64863be166b07f84f53571c10ee79e392f3d210d
[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()
364
365 void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
366            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
367            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
368
369   // Look for a book move
370   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
371   {
372       Move bookMove;
373       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
374           OpeningBook.open("book.bin");
375
376       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
377       if (bookMove != MOVE_NONE)
378       {
379           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
380           return;
381       }
382   }
383
384   // Initialize global search variables
385   Idle = false;
386   SearchStartTime = get_system_time();
387   EasyMove = MOVE_NONE;
388   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
389   {
390       Threads[i].nodes = 0ULL;
391       Threads[i].failHighPly1 = false;
392   }
393   NodesSincePoll = 0;
394   InfiniteSearch = infinite;
395   PonderSearch = ponder;
396   StopOnPonderhit = false;
397   AbortSearch = false;
398   Quit = false;
399   FailHigh = false;
400   FailLow = false;
401   Problem = false;
402   ExactMaxTime = maxTime;
403
404   // Read UCI option values
405   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
406   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
407       TT.clear();
408
409   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
410   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
411
412   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
413   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
414
415   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
416   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
417
418   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
419   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
420
421   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
422   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
423
424   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
425   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
426
427   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
428   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
429
430   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
431   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
432   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
433
434   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
435   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
436   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
437   if (UseLogFile)
438       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
439
440   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
441   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
442
443   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
444   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
445   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
446
447   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
448   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
449
450   read_weights(pos.side_to_move());
451
452   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
453   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
454   {
455       ActiveThreads = newActiveThreads;
456       init_eval(ActiveThreads);
457   }
458
459   // Wake up sleeping threads:
460   wake_sleeping_threads();
461
462   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
463       assert(thread_is_available(i, 0));
464
465   // Set thinking time:
466   int myTime = time[side_to_move];
467   int myIncrement = increment[side_to_move];
468
469   if (!movesToGo) // Sudden death time control
470   {
471       if (myIncrement)
472       {
473           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
474           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
475       } else { // Blitz game without increment
476           MaxSearchTime = myTime / 30;
477           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
478       }
479   }
480   else // (x moves) / (y minutes)
481   {
482       if (movesToGo == 1)
483       {
484           MaxSearchTime = myTime / 2;
485           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
486       } else {
487           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
488           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
489       }
490   }
491
492   if (PonderingEnabled)
493   {
494       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
495       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
496   }
497
498   // Fixed depth or fixed number of nodes?
499   MaxDepth = maxDepth;
500   if (MaxDepth)
501       InfiniteSearch = true; // HACK
502
503   MaxNodes = maxNodes;
504   if (MaxNodes)
505   {
506       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
507       InfiniteSearch = true; // HACK
508   }
509   else
510       NodesBetweenPolls = 30000;
511
512
513   // Write information to search log file:
514   if (UseLogFile)
515       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
516               << "infinite: " << infinite
517               << " ponder: " << ponder
518               << " time: " << myTime
519               << " increment: " << myIncrement
520               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
521
522
523   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
524   // function:
525   if (!looseOnTime)
526   {
527       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
528       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
529                      && myTime < LSNTime
530                      && myIncrement == 0
531                      && v < -LSNValue);
532   }
533   else
534   {
535       looseOnTime = false; // reset for next match
536       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
537           ; // wait here
538       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
539   }
540
541   if (UseLogFile)
542       LogFile.close();
543
544   if (Quit)
545   {
546       stop_threads();
547       quit_eval();
548       exit(0);
549   }
550   Idle = true;
551 }
552
553
554 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
555 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
556 /// objects.
557
558 void init_threads() {
559
560   volatile int i;
561
562 #if !defined(_MSC_VER)
563   pthread_t pthread[1];
564 #endif
565
566   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
567       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
568
569   // Initialize global locks:
570   lock_init(&MPLock, NULL);
571   lock_init(&IOLock, NULL);
572
573   init_split_point_stack();
574
575 #if !defined(_MSC_VER)
576   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
577   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
578 #else
579   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
580       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
581 #endif
582
583   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
584   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
585   {
586       Threads[i].stop = false;
587       Threads[i].workIsWaiting = false;
588       Threads[i].idle = true;
589       Threads[i].running = false;
590   }
591
592   // Launch the helper threads
593   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
594   {
595 #if !defined(_MSC_VER)
596       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
597 #else
598       DWORD iID[1];
599       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
600 #endif
601
602       // Wait until the thread has finished launching:
603       while (!Threads[i].running);
604   }
605
606   // Init also the empty search stack
607   EmptySearchStack.init(0);
608   EmptySearchStack.initKillers();
609 }
610
611
612 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
613 /// helper threads exit cleanly.
614
615 void stop_threads() {
616
617   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
618   Idle = false;  // HACK
619   wake_sleeping_threads();
620   AllThreadsShouldExit = true;
621   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
622   {
623       Threads[i].stop = true;
624       while(Threads[i].running);
625   }
626   destroy_split_point_stack();
627 }
628
629
630 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
631 /// the current search.
632
633 int64_t nodes_searched() {
634
635   int64_t result = 0ULL;
636   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
637       result += Threads[i].nodes;
638   return result;
639 }
640
641
642 namespace {
643
644   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
645   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
646   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
647   // reached.
648
649   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
650
651     Position p(pos);
652     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
653
654     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
655     RootMoveList rml(p, searchMoves);
656
657     // Initialize
658     TT.new_search();
659     H.clear();
660     for (int i = 0; i < 3; i++)
661     {
662         ss[i].init(i);
663         ss[i].initKillers();
664     }
665     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
666     Iteration = 1;
667
668     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
669
670     // Iterative deepening loop
671     while (Iteration < PLY_MAX)
672     {
673         // Initialize iteration
674         rml.sort();
675         Iteration++;
676         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
677         if (Iteration <= 5)
678             ExtraSearchTime = 0;
679
680         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
681
682         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
683         Value alpha, beta;
684
685         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6)
686         {
687             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
688             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
689
690             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
691
692             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
693             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
694         }
695         else
696         {
697             alpha = - VALUE_INFINITE;
698             beta  =   VALUE_INFINITE;
699         }
700
701         // Search to the current depth
702         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
703
704         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
705         // been overwritten during the search.
706         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
707
708         if (AbortSearch)
709             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
710
711         //Save info about search result
712         Value speculatedValue;
713         bool fHigh = false;
714         bool fLow = false;
715         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
716
717         if (value >= beta)
718         {
719             assert(delta > 0);
720
721             fHigh = true;
722             speculatedValue = value + delta;
723             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
724         }
725         else if (value <= alpha)
726         {
727             assert(value == alpha);
728             assert(delta < 0);
729
730             fLow = true;
731             speculatedValue = value + delta;
732             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
733         } else
734             speculatedValue = value;
735
736         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
737         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
738
739         // Erase the easy move if it differs from the new best move
740         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
741             EasyMove = MOVE_NONE;
742
743         Problem = false;
744
745         if (!InfiniteSearch)
746         {
747             // Time to stop?
748             bool stopSearch = false;
749
750             // Stop search early if there is only a single legal move:
751             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
752                 stopSearch = true;
753
754             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
755             if (  Iteration >= 6
756                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
757                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
758                 stopSearch = true;
759
760             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
761             int64_t nodes = nodes_searched();
762             if (   Iteration >= 8
763                 && !fLow
764                 && !fHigh
765                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
766                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
767                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
768                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
769                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
770                 stopSearch = true;
771
772             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
773             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
774                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
775                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
776
777             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
778             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
779             // move at the next iteration anyway.
780             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
781                 stopSearch = true;
782
783             if (stopSearch)
784             {
785                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
786                 if (!PonderSearch)
787                     break;
788                 else
789                     StopOnPonderhit = true;
790             }
791         }
792
793         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
794             break;
795     }
796
797     rml.sort();
798
799     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
800     // are told to do so
801     if (PonderSearch)
802         wait_for_stop_or_ponderhit();
803     else
804         // Print final search statistics
805         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
806                   << " nps " << nps()
807                   << " time " << current_search_time()
808                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
809
810     // Print the best move and the ponder move to the standard output
811     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
812     {
813         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
814         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
815     }
816     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
817     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
818         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
819
820     std::cout << std::endl;
821
822     if (UseLogFile)
823     {
824         if (dbg_show_mean)
825             dbg_print_mean(LogFile);
826
827         if (dbg_show_hit_rate)
828             dbg_print_hit_rate(LogFile);
829
830         StateInfo st;
831         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
832                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
833                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
834
835         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
836         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
837                 << std::endl << std::endl;
838     }
839     return rml.get_move_score(0);
840   }
841
842
843   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
844   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
845   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
846   // and prints some information to the standard output.
847
848   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
849
850     Value oldAlpha = alpha;
851     Value value;
852     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
853
854     // Loop through all the moves in the root move list
855     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
856     {
857         if (alpha >= beta)
858         {
859             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
860             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
861             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
862             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
863             continue;
864         }
865         int64_t nodes;
866         Move move;
867         StateInfo st;
868         Depth ext, newDepth;
869
870         RootMoveNumber = i + 1;
871         FailHigh = false;
872
873         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
874         // are used to sort the root moves at the next iteration.
875         nodes = nodes_searched();
876
877         // Reset beta cut-off counters
878         BetaCounter.clear();
879
880         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
881         // the standard output.
882         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
883         if (current_search_time() >= 1000)
884             std::cout << "info currmove " << move
885                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
886
887         // Decide search depth for this move
888         bool dangerous;
889         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
890         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
891
892         // Make the move, and search it
893         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
894
895         if (i < MultiPV)
896         {
897             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
898             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
899             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
900             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
901             // current iteration before playing a move.
902             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
903
904             if (Problem && StopOnPonderhit)
905                 StopOnPonderhit = false;
906         }
907         else
908         {
909             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
910             if (value > alpha)
911             {
912                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
913                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
914                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
915                 // prematurely during a fail high research.
916                 FailHigh = true;
917                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
918             }
919         }
920
921         pos.undo_move(move);
922
923         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
924         // was aborted because the user interrupted the search or because we
925         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
926         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
927         // move and/or PV.
928         if (AbortSearch)
929             break;
930
931         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
932         // sort the root moves at the next iteration.
933         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
934
935         // Remember the beta-cutoff statistics
936         int64_t our, their;
937         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
938         rml.set_beta_counters(i, our, their);
939
940         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
941
942         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
943             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
944         else
945         {
946             // PV move or new best move!
947
948             // Update PV
949             rml.set_move_score(i, value);
950             update_pv(ss, 0);
951             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
952
953             if (MultiPV == 1)
954             {
955                 // We record how often the best move has been changed in each
956                 // iteration. This information is used for time managment: When
957                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
958                 if (i > 0)
959                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
960
961                 // Print search information to the standard output:
962                 std::cout << "info depth " << Iteration
963                           << " score " << value_to_string(value)
964                           << " time " << current_search_time()
965                           << " nodes " << nodes_searched()
966                           << " nps " << nps()
967                           << " pv ";
968
969                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
970                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
971
972                 std::cout << std::endl;
973
974                 if (UseLogFile)
975                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
976                             << std::endl;
977
978                 if (value > alpha)
979                     alpha = value;
980
981                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
982                 // far below the final value from the last iteration.
983                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
984                     Problem = false;
985             }
986             else // MultiPV > 1
987             {
988                 rml.sort_multipv(i);
989                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
990                 {
991                     int k;
992                     std::cout << "info multipv " << j + 1
993                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
994                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
995                               << " time " << current_search_time()
996                               << " nodes " << nodes_searched()
997                               << " nps " << nps()
998                               << " pv ";
999
1000                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1001                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1002
1003                     std::cout << std::endl;
1004                 }
1005                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1006             }
1007         } // New best move case
1008
1009         assert(alpha >= oldAlpha);
1010
1011         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1012     }
1013     return alpha;
1014   }
1015
1016
1017   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1018
1019   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1020                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1021
1022     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1023     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1024     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1025     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1026
1027     if (depth < OnePly)
1028         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1029
1030     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1031     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1032     init_node(ss, ply, threadID);
1033
1034     // After init_node() that calls poll()
1035     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1036         return Value(0);
1037
1038     if (pos.is_draw())
1039         return VALUE_DRAW;
1040
1041     EvalInfo ei;
1042
1043     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1044         return evaluate(pos, ei, threadID);
1045
1046     // Mate distance pruning
1047     Value oldAlpha = alpha;
1048     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1049     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1050     if (alpha >= beta)
1051         return alpha;
1052
1053     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1054     // pruning, but only for move ordering.
1055     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1056     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1057
1058     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1059     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1060     {
1061         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1062         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1063     }
1064
1065     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1066     // to search all moves
1067     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
1068
1069     Move move, movesSearched[256];
1070     int moveCount = 0;
1071     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1072     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1073     Color us = pos.side_to_move();
1074     bool isCheck = pos.is_check();
1075     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1076
1077     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1078     // occurs.
1079     while (   alpha < beta
1080            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1081            && !thread_should_stop(threadID))
1082     {
1083       assert(move_is_ok(move));
1084
1085       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1086       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1087       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1088
1089       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1090
1091       // Decide the new search depth
1092       bool dangerous;
1093       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1094       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1095
1096       // Make and search the move
1097       StateInfo st;
1098       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1099
1100       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1101           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1102       else
1103       {
1104         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1105         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1106         if (    depth >= 2*OnePly
1107             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1108             && !dangerous
1109             && !moveIsCapture
1110             && !move_promotion(move)
1111             && !move_is_castle(move)
1112             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1113         {
1114             ss[ply].reduction = OnePly;
1115             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1116         }
1117         else
1118             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1119
1120         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1121         {
1122             ss[ply].reduction = Depth(0);
1123             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1124             if (value > alpha && value < beta)
1125             {
1126                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1127                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1128                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1129                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1130                 // result in a big drop in score at the root.
1131                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1132                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1133
1134                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1135                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1136                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1137           }
1138         }
1139       }
1140       pos.undo_move(move);
1141
1142       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1143
1144       // New best move?
1145       if (value > bestValue)
1146       {
1147           bestValue = value;
1148           if (value > alpha)
1149           {
1150               alpha = value;
1151               update_pv(ss, ply);
1152               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1153                   ss[ply].mateKiller = move;
1154           }
1155           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1156           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1157           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1158           if (   ply == 1
1159               && Iteration >= 2
1160               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1161               Problem = true;
1162       }
1163
1164       // Split?
1165       if (   ActiveThreads > 1
1166           && bestValue < beta
1167           && depth >= MinimumSplitDepth
1168           && Iteration <= 99
1169           && idle_thread_exists(threadID)
1170           && !AbortSearch
1171           && !thread_should_stop(threadID)
1172           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1173                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1174           break;
1175     }
1176
1177     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1178     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1179     if (moveCount == 0)
1180         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1181
1182     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1183     // history counters, and killer moves.
1184     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1185         return bestValue;
1186
1187     if (bestValue <= oldAlpha)
1188         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1189
1190     else if (bestValue >= beta)
1191     {
1192         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1193         Move m = ss[ply].pv[ply];
1194         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1195         {
1196             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1197             update_killers(m, ss[ply]);
1198         }
1199         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1200     }
1201     else
1202         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1203
1204     return bestValue;
1205   }
1206
1207
1208   // search() is the search function for zero-width nodes.
1209
1210   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1211                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1212
1213     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1214     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1215     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1216
1217     if (depth < OnePly)
1218         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1219
1220     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1221     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1222     init_node(ss, ply, threadID);
1223
1224     // After init_node() that calls poll()
1225     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1226         return Value(0);
1227
1228     if (pos.is_draw())
1229         return VALUE_DRAW;
1230
1231     EvalInfo ei;
1232
1233     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1234         return evaluate(pos, ei, threadID);
1235
1236     // Mate distance pruning
1237     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1238         return beta;
1239
1240     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1241         return beta - 1;
1242
1243     // Transposition table lookup
1244     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1245     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1246
1247     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1248     {
1249         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1250         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1251     }
1252
1253     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1254     bool mateThreat = false;
1255     bool isCheck = pos.is_check();
1256
1257     // Null move search
1258     if (    allowNullmove
1259         &&  depth > OnePly
1260         && !isCheck
1261         && !value_is_mate(beta)
1262         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1263         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1264     {
1265         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1266
1267         StateInfo st;
1268         pos.do_null_move(st);
1269         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1270
1271         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1272
1273         pos.undo_null_move();
1274
1275         if (value_is_mate(nullValue))
1276         {
1277             /* Do not return unproven mates */
1278         }
1279         else if (nullValue >= beta)
1280         {
1281             if (depth < 6 * OnePly)
1282                 return beta;
1283
1284             // Do zugzwang verification search
1285             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1286             if (v >= beta)
1287                 return beta;
1288         } else {
1289             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1290             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1291             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1292             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1293             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1294             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1295             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1296                 mateThreat = true;
1297
1298             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1299             if (   depth < ThreatDepth
1300                 && ss[ply - 1].reduction
1301                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1302                 return beta - 1;
1303         }
1304     }
1305     // Null move search not allowed, try razoring
1306     else if (   !value_is_mate(beta)
1307              && depth < RazorDepth
1308              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1309              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1310              && ttMove == MOVE_NONE
1311              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1312     {
1313         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1314         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1315           return v;
1316     }
1317
1318     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1319     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1320         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1321     {
1322         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1323         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1324     }
1325
1326     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1327     // to search all moves:
1328     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1329
1330     Move move, movesSearched[256];
1331     int moveCount = 0;
1332     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1333     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1334     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1335     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1336                              && depth < SelectiveDepth
1337                              && !isCheck;
1338
1339     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1340     // occurs.
1341     while (   bestValue < beta
1342            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1343            && !thread_should_stop(threadID))
1344     {
1345       assert(move_is_ok(move));
1346
1347       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1348       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1349       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1350
1351       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1352
1353       // Decide the new search depth
1354       bool dangerous;
1355       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1356       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1357
1358       // Futility pruning
1359       if (    useFutilityPruning
1360           && !dangerous
1361           && !moveIsCapture
1362           && !move_promotion(move))
1363       {
1364           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1365           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1366               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1367               continue;
1368
1369           // Value based pruning
1370           if (approximateEval < beta)
1371           {
1372               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1373                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1374                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1375
1376               if (futilityValue < beta)
1377               {
1378                   if (futilityValue > bestValue)
1379                       bestValue = futilityValue;
1380                   continue;
1381               }
1382           }
1383       }
1384
1385       // Make and search the move
1386       StateInfo st;
1387       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1388
1389       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1390       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1391       if (    depth >= 2*OnePly
1392           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1393           && !dangerous
1394           && !moveIsCapture
1395           && !move_promotion(move)
1396           && !move_is_castle(move)
1397           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1398       {
1399           ss[ply].reduction = OnePly;
1400           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1401       }
1402       else
1403         value = beta; // Just to trigger next condition
1404
1405       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1406       {
1407           ss[ply].reduction = Depth(0);
1408           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1409       }
1410       pos.undo_move(move);
1411
1412       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1413
1414       // New best move?
1415       if (value > bestValue)
1416       {
1417         bestValue = value;
1418         if (value >= beta)
1419             update_pv(ss, ply);
1420
1421         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1422             ss[ply].mateKiller = move;
1423       }
1424
1425       // Split?
1426       if (   ActiveThreads > 1
1427           && bestValue < beta
1428           && depth >= MinimumSplitDepth
1429           && Iteration <= 99
1430           && idle_thread_exists(threadID)
1431           && !AbortSearch
1432           && !thread_should_stop(threadID)
1433           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1434                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1435         break;
1436     }
1437
1438     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1439     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1440     if (moveCount == 0)
1441         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1442
1443     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1444     // history counters, and killer moves.
1445     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1446         return bestValue;
1447
1448     if (bestValue < beta)
1449         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1450     else
1451     {
1452         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1453         Move m = ss[ply].pv[ply];
1454         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1455         {
1456             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1457             update_killers(m, ss[ply]);
1458         }
1459         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1460     }
1461
1462     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1463
1464     return bestValue;
1465   }
1466
1467
1468   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1469   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1470   // less than OnePly).
1471
1472   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1473                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1474
1475     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1476     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1477     assert(depth <= 0);
1478     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1479     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1480
1481     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1482     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1483     init_node(ss, ply, threadID);
1484
1485     // After init_node() that calls poll()
1486     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1487         return Value(0);
1488
1489     if (pos.is_draw())
1490         return VALUE_DRAW;
1491
1492     // Transposition table lookup, only when not in PV
1493     TTEntry* tte = NULL;
1494     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1495     if (!pvNode)
1496     {
1497         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1498         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1499         {
1500             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1501
1502             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1503         }
1504     }
1505     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1506
1507     // Evaluate the position statically
1508     EvalInfo ei;
1509     Value staticValue;
1510     bool isCheck = pos.is_check();
1511     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1512
1513     if (isCheck)
1514         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1515
1516     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1517     {
1518         // Use the cached evaluation score if possible
1519         assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
1520         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1521
1522         staticValue = tte->value();
1523     }
1524     else
1525         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1526
1527     if (ply == PLY_MAX - 1)
1528         return evaluate(pos, ei, threadID);
1529
1530     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1531     // at least beta.
1532     Value bestValue = staticValue;
1533
1534     if (bestValue >= beta)
1535     {
1536         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1537         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1538             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EVAL, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1539
1540         return bestValue;
1541     }
1542
1543     if (bestValue > alpha)
1544         alpha = bestValue;
1545
1546     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1547     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1548     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1549     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, ttMove, EmptySearchStack, depth);
1550     Move move;
1551     int moveCount = 0;
1552     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1553     Color us = pos.side_to_move();
1554     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1555
1556     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1557     // occurs.
1558     while (   alpha < beta
1559            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1560     {
1561       assert(move_is_ok(move));
1562
1563       moveCount++;
1564       ss[ply].currentMove = move;
1565
1566       // Futility pruning
1567       if (    UseQSearchFutilityPruning
1568           &&  enoughMaterial
1569           && !isCheck
1570           && !pvNode
1571           && !move_promotion(move)
1572           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1573           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1574       {
1575           Value futilityValue = staticValue
1576                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1577                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1578                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1579                               + FutilityMarginQS
1580                               + ei.futilityMargin;
1581
1582           if (futilityValue < alpha)
1583           {
1584               if (futilityValue > bestValue)
1585                   bestValue = futilityValue;
1586               continue;
1587           }
1588       }
1589
1590       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1591       if (   !isCheck
1592           && !move_promotion(move)
1593           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1594               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1595           &&  pos.see(move) < 0)
1596           continue;
1597
1598       // Make and search the move.
1599       StateInfo st;
1600       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1601       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1602       pos.undo_move(move);
1603
1604       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1605
1606       // New best move?
1607       if (value > bestValue)
1608       {
1609           bestValue = value;
1610           if (value > alpha)
1611           {
1612               alpha = value;
1613               update_pv(ss, ply);
1614           }
1615        }
1616     }
1617
1618     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1619     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1620     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1621         return value_mated_in(ply);
1622
1623     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1624
1625     // Update transposition table
1626     Move m = ss[ply].pv[ply];
1627     if (!pvNode)
1628     {
1629         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1630         if (bestValue < beta)
1631             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE);
1632         else
1633             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, m);
1634     }
1635
1636     // Update killers only for good check moves
1637     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1638         update_killers(m, ss[ply]);
1639
1640     return bestValue;
1641   }
1642
1643
1644   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1645   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1646   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1647   // table, done a null move search, and searched the first move before
1648   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1649   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1650   // care of after we return from the split point.
1651
1652   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1653
1654     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1655     assert(ActiveThreads > 1);
1656
1657     Position pos = Position(sp->pos);
1658     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1659     Value value;
1660     Move move;
1661     bool isCheck = pos.is_check();
1662     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1663                               && sp->depth < SelectiveDepth
1664                               && !isCheck;
1665
1666     while (    sp->bestValue < sp->beta
1667            && !thread_should_stop(threadID)
1668            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1669     {
1670       assert(move_is_ok(move));
1671
1672       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1673       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1674
1675       lock_grab(&(sp->lock));
1676       int moveCount = ++sp->moves;
1677       lock_release(&(sp->lock));
1678
1679       ss[sp->ply].currentMove = move;
1680
1681       // Decide the new search depth.
1682       bool dangerous;
1683       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1684       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1685
1686       // Prune?
1687       if (    useFutilityPruning
1688           && !dangerous
1689           && !moveIsCapture
1690           && !move_promotion(move)
1691           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1692           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1693         continue;
1694
1695       // Make and search the move.
1696       StateInfo st;
1697       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1698
1699       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1700       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1701       if (   !dangerous
1702           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1703           && !moveIsCapture
1704           && !move_promotion(move)
1705           && !move_is_castle(move)
1706           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1707       {
1708           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1709           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1710       }
1711       else
1712           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1713
1714       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1715       {
1716           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1717           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1718       }
1719       pos.undo_move(move);
1720
1721       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1722
1723       if (thread_should_stop(threadID))
1724           break;
1725
1726       // New best move?
1727       lock_grab(&(sp->lock));
1728       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1729       {
1730           sp->bestValue = value;
1731           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1732           {
1733               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1734               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1735                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1736                       Threads[i].stop = true;
1737
1738               sp->finished = true;
1739         }
1740       }
1741       lock_release(&(sp->lock));
1742     }
1743
1744     lock_grab(&(sp->lock));
1745
1746     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1747     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1748     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1749         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1750             if (sp->slaves[i])
1751                 Threads[i].stop = true;
1752
1753     sp->cpus--;
1754     sp->slaves[threadID] = 0;
1755
1756     lock_release(&(sp->lock));
1757   }
1758
1759
1760   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1761   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1762   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1763   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1764   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1765   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1766   // after we return from the split point.
1767
1768   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1769
1770     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1771     assert(ActiveThreads > 1);
1772
1773     Position pos = Position(sp->pos);
1774     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1775     Value value;
1776     Move move;
1777
1778     while (    sp->alpha < sp->beta
1779            && !thread_should_stop(threadID)
1780            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1781     {
1782       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1783       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1784
1785       assert(move_is_ok(move));
1786
1787       lock_grab(&(sp->lock));
1788       int moveCount = ++sp->moves;
1789       lock_release(&(sp->lock));
1790
1791       ss[sp->ply].currentMove = move;
1792
1793       // Decide the new search depth.
1794       bool dangerous;
1795       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1796       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1797
1798       // Make and search the move.
1799       StateInfo st;
1800       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1801
1802       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1803       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1804       if (   !dangerous
1805           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1806           && !moveIsCapture
1807           && !move_promotion(move)
1808           && !move_is_castle(move)
1809           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1810       {
1811           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1812           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1813       }
1814       else
1815           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1816
1817       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1818       {
1819           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1820           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1821
1822           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1823           {
1824               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1825               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1826               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1827               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1828               // result in a big drop in score at the root.
1829               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1830                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1831
1832               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1833               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1834         }
1835       }
1836       pos.undo_move(move);
1837
1838       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1839
1840       if (thread_should_stop(threadID))
1841           break;
1842
1843       // New best move?
1844       lock_grab(&(sp->lock));
1845       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1846       {
1847           sp->bestValue = value;
1848           if (value > sp->alpha)
1849           {
1850               sp->alpha = value;
1851               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1852               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1853                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1854
1855               if(value >= sp->beta)
1856               {
1857                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1858                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1859                           Threads[i].stop = true;
1860
1861                   sp->finished = true;
1862               }
1863         }
1864         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1865         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1866         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1867         if (   sp->ply == 1
1868             && Iteration >= 2
1869             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1870             Problem = true;
1871       }
1872       lock_release(&(sp->lock));
1873     }
1874
1875     lock_grab(&(sp->lock));
1876
1877     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1878     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1879     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1880         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1881             if (sp->slaves[i])
1882                 Threads[i].stop = true;
1883
1884     sp->cpus--;
1885     sp->slaves[threadID] = 0;
1886
1887     lock_release(&(sp->lock));
1888   }
1889
1890   /// The BetaCounterType class
1891
1892   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1893
1894   void BetaCounterType::clear() {
1895
1896     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1897         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1898   }
1899
1900   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1901
1902     // Weighted count based on depth
1903     hits[threadID][us] += int(d);
1904   }
1905
1906   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1907
1908     our = their = 0UL;
1909     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1910     {
1911         our += hits[i][us];
1912         their += hits[i][opposite_color(us)];
1913     }
1914   }
1915
1916
1917   /// The RootMove class
1918
1919   // Constructor
1920
1921   RootMove::RootMove() {
1922     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1923   }
1924
1925   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1926   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1927   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1928   // have equal score but m1 has the higher node count.
1929
1930   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1931
1932     if (score != m.score)
1933         return (score < m.score);
1934
1935     return theirBeta <= m.theirBeta;
1936   }
1937
1938   /// The RootMoveList class
1939
1940   // Constructor
1941
1942   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1943
1944     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1945     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1946
1947     // Generate all legal moves
1948     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1949
1950     // Add each move to the moves[] array
1951     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1952     {
1953         bool includeMove = includeAllMoves;
1954
1955         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1956             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1957
1958         if (!includeMove)
1959             continue;
1960
1961         // Find a quick score for the move
1962         StateInfo st;
1963         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1964
1965         moves[count].move = mlist[i].move;
1966         pos.do_move(moves[count].move, st);
1967         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
1968         pos.undo_move(moves[count].move);
1969         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
1970         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1971         count++;
1972     }
1973     sort();
1974   }
1975
1976
1977   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1978
1979   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1980     return moves[moveNum].move;
1981   }
1982
1983   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1984     return moves[moveNum].score;
1985   }
1986
1987   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1988     moves[moveNum].score = score;
1989   }
1990
1991   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1992     moves[moveNum].nodes = nodes;
1993     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1994   }
1995
1996   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1997     moves[moveNum].ourBeta = our;
1998     moves[moveNum].theirBeta = their;
1999   }
2000
2001   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2002     int j;
2003     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2004       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2005     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2006   }
2007
2008   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2009     return moves[moveNum].pv[i];
2010   }
2011
2012   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2013     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2014   }
2015
2016   inline int RootMoveList::move_count() const {
2017     return count;
2018   }
2019
2020
2021   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2022   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2023   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2024   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2025   // important that this function is called at the right moment:  The code
2026   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2027   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2028
2029   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2030
2031     assert(count);
2032
2033     if (count == 1)
2034         return get_move(0);
2035
2036     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2037     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2038         return get_move(0);
2039
2040     return MOVE_NONE;
2041   }
2042
2043   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2044   // iteration.
2045
2046   inline void RootMoveList::sort() {
2047
2048     sort_multipv(count - 1); // all items
2049   }
2050
2051
2052   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2053   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2054   // correctly in MultiPV mode.
2055
2056   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2057
2058     for (int i = 1; i <= n; i++)
2059     {
2060       RootMove rm = moves[i];
2061       int j;
2062       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2063           moves[j] = moves[j-1];
2064       moves[j] = rm;
2065     }
2066   }
2067
2068
2069   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2070   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2071   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2072   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2073   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2074
2075   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2076     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2077     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2078
2079     Threads[threadID].nodes++;
2080
2081     if(threadID == 0) {
2082       NodesSincePoll++;
2083       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2084         poll();
2085         NodesSincePoll = 0;
2086       }
2087     }
2088
2089     ss[ply].init(ply);
2090     ss[ply+2].initKillers();
2091
2092     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2093       print_current_line(ss, ply, threadID);
2094   }
2095
2096
2097   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2098   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2099   // node.
2100
2101   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2102     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2103
2104     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2105     int p;
2106     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2107       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2108     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2109   }
2110
2111
2112   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2113   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2114   // the PV at the parent node.
2115
2116   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2117     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2118
2119     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2120     int p;
2121     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2122       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2123     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2124   }
2125
2126
2127   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2128   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2129   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2130   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2131   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2132
2133   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2134     Square f1, t1, f2, t2;
2135
2136     assert(move_is_ok(m1));
2137     assert(move_is_ok(m2));
2138
2139     if(m2 == MOVE_NONE)
2140       return false;
2141
2142     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2143     f2 = move_from(m2);
2144     t1 = move_to(m1);
2145     if(f2 == t1)
2146       return true;
2147
2148     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2149     t2 = move_to(m2);
2150     f1 = move_from(m1);
2151     if(t2 == f1)
2152       return true;
2153
2154     // Case 3: Moving through the vacated square:
2155     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2156        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2157       return true;
2158
2159     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2160     // in m1:
2161     if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
2162       return true;
2163
2164     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2165     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2166        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2167                   f2) &&
2168        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2169                    t2)) {
2170       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2171       Color us = pos.side_to_move();
2172       Square ksq = pos.king_square(us);
2173       clear_bit(&occ, f2);
2174       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2175         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2176           return true;
2177       }
2178       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2179         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2180           return true;
2181       }
2182       else {
2183         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2184         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2185           return true;
2186       }
2187     }
2188
2189     return false;
2190   }
2191
2192
2193   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2194   // eventually compensated for the ply.
2195
2196   bool value_is_mate(Value value) {
2197
2198     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2199
2200     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2201           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2202   }
2203
2204
2205   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2206   // killer moves of that ply.
2207
2208   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2209
2210       const Move* k = ss.killers;
2211       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2212           if (*k == m)
2213               return true;
2214
2215       return false;
2216   }
2217
2218
2219   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2220   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2221   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2222   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2223   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2224   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2225
2226   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2227                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2228
2229     assert(m != MOVE_NONE);
2230
2231     Depth result = Depth(0);
2232     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2233
2234     if (check)
2235         result += CheckExtension[pvNode];
2236
2237     if (singleReply)
2238         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2239
2240     if (mateThreat)
2241         result += MateThreatExtension[pvNode];
2242
2243     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2244     {
2245         if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2246         {
2247             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2248             *dangerous = true;
2249         }
2250         if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2251         {
2252             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2253             *dangerous = true;
2254         }
2255     }
2256
2257     if (   capture
2258         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2259         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2260             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2261         && !move_promotion(m)
2262         && !move_is_ep(m))
2263     {
2264         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2265         *dangerous = true;
2266     }
2267
2268     if (   pvNode
2269         && capture
2270         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2271         && pos.see(m) >= 0)
2272     {
2273         result += OnePly/2;
2274         *dangerous = true;
2275     }
2276
2277     return Min(result, OnePly);
2278   }
2279
2280
2281   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2282   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2283   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2284   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2285   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2286   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2287   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2288
2289   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2290     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2291       return false;
2292     return true;
2293   }
2294
2295
2296   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2297   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2298   // candidates for pruning.
2299
2300   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2301     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2302
2303     assert(move_is_ok(m));
2304     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2305     assert(!move_promotion(m));
2306     assert(!pos.move_is_check(m));
2307     assert(!pos.move_is_capture(m));
2308     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2309     assert(d >= OnePly);
2310
2311     mfrom = move_from(m);
2312     mto = move_to(m);
2313     tfrom = move_from(threat);
2314     tto = move_to(threat);
2315
2316     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2317     if (move_is_castle(m))
2318         return false;
2319
2320     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2321     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2322         return false;
2323
2324     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2325     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2326     if (   !PruneDefendingMoves
2327         && threat != MOVE_NONE
2328         && pos.move_is_capture(threat)
2329         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2330             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2331         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2332       return false;
2333
2334     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2335     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2336         return false;
2337
2338     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2339     // prune safe moves which block its ray.
2340     if (  !PruneBlockingMoves
2341         && threat != MOVE_NONE
2342         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2343         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2344         && pos.see(m) >= 0)
2345             return false;
2346
2347     return true;
2348   }
2349
2350
2351   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2352   // can be used at a given point in search.
2353
2354   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2355
2356     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2357
2358     return   (   tte->depth() >= depth
2359               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2360               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2361
2362           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2363               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2364   }
2365
2366
2367   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2368   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2369
2370   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2371
2372     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2373   }
2374
2375
2376   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2377   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2378
2379   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2380                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2381
2382     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2383
2384     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2385     {
2386         assert(m != movesSearched[i]);
2387         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2388             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2389     }
2390   }
2391
2392
2393   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2394   // among the killer moves of that ply.
2395
2396   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2397
2398     if (m == ss.killers[0])
2399         return;
2400
2401     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2402         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2403
2404     ss.killers[0] = m;
2405   }
2406
2407   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2408   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2409   // is used for time managment.
2410
2411   bool fail_high_ply_1() {
2412     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2413       if(Threads[i].failHighPly1)
2414         return true;
2415     return false;
2416   }
2417
2418
2419   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2420   // since the beginning of the current search.
2421
2422   int current_search_time() {
2423     return get_system_time() - SearchStartTime;
2424   }
2425
2426
2427   // nps() computes the current nodes/second count.
2428
2429   int nps() {
2430     int t = current_search_time();
2431     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2432   }
2433
2434
2435   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2436   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2437   // search.
2438
2439   void poll() {
2440
2441     static int lastInfoTime;
2442     int t = current_search_time();
2443
2444     //  Poll for input
2445     if (Bioskey())
2446     {
2447         // We are line oriented, don't read single chars
2448         std::string command;
2449         if (!std::getline(std::cin, command))
2450             command = "quit";
2451
2452         if (command == "quit")
2453         {
2454             AbortSearch = true;
2455             PonderSearch = false;
2456             Quit = true;
2457         }
2458         else if(command == "stop")
2459         {
2460             AbortSearch = true;
2461             PonderSearch = false;
2462         }
2463         else if(command == "ponderhit")
2464             ponderhit();
2465     }
2466     // Print search information
2467     if (t < 1000)
2468         lastInfoTime = 0;
2469
2470     else if (lastInfoTime > t)
2471         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2472         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2473         lastInfoTime = 0;
2474
2475     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2476     {
2477         lastInfoTime = t;
2478         lock_grab(&IOLock);
2479         if (dbg_show_mean)
2480             dbg_print_mean();
2481
2482         if (dbg_show_hit_rate)
2483             dbg_print_hit_rate();
2484
2485         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2486                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2487         lock_release(&IOLock);
2488         if (ShowCurrentLine)
2489             Threads[0].printCurrentLine = true;
2490     }
2491     // Should we stop the search?
2492     if (PonderSearch)
2493         return;
2494
2495     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2496                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2497                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2498                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2499
2500     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2501         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2502         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2503         AbortSearch = true;
2504   }
2505
2506
2507   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2508   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2509   // it correctly predicted the opponent's move.
2510
2511   void ponderhit() {
2512     int t = current_search_time();
2513     PonderSearch = false;
2514     if(Iteration >= 3 &&
2515        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2516                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2517                             (RootMoveNumber == 1 &&
2518                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2519                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2520                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2521       AbortSearch = true;
2522   }
2523
2524
2525   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2526   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2527
2528   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2529     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2530     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2531
2532     if(!Threads[threadID].idle) {
2533       lock_grab(&IOLock);
2534       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2535       for(int p = 0; p < ply; p++)
2536         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2537       std::cout << std::endl;
2538       lock_release(&IOLock);
2539     }
2540     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2541     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2542       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2543   }
2544
2545
2546   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2547   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2548   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2549   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2550   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2551   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2552
2553   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2554     std::string command;
2555
2556     while(true) {
2557       if(!std::getline(std::cin, command))
2558         command = "quit";
2559
2560       if(command == "quit") {
2561         stop_threads();
2562         quit_eval();
2563         exit(0);
2564       }
2565       else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2566         break;
2567     }
2568   }
2569
2570
2571   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2572   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2573   // object for which the current thread is the master.
2574
2575   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2576     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2577
2578     Threads[threadID].running = true;
2579
2580     while(true) {
2581       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2582         break;
2583
2584       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2585       // of wasting CPU time polling for work:
2586       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2587 #if !defined(_MSC_VER)
2588         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2589         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2590           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2591         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2592 #else
2593         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2594 #endif
2595       }
2596
2597       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2598       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2599         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2600         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2601           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2602         else
2603           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2604         Threads[threadID].idle = true;
2605       }
2606
2607       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2608       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2609       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2610         return;
2611     }
2612
2613     Threads[threadID].running = false;
2614   }
2615
2616
2617   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2618   // initializes all split point objects.
2619
2620   void init_split_point_stack() {
2621     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2622       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2623         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2624         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2625       }
2626   }
2627
2628
2629   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2630   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2631
2632   void destroy_split_point_stack() {
2633     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2634       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2635         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2636   }
2637
2638
2639   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2640   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2641   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2642   // some ancestor of the current split point.
2643
2644   bool thread_should_stop(int threadID) {
2645     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2646
2647     SplitPoint *sp;
2648
2649     if(Threads[threadID].stop)
2650       return true;
2651     if(ActiveThreads <= 2)
2652       return false;
2653     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2654       if(sp->finished) {
2655         Threads[threadID].stop = true;
2656         return true;
2657       }
2658     return false;
2659   }
2660
2661
2662   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2663   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2664   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2665   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2666   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2667   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2668   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2669
2670   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2671     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2672     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2673     assert(ActiveThreads > 1);
2674
2675     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2676       return false;
2677
2678     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2679       // No active split points means that the thread is available as a slave
2680       // for any other thread.
2681       return true;
2682
2683     if(ActiveThreads == 2)
2684       return true;
2685
2686     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2687     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2688       return true;
2689
2690     return false;
2691   }
2692
2693
2694   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2695   // a slave for the thread with threadID "master".
2696
2697   bool idle_thread_exists(int master) {
2698     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2699     assert(ActiveThreads > 1);
2700
2701     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2702       if(thread_is_available(i, master))
2703         return true;
2704     return false;
2705   }
2706
2707
2708   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2709   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2710   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2711   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2712   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2713   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2714   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2715   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2716   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2717   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2718   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2719
2720   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2721              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
2722              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2723
2724     assert(p.is_ok());
2725     assert(sstck != NULL);
2726     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2727     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2728     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2729     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2730     assert(depth > Depth(0));
2731     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2732     assert(ActiveThreads > 1);
2733
2734     SplitPoint *splitPoint;
2735     int i;
2736
2737     lock_grab(&MPLock);
2738
2739     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2740     // active split points, don't split:
2741     if(!idle_thread_exists(master) ||
2742        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2743       lock_release(&MPLock);
2744       return false;
2745     }
2746
2747     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2748     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2749     Threads[master].activeSplitPoints++;
2750
2751     // Initialize the split point object:
2752     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2753     splitPoint->finished = false;
2754     splitPoint->ply = ply;
2755     splitPoint->depth = depth;
2756     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2757     splitPoint->beta = *beta;
2758     splitPoint->pvNode = pvNode;
2759     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2760     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2761     splitPoint->master = master;
2762     splitPoint->mp = mp;
2763     splitPoint->moves = *moves;
2764     splitPoint->cpus = 1;
2765     splitPoint->pos.copy(p);
2766     splitPoint->parentSstack = sstck;
2767     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2768       splitPoint->slaves[i] = 0;
2769
2770     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2771     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2772     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2773
2774     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2775     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2776         i++)
2777       if(thread_is_available(i, master)) {
2778         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2779         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2780         splitPoint->slaves[i] = 1;
2781         splitPoint->cpus++;
2782       }
2783
2784     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2785     // their idle loop.
2786     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2787       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2788         Threads[i].workIsWaiting = true;
2789         Threads[i].idle = false;
2790         Threads[i].stop = false;
2791       }
2792
2793     lock_release(&MPLock);
2794
2795     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2796     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2797     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2798     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2799     // loop when all threads have finished their work at this split point
2800     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2801     idle_loop(master, splitPoint);
2802
2803     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2804     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2805     lock_grab(&MPLock);
2806     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2807     *beta = splitPoint->beta;
2808     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2809     Threads[master].stop = false;
2810     Threads[master].idle = false;
2811     Threads[master].activeSplitPoints--;
2812     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2813     lock_release(&MPLock);
2814
2815     return true;
2816   }
2817
2818
2819   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2820   // to start a new search from the root.
2821
2822   void wake_sleeping_threads() {
2823     if(ActiveThreads > 1) {
2824       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2825         Threads[i].idle = true;
2826         Threads[i].workIsWaiting = false;
2827       }
2828 #if !defined(_MSC_VER)
2829       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2830       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2831       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2832 #else
2833       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2834         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2835 #endif
2836     }
2837   }
2838
2839
2840   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2841   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2842   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2843   // and one for Windows threads.
2844
2845 #if !defined(_MSC_VER)
2846
2847   void *init_thread(void *threadID) {
2848     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2849     return NULL;
2850   }
2851
2852 #else
2853
2854   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2855     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2856     return NULL;
2857   }
2858
2859 #endif
2860
2861 }