2286     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2287       return false;
2288     return true;
2289   }
2290
2291
2292   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2293   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2294   // candidates for pruning.
2295
2296   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2297     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2298
2299     assert(move_is_ok(m));
2300     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2301     assert(!move_promotion(m));
2302     assert(!pos.move_is_check(m));
2303     assert(!pos.move_is_capture(m));
2304     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2305     assert(d >= OnePly);
2306
2307     mfrom = move_from(m);
2308     mto = move_to(m);
2309     tfrom = move_from(threat);
2310     tto = move_to(threat);
2311
2312     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2313     if (move_is_castle(m))
2314         return false;
2315
2316     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2317     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2318         return false;
2319
2320     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2321     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2322     if (   !PruneDefendingMoves
2323         && threat != MOVE_NONE
2324         && pos.move_is_capture(threat)
2325         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2326             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2327         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2328       return false;
2329
2330     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2331     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2332         return false;
2333
2334     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2335     // prune safe moves which block its ray.
2336     if (  !PruneBlockingMoves
2337         && threat != MOVE_NONE
2338         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2339         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2340         && pos.see(m) >= 0)
2341             return false;
2342
2343     return true;
2344   }
2345
2346
2347   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2348   // can be used at a given point in search.
2349
2350   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2351
2352     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2353
2354     return   (   tte->depth() >= depth
2355               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2356               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2357
2358           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2359               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2360   }
2361
2362
2363   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2364   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2365
2366   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2367
2368     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2369   }
2370
2371
2372   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2373   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2374
2375   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2376                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2377
2378     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2379
2380     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2381     {
2382         assert(m != movesSearched[i]);
2383         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2384             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2385     }
2386   }
2387
2388
2389   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2390   // among the killer moves of that ply.
2391
2392   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2393
2394     if (m == ss.killers[0])
2395         return;
2396
2397     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2398         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2399
2400     ss.killers[0] = m;
2401   }
2402
2403   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2404   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2405   // is used for time managment.
2406
2407   bool fail_high_ply_1() {
2408     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2409       if(Threads[i].failHighPly1)
2410         return true;
2411     return false;
2412   }
2413
2414
2415   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2416   // since the beginning of the current search.
2417
2418   int current_search_time() {
2419     return get_system_time() - SearchStartTime;
2420   }
2421
2422
2423   // nps() computes the current nodes/second count.
2424
2425   int nps() {
2426     int t = current_search_time();
2427     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2428   }
2429
2430
2431   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2432   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2433   // search.
2434
2435   void poll() {
2436
2437     static int lastInfoTime;
2438     int t = current_search_time();
2439
2440     //  Poll for input
2441     if (Bioskey())
2442     {
2443         // We are line oriented, don't read single chars
2444         std::string command;
2445         if (!std::getline(std::cin, command))
2446             command = "quit";
2447
2448         if (command == "quit")
2449         {
2450             AbortSearch = true;
2451             PonderSearch = false;
2452             Quit = true;
2453             return;
2454         }
2455         else if(command == "stop")
2456         {
2457             AbortSearch = true;
2458             PonderSearch = false;
2459         }
2460         else if(command == "ponderhit")
2461             ponderhit();
2462     }
2463     // Print search information
2464     if (t < 1000)
2465         lastInfoTime = 0;
2466
2467     else if (lastInfoTime > t)
2468         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2469         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2470         lastInfoTime = 0;
2471
2472     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2473     {
2474         lastInfoTime = t;
2475         lock_grab(&IOLock);
2476         if (dbg_show_mean)
2477             dbg_print_mean();
2478
2479         if (dbg_show_hit_rate)
2480             dbg_print_hit_rate();
2481
2482         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2483                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2484         lock_release(&IOLock);
2485         if (ShowCurrentLine)
2486             Threads[0].printCurrentLine = true;
2487     }
2488     // Should we stop the search?
2489     if (PonderSearch)
2490         return;
2491
2492     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2493                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2494                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2495                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2496
2497     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2498         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2499         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2500         AbortSearch = true;
2501   }
2502
2503
2504   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2505   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2506   // it correctly predicted the opponent's move.
2507
2508   void ponderhit() {
2509     int t = current_search_time();
2510     PonderSearch = false;
2511     if(Iteration >= 3 &&
2512        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2513                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2514                             (RootMoveNumber == 1 &&
2515                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2516                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2517                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2518       AbortSearch = true;
2519   }
2520
2521
2522   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2523   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2524
2525   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2526     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2527     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2528
2529     if(!Threads[threadID].idle) {
2530       lock_grab(&IOLock);
2531       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2532       for(int p = 0; p < ply; p++)
2533         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2534       std::cout << std::endl;
2535       lock_release(&IOLock);
2536     }
2537     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2538     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2539       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2540   }
2541
2542
2543   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2544   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2545   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2546   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2547   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2548   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2549
2550   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2551
2552     std::string command;
2553
2554     while (true)
2555     {
2556         if (!std::getline(std::cin, command))
2557             command = "quit";
2558
2559         if (command == "quit")
2560         {
2561             Quit = true;
2562             break;
2563         }
2564         else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2565             break;
2566     }
2567   }
2568
2569
2570   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2571   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2572   // object for which the current thread is the master.
2573
2574   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2575     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2576
2577     Threads[threadID].running = true;
2578
2579     while(true) {
2580       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2581         break;
2582
2583       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2584       // of wasting CPU time polling for work:
2585       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2586 #if !defined(_MSC_VER)
2587         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2588         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2589           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2590         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2591 #else
2592         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2593 #endif
2594       }
2595
2596       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2597       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2598         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2599         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2600           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2601         else
2602           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2603         Threads[threadID].idle = true;
2604       }
2605
2606       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2607       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2608       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2609         return;
2610     }
2611
2612     Threads[threadID].running = false;
2613   }
2614
2615
2616   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2617   // initializes all split point objects.
2618
2619   void init_split_point_stack() {
2620     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2621       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2622         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2623         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2624       }
2625   }
2626
2627
2628   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2629   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2630
2631   void destroy_split_point_stack() {
2632     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2633       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2634         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2635   }
2636
2637
2638   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2639   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2640   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2641   // some ancestor of the current split point.
2642
2643   bool thread_should_stop(int threadID) {
2644     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2645
2646     SplitPoint *sp;
2647
2648     if(Threads[threadID].stop)
2649       return true;
2650     if(ActiveThreads <= 2)
2651       return false;
2652     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2653       if(sp->finished) {
2654         Threads[threadID].stop = true;
2655         return true;
2656       }
2657     return false;
2658   }
2659
2660
2661   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2662   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2663   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2664   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2665   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2666   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2667   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2668
2669   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2670     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2671     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2672     assert(ActiveThreads > 1);
2673
2674     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2675       return false;
2676
2677     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2678       // No active split points means that the thread is available as a slave
2679       // for any other thread.
2680       return true;
2681
2682     if(ActiveThreads == 2)
2683       return true;
2684
2685     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2686     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2687       return true;
2688
2689     return false;
2690   }
2691
2692
2693   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2694   // a slave for the thread with threadID "master".
2695
2696   bool idle_thread_exists(int master) {
2697     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2698     assert(ActiveThreads > 1);
2699
2700     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2701       if(thread_is_available(i, master))
2702         return true;
2703     return false;
2704   }
2705
2706
2707   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2708   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2709   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2710   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2711   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2712   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2713   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2714   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2715   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2716   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2717   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2718
2719   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2720              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
2721              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2722
2723     assert(p.is_ok());
2724     assert(sstck != NULL);
2725     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2726     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2727     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2728     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2729     assert(depth > Depth(0));
2730     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2731     assert(ActiveThreads > 1);
2732
2733     SplitPoint *splitPoint;
2734     int i;
2735
2736     lock_grab(&MPLock);
2737
2738     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2739     // active split points, don't split:
2740     if(!idle_thread_exists(master) ||
2741        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2742       lock_release(&MPLock);
2743       return false;
2744     }
2745
2746     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2747     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2748     Threads[master].activeSplitPoints++;
2749
2750     // Initialize the split point object:
2751     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2752     splitPoint->finished = false;
2753     splitPoint->ply = ply;
2754     splitPoint->depth = depth;
2755     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2756     splitPoint->beta = *beta;
2757     splitPoint->pvNode = pvNode;
2758     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2759     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2760     splitPoint->master = master;
2761     splitPoint->mp = mp;
2762     splitPoint->moves = *moves;
2763     splitPoint->cpus = 1;
2764     splitPoint->pos.copy(p);
2765     splitPoint->parentSstack = sstck;
2766     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2767       splitPoint->slaves[i] = 0;
2768
2769     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2770     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2771     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2772
2773     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2774     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2775         i++)
2776       if(thread_is_available(i, master)) {
2777         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2778         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2779         splitPoint->slaves[i] = 1;
2780         splitPoint->cpus++;
2781       }
2782
2783     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2784     // their idle loop.
2785     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2786       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2787         Threads[i].workIsWaiting = true;
2788         Threads[i].idle = false;
2789         Threads[i].stop = false;
2790       }
2791
2792     lock_release(&MPLock);
2793
2794     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2795     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2796     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2797     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2798     // loop when all threads have finished their work at this split point
2799     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2800     idle_loop(master, splitPoint);
2801
2802     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2803     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2804     lock_grab(&MPLock);
2805     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2806     *beta = splitPoint->beta;
2807     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2808     Threads[master].stop = false;
2809     Threads[master].idle = false;
2810     Threads[master].activeSplitPoints--;
2811     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2812     lock_release(&MPLock);
2813
2814     return true;
2815   }
2816
2817
2818   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2819   // to start a new search from the root.
2820
2821   void wake_sleeping_threads() {
2822     if(ActiveThreads > 1) {
2823       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2824         Threads[i].idle = true;
2825         Threads[i].workIsWaiting = false;
2826       }
2827 #if !defined(_MSC_VER)
2828       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2829       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2830       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2831 #else
2832       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2833         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2834 #endif
2835     }
2836   }
2837
2838
2839   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2840   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2841   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2842   // and one for Windows threads.
2843
2844 #if !defined(_MSC_VER)
2845
2846   void *init_thread(void *threadID) {
2847     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2848     return NULL;
2849   }
2850
2851 #else
2852
2853   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2854     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2855     return NULL;
2856   }
2857
2858 #endif
2859
2860 }