]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
6f1f5761e81cad95d01b270ed0bc7d96c386994d
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
63   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
64   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
65
66   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
67   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
68   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
69   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
70
71   class ThreadsManager {
72     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
73        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
74        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
75     */
76   public:
77     void init_threads();
78     void exit_threads();
79
80     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
81     int active_threads() const { return activeThreads; }
82     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
83
84     void read_uci_options();
85     bool available_thread_exists(int master) const;
86     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
87     bool thread_should_stop(int threadID) const;
88     void wake_sleeping_thread(int threadID);
89     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
90
91     template <bool Fake>
92     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
94
95   private:
96     Depth minimumSplitDepth;
97     int maxThreadsPerSplitPoint;
98     bool useSleepingThreads;
99     int activeThreads;
100     volatile bool allThreadsShouldExit;
101     Thread threads[MAX_THREADS];
102     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
103     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
104   };
105
106
107   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
108   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
109   // in the case of moves which fail low).
110
111   struct RootMove {
112
113     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
114
115     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
116     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
117     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
118     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
119     bool operator<(const RootMove& m) const {
120
121         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
122     }
123
124     Move move;
125     Value score;
126     int mp_score;
127     int64_t nodes;
128     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
129   };
130
131
132   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
133   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
134
135   class RootMoveList {
136
137   public:
138     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
139
140     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
141     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
142     int move_count() const { return count; }
143     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
144     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
145     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
146     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
147
148     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
149     void score_moves(const Position& pos);
150     void sort();
151     void sort_multipv(int n);
152
153   private:
154     RootMove moves[MOVES_MAX];
155     int count;
156   };
157
158
159   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
160   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
161   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
162   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
163   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
164   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
165   enum set960 {};
166
167   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
168
169     os.iword(0) = int(m);
170     return os;
171   }
172
173
174   /// Adjustments
175
176   // Step 6. Razoring
177
178   // Maximum depth for razoring
179   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
180
181   // Dynamic razoring margin based on depth
182   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
183
184   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
185   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
186
187   // Step 9. Internal iterative deepening
188
189   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
190   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
191
192   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
193   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
194   const Value IIDMargin = Value(0x100);
195
196   // Step 11. Decide the new search depth
197
198   // Extensions. Configurable UCI options
199   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
200   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
201   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
202
203   // Minimum depth for use of singular extension
204   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
205
206   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
207   // remaining ones we will extend it.
208   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
209
210   // Step 12. Futility pruning
211
212   // Futility margin for quiescence search
213   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
214
215   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
216   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
217   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
218
219   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
220   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
221
222   // Step 14. Reduced search
223
224   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
225   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
226
227   template <NodeType PV>
228   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
229
230   // Common adjustments
231
232   // Search depth at iteration 1
233   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
234
235   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
236   // better than the second best move.
237   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
238
239
240   /// Namespace variables
241
242   // Book object
243   Book OpeningBook;
244
245   // Iteration counter
246   int Iteration;
247
248   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
249   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
250   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251
252   // Search window management
253   int AspirationDelta;
254
255   // MultiPV mode
256   int MultiPV;
257
258   // Time managment variables
259   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
260   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
261   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
262   TimeManager TimeMgr;
263
264   // Log file
265   bool UseLogFile;
266   std::ofstream LogFile;
267
268   // Multi-threads manager object
269   ThreadsManager ThreadsMgr;
270
271   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
272   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
273   int NodesSincePoll;
274   int NodesBetweenPolls = 30000;
275
276   // History table
277   History H;
278
279   /// Local functions
280
281   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
282   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
283
284   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
285   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
292
293       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
294                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
295   }
296
297   template <NodeType PvNode>
298   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
299
300   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
301   bool value_is_mate(Value value);
302   Value value_to_tt(Value v, int ply);
303   Value value_from_tt(Value v, int ply);
304   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
305   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
306   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
307   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
308   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
309   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
310
311   int current_search_time();
312   std::string value_to_uci(Value v);
313   int nps(const Position& pos);
314   void poll(const Position& pos);
315   void ponderhit();
316   void wait_for_stop_or_ponderhit();
317   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
318   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
319   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
320   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
321
322 #if !defined(_MSC_VER)
323   void* init_thread(void* threadID);
324 #else
325   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
326 #endif
327
328 }
329
330
331 ////
332 //// Functions
333 ////
334
335 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
336 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
337
338 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
339 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
340
341
342 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
343
344 void init_search() {
345
346   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
347   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
348   int mc; // moveCount
349
350   // Init reductions array
351   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
352   {
353       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
354       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
355       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
356       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
357   }
358
359   // Init futility margins array
360   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
361       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
362
363   // Init futility move count array
364   for (d = 0; d < 32; d++)
365       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
366 }
367
368
369 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
370 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
371
372 int perft(Position& pos, Depth depth)
373 {
374     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
375     StateInfo st;
376     Move m;
377     int sum = 0;
378
379     // Generate all legal moves
380     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
381
382     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
383     // the moves, just to count them.
384     if (depth <= ONE_PLY)
385         return int(last - mlist);
386
387     // Loop through all legal moves
388     CheckInfo ci(pos);
389     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
390     {
391         m = cur->move;
392         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
393         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
394         pos.undo_move(m);
395     }
396     return sum;
397 }
398
399
400 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
401 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
402 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
403 /// when a quit command is received during the search.
404
405 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
406            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
407
408   // Initialize global search variables
409   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
410   NodesSincePoll = 0;
411   SearchStartTime = get_system_time();
412   ExactMaxTime = maxTime;
413   MaxDepth = maxDepth;
414   MaxNodes = maxNodes;
415   InfiniteSearch = infinite;
416   PonderSearch = ponder;
417   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
418
419   // Look for a book move, only during games, not tests
420   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
421   {
422       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
423           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
424
425       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
426       if (bookMove != MOVE_NONE)
427       {
428           if (PonderSearch)
429               wait_for_stop_or_ponderhit();
430
431           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
432           return true;
433       }
434   }
435
436   // Read UCI option values
437   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
438   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
439   {
440       Options["Clear Hash"].set_value("false");
441       TT.clear();
442   }
443
444   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
445   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
446   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
447   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
448   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
449   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
450   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
451   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
452   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
453   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
454   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
455   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
456   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
457   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
458
459   if (UseLogFile)
460       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
461
462   read_weights(pos.side_to_move());
463
464   // Set the number of active threads
465   ThreadsMgr.read_uci_options();
466   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
467
468   // Wake up needed threads
469   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
470       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
471
472   // Set thinking time
473   int myTime = time[pos.side_to_move()];
474   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
475   if (UseTimeManagement)
476       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
477
478   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
479   // heavy time pressure.
480   if (MaxNodes)
481       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
482   else if (myTime && myTime < 1000)
483       NodesBetweenPolls = 1000;
484   else if (myTime && myTime < 5000)
485       NodesBetweenPolls = 5000;
486   else
487       NodesBetweenPolls = 30000;
488
489   // Write search information to log file
490   if (UseLogFile)
491       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
492               << "infinite: "  << infinite
493               << " ponder: "   << ponder
494               << " time: "     << myTime
495               << " increment: " << myIncrement
496               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
497
498   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
499   id_loop(pos, searchMoves);
500
501   if (UseLogFile)
502       LogFile.close();
503
504   // This makes all the threads to go to sleep
505   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
506
507   return !Quit;
508 }
509
510
511 namespace {
512
513   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
514   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
515   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
516   // reached.
517
518   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
519
520     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
521     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
522     Move EasyMove = MOVE_NONE;
523     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
524
525     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
526     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
527
528     // Handle special case of searching on a mate/stale position
529     if (rml.move_count() == 0)
530     {
531         if (PonderSearch)
532             wait_for_stop_or_ponderhit();
533
534         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
535     }
536
537     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
538     // so to output information also for iteration 1.
539     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
540          << "info depth " << 1
541          << "\ninfo depth " << 1
542          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
543          << " time " << current_search_time()
544          << " nodes " << pos.nodes_searched()
545          << " nps " << nps(pos)
546          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
547
548     // Initialize
549     TT.new_search();
550     H.clear();
551     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
552     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
553     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
554     Iteration = 1;
555
556     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
557     if (   rml.move_count() == 1
558         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
559         EasyMove = rml.move(0);
560
561     // Iterative deepening loop
562     while (Iteration < PLY_MAX)
563     {
564         // Initialize iteration
565         Iteration++;
566         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
567
568         cout << "info depth " << Iteration << endl;
569
570         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
571         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
572         {
573             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
574             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
575
576             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
577             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
578
579             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
580             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
581         }
582
583         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
584         value = root_search(pos, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
585
586         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
587         // been overwritten during the search.
588         insert_pv_in_tt(pos, pv);
589
590         if (AbortSearch)
591             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
592
593         //Save info about search result
594         ValueByIteration[Iteration] = value;
595
596         // Drop the easy move if differs from the new best move
597         if (pv[0] != EasyMove)
598             EasyMove = MOVE_NONE;
599
600         if (UseTimeManagement)
601         {
602             // Time to stop?
603             bool stopSearch = false;
604
605             // Stop search early if there is only a single legal move,
606             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
607             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
608                 stopSearch = true;
609
610             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
611             if (  Iteration >= 6
612                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
613                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
614                 stopSearch = true;
615
616             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
617             if (   Iteration >= 8
618                 && EasyMove == pv[0]
619                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
620                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
621                     ||(   rml.move_nodes(0) > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
622                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
623                 stopSearch = true;
624
625             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
626             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
627                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
628                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
629
630             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
631             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
632             // move at the next iteration anyway.
633             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
634                 stopSearch = true;
635
636             if (stopSearch)
637             {
638                 if (PonderSearch)
639                     StopOnPonderhit = true;
640                 else
641                     break;
642             }
643         }
644
645         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
646             break;
647     }
648
649     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
650     // best move before we are told to do so.
651     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
652         wait_for_stop_or_ponderhit();
653     else
654         // Print final search statistics
655         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
656              << " nps " << nps(pos)
657              << " time " << current_search_time() << endl;
658
659     // Print the best move and the ponder move to the standard output
660     if (pv[0] == MOVE_NONE || MultiPV > 1)
661     {
662         pv[0] = rml.move(0);
663         pv[1] = MOVE_NONE;
664     }
665
666     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
667
668     cout << "bestmove " << pv[0];
669
670     if (pv[1] != MOVE_NONE)
671         cout << " ponder " << pv[1];
672
673     cout << endl;
674
675     if (UseLogFile)
676     {
677         if (dbg_show_mean)
678             dbg_print_mean(LogFile);
679
680         if (dbg_show_hit_rate)
681             dbg_print_hit_rate(LogFile);
682
683         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
684                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
685                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, pv[0]);
686
687         StateInfo st;
688         pos.do_move(pv[0], st);
689         LogFile << "\nPonder move: "
690                 << move_to_san(pos, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
691                 << endl;
692     }
693     return rml.move_score(0);
694   }
695
696
697   // root_search() is the function which searches the root node. It is
698   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
699   // scheme, prints some information to the standard output and handles
700   // the fail low/high loops.
701
702   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
703
704     StateInfo st;
705     CheckInfo ci(pos);
706     int64_t nodes;
707     Move move;
708     Depth depth, ext, newDepth;
709     Value value, alpha, beta;
710     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
711     int researchCountFH, researchCountFL;
712
713     researchCountFH = researchCountFL = 0;
714     alpha = *alphaPtr;
715     beta = *betaPtr;
716     isCheck = pos.is_check();
717     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
718
719     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
720     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
721
722     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
723     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
724     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
725
726     // Step 5. Evaluate the position statically
727     // At root we do this only to get reference value for child nodes
728     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
729     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
730
731     // Step 6. Razoring (omitted at root)
732     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
733     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
734     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
735
736     // Step extra. Fail low loop
737     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
738     // with bigger window until we are not failing low anymore.
739     while (1)
740     {
741         // Sort the moves before to (re)search
742         rml.score_moves(pos);
743         rml.sort();
744
745         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
746         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
747         {
748             // This is used by time management
749             FirstRootMove = (i == 0);
750
751             // Save the current node count before the move is searched
752             nodes = pos.nodes_searched();
753
754             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
755             // the standard output.
756             move = ss->currentMove = rml.move(i);
757
758             if (current_search_time() >= 1000)
759                 cout << "info currmove " << move
760                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
761
762             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
763             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
764
765             // Step 11. Decide the new search depth
766             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
767             newDepth = depth + ext;
768
769             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
770
771             // Step extra. Fail high loop
772             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
773             // high anymore.
774             value = - VALUE_INFINITE;
775
776             while (1)
777             {
778                 // Step 13. Make the move
779                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
780
781                 // Step extra. pv search
782                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
783                 // and for fail high research (value > alpha)
784                 if (i < MultiPV || value > alpha)
785                 {
786                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
787                     if (MultiPV > 1)
788                         alpha = -VALUE_INFINITE;
789
790                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
791                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
792                 }
793                 else
794                 {
795                     // Step 14. Reduced search
796                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
797                     bool doFullDepthSearch = true;
798
799                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
800                         && !dangerous
801                         && !captureOrPromotion
802                         && !move_is_castle(move))
803                     {
804                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
805                         if (ss->reduction)
806                         {
807                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
808
809                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
810                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
811                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
812                         }
813
814                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
815                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
816                         // if the move fails high again then go with full depth search.
817                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
818                         {
819                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
820
821                             ss->reduction = ONE_PLY;
822                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
823                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
824                         }
825                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
826                     }
827
828                     // Step 15. Full depth search
829                     if (doFullDepthSearch)
830                     {
831                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
832                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
833
834                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
835                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
836                         if (value > alpha)
837                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
838                     }
839                 }
840
841                 // Step 16. Undo move
842                 pos.undo_move(move);
843
844                 // Can we exit fail high loop ?
845                 if (AbortSearch || value < beta)
846                     break;
847
848                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
849                 // the score before research in case we run out of time while researching.
850                 rml.set_move_score(i, value);
851                 ss->bestMove = move;
852                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
853                 rml.set_move_pv(i, pv);
854
855                 // Print information to the standard output
856                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
857
858                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
859                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
860                 researchCountFH++;
861
862             } // End of fail high loop
863
864             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
865             // was aborted because the user interrupted the search or because we
866             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
867             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
868             // move and/or PV.
869             if (AbortSearch)
870                 break;
871
872             // Remember searched nodes counts for this move
873             rml.add_move_nodes(i, pos.nodes_searched() - nodes);
874
875             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
876             assert(value < beta);
877
878             // Step 17. Check for new best move
879             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
880                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
881             else
882             {
883                 // PV move or new best move!
884
885                 // Update PV
886                 rml.set_move_score(i, value);
887                 ss->bestMove = move;
888                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
889                 rml.set_move_pv(i, pv);
890
891                 if (MultiPV == 1)
892                 {
893                     // We record how often the best move has been changed in each
894                     // iteration. This information is used for time managment: When
895                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
896                     if (i > 0)
897                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
898
899                     // Print information to the standard output
900                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
901
902                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
903                     if (value > alpha)
904                         alpha = value;
905                 }
906                 else // MultiPV > 1
907                 {
908                     rml.sort_multipv(i);
909                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
910                     {
911                         cout << "info multipv " << j + 1
912                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
913                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
914                              << " time " << current_search_time()
915                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
916                              << " nps " << nps(pos)
917                              << " pv ";
918
919                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
920                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
921
922                         cout << endl;
923                     }
924                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
925                 }
926             } // PV move or new best move
927
928             assert(alpha >= *alphaPtr);
929
930             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
931
932             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
933                 StopOnPonderhit = false;
934         }
935
936         // Can we exit fail low loop ?
937         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
938             break;
939
940         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
941         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
942         researchCountFL++;
943
944     } // Fail low loop
945
946     // Sort the moves before to return
947     rml.sort();
948
949     return alpha;
950   }
951
952
953   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
954   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
955   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
956   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
957   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
958   // here: This is taken care of after we return from the split point.
959
960   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
961   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
962
963     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
964     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
965     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
966     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
967     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
968
969     Move movesSearched[MOVES_MAX];
970     StateInfo st;
971     const TTEntry *tte;
972     Key posKey;
973     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
974     Depth ext, newDepth;
975     ValueType vt;
976     Value bestValue, value, oldAlpha;
977     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
978     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
979     bool mateThreat = false;
980     int moveCount = 0;
981     int threadID = pos.thread();
982     SplitPoint* sp = NULL;
983     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
984     oldAlpha = alpha;
985     isCheck = pos.is_check();
986
987     if (SpNode)
988     {
989         sp = ss->sp;
990         tte = NULL;
991         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
992         threatMove = sp->threatMove;
993         mateThreat = sp->mateThreat;
994         goto split_point_start;
995     } else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
996
997     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
998     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
999     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1000
1001     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1002     {
1003         NodesSincePoll = 0;
1004         poll(pos);
1005     }
1006
1007     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1008     if (   AbortSearch   || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1009         || pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1010         return VALUE_DRAW;
1011
1012     // Step 3. Mate distance pruning
1013     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1014     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1015     if (alpha >= beta)
1016         return alpha;
1017
1018     // Step 4. Transposition table lookup
1019
1020     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1021     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1022     excludedMove = ss->excludedMove;
1023     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1024
1025     tte = TT.retrieve(posKey);
1026     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1027
1028     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1029     // This is to avoid problems in the following areas:
1030     //
1031     // * Repetition draw detection
1032     // * Fifty move rule detection
1033     // * Searching for a mate
1034     // * Printing of full PV line
1035     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1036     {
1037         TT.refresh(tte);
1038         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1039         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1040     }
1041
1042     // Step 5. Evaluate the position statically and
1043     // update gain statistics of parent move.
1044     if (isCheck)
1045         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1046     else if (tte)
1047     {
1048         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1049
1050         ss->eval = tte->static_value();
1051         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1052         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1053     }
1054     else
1055     {
1056         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1057         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1058     }
1059
1060     // Save gain for the parent non-capture move
1061     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1062
1063     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1064     if (   !PvNode
1065         &&  depth < RazorDepth
1066         && !isCheck
1067         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1068         &&  ttMove == MOVE_NONE
1069         && !value_is_mate(beta)
1070         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1071     {
1072         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1073         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1074         if (v < rbeta)
1075             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1076             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1077             return v;
1078     }
1079
1080     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1081     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1082     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1083     if (   !PvNode
1084         && !ss->skipNullMove
1085         &&  depth < RazorDepth
1086         && !isCheck
1087         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1088         && !value_is_mate(beta)
1089         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1090         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1091
1092     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1093     if (   !PvNode
1094         && !ss->skipNullMove
1095         &&  depth > ONE_PLY
1096         && !isCheck
1097         &&  refinedValue >= beta
1098         && !value_is_mate(beta)
1099         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1100     {
1101         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1102
1103         // Null move dynamic reduction based on depth
1104         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1105
1106         // Null move dynamic reduction based on value
1107         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1108             R++;
1109
1110         pos.do_null_move(st);
1111         (ss+1)->skipNullMove = true;
1112         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1113         (ss+1)->skipNullMove = false;
1114         pos.undo_null_move();
1115
1116         if (nullValue >= beta)
1117         {
1118             // Do not return unproven mate scores
1119             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1120                 nullValue = beta;
1121
1122             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1123                 return nullValue;
1124
1125             // Do verification search at high depths
1126             ss->skipNullMove = true;
1127             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1128             ss->skipNullMove = false;
1129
1130             if (v >= beta)
1131                 return nullValue;
1132         }
1133         else
1134         {
1135             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1136             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1137             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1138             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1139             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1140             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1141             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1142                 mateThreat = true;
1143
1144             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1145             if (   depth < ThreatDepth
1146                 && (ss-1)->reduction
1147                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1148                 return beta - 1;
1149         }
1150     }
1151
1152     // Step 9. Internal iterative deepening
1153     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1154         &&  ttMove == MOVE_NONE
1155         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1156     {
1157         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1158
1159         ss->skipNullMove = true;
1160         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1161         ss->skipNullMove = false;
1162
1163         ttMove = ss->bestMove;
1164         tte = TT.retrieve(posKey);
1165     }
1166
1167     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1168     if (PvNode)
1169         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1170
1171 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1172
1173     // Initialize a MovePicker object for the current position
1174     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1175     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1176     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1177     CheckInfo ci(pos);
1178     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1179     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1180     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1181     singularExtensionNode =  !SpNode
1182                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1183                            && tte
1184                            && tte->move()
1185                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1186                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1187                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1188     if (SpNode)
1189     {
1190         lock_grab(&(sp->lock));
1191         bestValue = sp->bestValue;
1192     }
1193
1194     // Step 10. Loop through moves
1195     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1196     while (   bestValue < beta
1197            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1198            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1199     {
1200       assert(move_is_ok(move));
1201
1202       if (SpNode)
1203       {
1204           moveCount = ++sp->moveCount;
1205           lock_release(&(sp->lock));
1206       }
1207       else if (move == excludedMove)
1208           continue;
1209       else
1210           movesSearched[moveCount++] = move;
1211
1212       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1213       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1214
1215       // Step 11. Decide the new search depth
1216       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1217
1218       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1219       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1220       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1221       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1222       if (   singularExtensionNode
1223           && move == tte->move()
1224           && ext < ONE_PLY)
1225       {
1226           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1227
1228           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1229           {
1230               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1231               ss->excludedMove = move;
1232               ss->skipNullMove = true;
1233               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1234               ss->skipNullMove = false;
1235               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1236               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1237               if (v < b)
1238                   ext = ONE_PLY;
1239           }
1240       }
1241
1242       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1243       ss->currentMove = move;
1244       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1245
1246       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1247       if (   !PvNode
1248           && !captureOrPromotion
1249           && !isCheck
1250           && !dangerous
1251           &&  move != ttMove
1252           && !move_is_castle(move))
1253       {
1254           // Move count based pruning
1255           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1256               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1257               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1258           {
1259               if (SpNode)
1260                   lock_grab(&(sp->lock));
1261
1262               continue;
1263           }
1264
1265           // Value based pruning
1266           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1267           // but fixing this made program slightly weaker.
1268           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1269           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1270                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1271
1272           if (futilityValueScaled < beta)
1273           {
1274               if (SpNode)
1275               {
1276                   lock_grab(&(sp->lock));
1277                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1278                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1279               }
1280               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1281                   bestValue = futilityValueScaled;
1282
1283               continue;
1284           }
1285
1286           // Prune neg. see moves at low depths
1287           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1288               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1289               && pos.see_sign(move) < 0)
1290           {
1291               if (SpNode)
1292                   lock_grab(&(sp->lock));
1293
1294               continue;
1295           }
1296       }
1297
1298       // Step 13. Make the move
1299       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1300
1301       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1302       // The first move in list is the expected PV
1303       if (!SpNode && PvNode && moveCount == 1)
1304           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1305       else
1306       {
1307           // Step 14. Reduced depth search
1308           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1309           bool doFullDepthSearch = true;
1310
1311           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1312               && !captureOrPromotion
1313               && !dangerous
1314               && !move_is_castle(move)
1315               && !(ss->killers[0] == move || ss->killers[1] == move))
1316           {
1317               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1318               if (ss->reduction)
1319               {
1320                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1321                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1322                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1323
1324                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1325               }
1326
1327               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1328               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1329               // if the move fails high again then go with full depth search.
1330               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1331               {
1332                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1333
1334                   ss->reduction = ONE_PLY;
1335                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1336                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1337                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1338               }
1339               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1340           }
1341
1342           // Step 15. Full depth search
1343           if (doFullDepthSearch)
1344           {
1345               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1346               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1347
1348               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1349               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1350               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1351               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1352                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1353           }
1354       }
1355
1356       // Step 16. Undo move
1357       pos.undo_move(move);
1358
1359       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1360
1361       // Step 17. Check for new best move
1362       if (SpNode)
1363       {
1364           lock_grab(&(sp->lock));
1365           bestValue = sp->bestValue;
1366           alpha = sp->alpha;
1367       }
1368
1369       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1370       {
1371           bestValue = value;
1372
1373           if (SpNode)
1374               sp->bestValue = value;
1375
1376           if (value > alpha)
1377           {
1378               if (SpNode && (!PvNode || value >= beta))
1379                   sp->stopRequest = true;
1380
1381               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1382               {
1383                   alpha = value;
1384                   if (SpNode)
1385                       sp->alpha = value;
1386               }
1387
1388               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1389                   ss->mateKiller = move;
1390
1391               ss->bestMove = move;
1392
1393               if (SpNode)
1394                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1395           }
1396       }
1397
1398       // Step 18. Check for split
1399       if (   !SpNode
1400           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1401           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1402           && bestValue < beta
1403           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1404           && !AbortSearch
1405           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1406           && Iteration <= 99)
1407           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1408                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1409     }
1410
1411     // Step 19. Check for mate and stalemate
1412     // All legal moves have been searched and if there are
1413     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1414     // If one move was excluded return fail low score.
1415     if (!SpNode && !moveCount)
1416         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1417
1418     // Step 20. Update tables
1419     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1420     // history counters, and killer moves.
1421     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1422     {
1423         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1424         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1425              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1426
1427         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1428
1429         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1430         if (    bestValue >= beta
1431             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1432         {
1433             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1434             update_killers(move, ss);
1435         }
1436     }
1437
1438     if (SpNode)
1439     {
1440         // Here we have the lock still grabbed
1441         sp->slaves[threadID] = 0;
1442         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1443         lock_release(&(sp->lock));
1444     }
1445
1446     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1447
1448     return bestValue;
1449   }
1450
1451   Bitboard attacks(const Piece P, const Square sq, const Bitboard occ)
1452   {
1453     switch(P)
1454     {
1455       case WP:
1456       case BP:
1457       case WN:
1458       case BN:
1459       case WK:
1460       case BK:
1461         return StepAttackBB[P][sq];
1462       case WB:
1463       case BB:
1464         return bishop_attacks_bb(sq, occ);
1465       case WR:
1466       case BR:
1467         return rook_attacks_bb(sq, occ);
1468       case WQ:
1469       case BQ:
1470         return bishop_attacks_bb(sq, occ) | rook_attacks_bb(sq, occ);
1471       default:
1472         assert(false);
1473         return 0ULL;
1474     }
1475   }
1476
1477   bool check_is_useless(Position &pos, Move move, Value eval, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue)
1478   {
1479     Value bestValue = *bValue;
1480
1481     /// Rule 1. Using checks to reposition pieces when close to beta
1482     if (eval + PawnValueMidgame / 4 < beta)
1483     {
1484         if (eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1485             bestValue = eval + PawnValueMidgame / 4;
1486     }
1487     else
1488         return false;
1489
1490     Square from = move_from(move);
1491     Square to = move_to(move);
1492     Color oppColor = opposite_color(pos.side_to_move());
1493     Square oppKing = pos.king_square(oppColor);
1494
1495     Bitboard occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL <<oppKing);
1496     Bitboard oppOcc = pos.pieces_of_color(oppColor) & ~(1ULL <<oppKing);
1497     Bitboard oldAtt = attacks(pos.piece_on(from), from, occ);
1498     Bitboard newAtt = attacks(pos.piece_on(from),   to, occ);
1499
1500     // Rule 2. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1501     Bitboard escapeBB = attacks(WK, oppKing, 0) & ~oppOcc & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1502
1503     if (!escapeBB)
1504         return false;
1505
1506     if (!(escapeBB & (escapeBB - 1)))
1507         return false;
1508
1509     /// Rule 3. Queen contact check is very dangerous
1510     if (   pos.type_of_piece_on(from) == QUEEN
1511         && bit_is_set(attacks(WK, oppKing, 0), to))
1512         return false;
1513
1514     /// Rule 4. Creating new double threats with checks
1515     Bitboard newVictims = oppOcc & ~oldAtt & newAtt;
1516
1517     while(newVictims)
1518     {
1519         Square victimSq = pop_1st_bit(&newVictims);
1520
1521         Value futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1522
1523         // Note that here we generate illegal "double move"!
1524         if (futilityValue >= beta && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1525             return false;
1526
1527         if (futilityValue > bestValue)
1528             bestValue = futilityValue;
1529     }
1530
1531     *bValue = bestValue;
1532     return true;
1533   }
1534
1535   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1536   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1537   // less than ONE_PLY).
1538
1539   template <NodeType PvNode>
1540   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1541
1542     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1543     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1544     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1545     assert(depth <= 0);
1546     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1547     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1548
1549     StateInfo st;
1550     Move ttMove, move;
1551     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1552     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1553     const TTEntry* tte;
1554     Value oldAlpha = alpha;
1555
1556     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1557
1558     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1559     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1560         return VALUE_DRAW;
1561
1562     // Decide whether or not to include checks
1563     isCheck = pos.is_check();
1564
1565     Depth d;
1566     if (isCheck || depth >= -ONE_PLY)
1567         d = DEPTH_ZERO;
1568     else
1569         d = DEPTH_ZERO - ONE_PLY;
1570
1571     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1572     // pruning, but only for move ordering.
1573     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1574     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1575
1576     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, d, beta, ply))
1577     {
1578         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1579         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1580     }
1581
1582     // Evaluate the position statically
1583     if (isCheck)
1584     {
1585         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1586         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1587         enoughMaterial = false;
1588     }
1589     else
1590     {
1591         if (tte)
1592         {
1593             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1594
1595             evalMargin = tte->static_value_margin();
1596             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1597         }
1598         else
1599             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1600
1601         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1602
1603         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1604         if (bestValue >= beta)
1605         {
1606             if (!tte)
1607                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1608
1609             return bestValue;
1610         }
1611
1612         if (PvNode && bestValue > alpha)
1613             alpha = bestValue;
1614
1615         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1616         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1617         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1618     }
1619
1620     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1621     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1622     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1623     // and we are near beta) will be generated.
1624     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, d, H);
1625     CheckInfo ci(pos);
1626
1627     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1628     while (   alpha < beta
1629            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1630     {
1631       assert(move_is_ok(move));
1632
1633       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1634
1635       // Futility pruning
1636       if (   !PvNode
1637           && !isCheck
1638           && !moveIsCheck
1639           &&  move != ttMove
1640           &&  enoughMaterial
1641           && !move_is_promotion(move)
1642           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1643       {
1644           futilityValue =  futilityBase
1645                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1646                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1647
1648           if (futilityValue < alpha)
1649           {
1650               if (futilityValue > bestValue)
1651                   bestValue = futilityValue;
1652               continue;
1653           }
1654       }
1655
1656       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1657       evasionPrunable =   isCheck
1658                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1659                        && !pos.move_is_capture(move)
1660                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1661
1662       // Don't search moves with negative SEE values
1663       if (   !PvNode
1664           && (!isCheck || evasionPrunable)
1665           &&  move != ttMove
1666           && !move_is_promotion(move)
1667           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1668           continue;
1669
1670       // Don't search useless checks
1671       if (   !PvNode
1672           && !isCheck
1673           && move != ttMove
1674           && !move_is_promotion(move)
1675           && !pos.move_is_capture(move)
1676           && moveIsCheck
1677           && check_is_useless(pos, move, ss->eval, futilityBase, beta, &bestValue))
1678           continue;
1679
1680       // Update current move
1681       ss->currentMove = move;
1682
1683       // Make and search the move
1684       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1685       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1686       pos.undo_move(move);
1687
1688       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1689
1690       // New best move?
1691       if (value > bestValue)
1692       {
1693           bestValue = value;
1694           if (value > alpha)
1695           {
1696               alpha = value;
1697               ss->bestMove = move;
1698           }
1699        }
1700     }
1701
1702     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1703     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1704     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1705         return value_mated_in(ply);
1706
1707     // Update transposition table
1708     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1709     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1710
1711     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1712
1713     return bestValue;
1714   }
1715
1716
1717   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1718   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1719   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1720   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1721   // second move is assumed to be a move from the current position.
1722
1723   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1724
1725     Square f1, t1, f2, t2;
1726     Piece p;
1727
1728     assert(move_is_ok(m1));
1729     assert(move_is_ok(m2));
1730
1731     if (m2 == MOVE_NONE)
1732         return false;
1733
1734     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1735     f2 = move_from(m2);
1736     t1 = move_to(m1);
1737     if (f2 == t1)
1738         return true;
1739
1740     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1741     t2 = move_to(m2);
1742     f1 = move_from(m1);
1743     if (t2 == f1)
1744         return true;
1745
1746     // Case 3: Moving through the vacated square
1747     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1748         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1749       return true;
1750
1751     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1752     p = pos.piece_on(t1);
1753     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1754         return true;
1755
1756     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1757     if (    piece_is_slider(p)
1758         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1759         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1760     {
1761         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1762         // move is the opposite of the checking piece.
1763         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1764         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1765
1766         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1767             return true;
1768     }
1769     return false;
1770   }
1771
1772
1773   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1774   // compensated for the ply.
1775
1776   bool value_is_mate(Value value) {
1777
1778     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1779
1780     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1781           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1782   }
1783
1784
1785   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1786   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1787   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1788
1789   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1790
1791     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1792       return v + ply;
1793
1794     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1795       return v - ply;
1796
1797     return v;
1798   }
1799
1800
1801   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1802   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1803
1804   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1805
1806     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1807       return v - ply;
1808
1809     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1810       return v + ply;
1811
1812     return v;
1813   }
1814
1815
1816   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1817   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1818   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1819   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1820   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1821   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1822   template <NodeType PvNode>
1823   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1824                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1825
1826     assert(m != MOVE_NONE);
1827
1828     Depth result = DEPTH_ZERO;
1829     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1830
1831     if (*dangerous)
1832     {
1833         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1834             result += CheckExtension[PvNode];
1835
1836         if (singleEvasion)
1837             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1838
1839         if (mateThreat)
1840             result += MateThreatExtension[PvNode];
1841     }
1842
1843     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1844     {
1845         Color c = pos.side_to_move();
1846         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1847         {
1848             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1849             *dangerous = true;
1850         }
1851         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1852         {
1853             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1854             *dangerous = true;
1855         }
1856     }
1857
1858     if (   captureOrPromotion
1859         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1860         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1861             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1862         && !move_is_promotion(m)
1863         && !move_is_ep(m))
1864     {
1865         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1866         *dangerous = true;
1867     }
1868
1869     if (   PvNode
1870         && captureOrPromotion
1871         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1872         && pos.see_sign(m) >= 0)
1873     {
1874         result += ONE_PLY / 2;
1875         *dangerous = true;
1876     }
1877
1878     return Min(result, ONE_PLY);
1879   }
1880
1881
1882   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1883   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1884
1885   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1886
1887     assert(move_is_ok(m));
1888     assert(threat && move_is_ok(threat));
1889     assert(!pos.move_is_check(m));
1890     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1891     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1892
1893     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1894
1895     mfrom = move_from(m);
1896     mto = move_to(m);
1897     tfrom = move_from(threat);
1898     tto = move_to(threat);
1899
1900     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1901     if (mfrom == tto)
1902         return true;
1903
1904     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1905     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1906     if (   pos.move_is_capture(threat)
1907         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1908             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1909         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1910         return true;
1911
1912     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1913     // prune safe moves which block its ray.
1914     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1915         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1916         && pos.see_sign(m) >= 0)
1917         return true;
1918
1919     return false;
1920   }
1921
1922
1923   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1924   // can be used at a given point in search.
1925
1926   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1927
1928     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1929
1930     return   (   tte->depth() >= depth
1931               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1932               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1933
1934           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1935               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1936   }
1937
1938
1939   // refine_eval() returns the transposition table score if
1940   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1941
1942   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1943
1944       assert(tte);
1945
1946       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1947
1948       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1949           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1950           return v;
1951
1952       return defaultEval;
1953   }
1954
1955
1956   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1957   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1958
1959   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1960                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1961     Move m;
1962
1963     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1964
1965     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1966     {
1967         m = movesSearched[i];
1968
1969         assert(m != move);
1970
1971         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1972             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1973     }
1974   }
1975
1976
1977   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1978   // among the killer moves of that ply.
1979
1980   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1981
1982     if (m == ss->killers[0])
1983         return;
1984
1985     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1986     ss->killers[0] = m;
1987   }
1988
1989
1990   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1991   // the static position evaluation before and after the move.
1992
1993   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1994
1995     if (   m != MOVE_NULL
1996         && before != VALUE_NONE
1997         && after != VALUE_NONE
1998         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1999         && !move_is_special(m))
2000         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2001   }
2002
2003
2004   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2005   // since the beginning of the current search.
2006
2007   int current_search_time() {
2008
2009     return get_system_time() - SearchStartTime;
2010   }
2011
2012
2013   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2014
2015   std::string value_to_uci(Value v) {
2016
2017     std::stringstream s;
2018
2019     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2020       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2021     else
2022       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2023
2024     return s.str();
2025   }
2026
2027   // nps() computes the current nodes/second count.
2028
2029   int nps(const Position& pos) {
2030
2031     int t = current_search_time();
2032     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2033   }
2034
2035
2036   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2037   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2038   // search.
2039
2040   void poll(const Position& pos) {
2041
2042     static int lastInfoTime;
2043     int t = current_search_time();
2044
2045     //  Poll for input
2046     if (data_available())
2047     {
2048         // We are line oriented, don't read single chars
2049         std::string command;
2050
2051         if (!std::getline(std::cin, command))
2052             command = "quit";
2053
2054         if (command == "quit")
2055         {
2056             AbortSearch = true;
2057             PonderSearch = false;
2058             Quit = true;
2059             return;
2060         }
2061         else if (command == "stop")
2062         {
2063             AbortSearch = true;
2064             PonderSearch = false;
2065         }
2066         else if (command == "ponderhit")
2067             ponderhit();
2068     }
2069
2070     // Print search information
2071     if (t < 1000)
2072         lastInfoTime = 0;
2073
2074     else if (lastInfoTime > t)
2075         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2076         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2077         lastInfoTime = 0;
2078
2079     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2080     {
2081         lastInfoTime = t;
2082
2083         if (dbg_show_mean)
2084             dbg_print_mean();
2085
2086         if (dbg_show_hit_rate)
2087             dbg_print_hit_rate();
2088
2089         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2090              << " time " << t << endl;
2091     }
2092
2093     // Should we stop the search?
2094     if (PonderSearch)
2095         return;
2096
2097     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2098                            && !AspirationFailLow
2099                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2100
2101     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2102                      || stillAtFirstMove;
2103
2104     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2105         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2106         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2107         AbortSearch = true;
2108   }
2109
2110
2111   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2112   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2113   // it correctly predicted the opponent's move.
2114
2115   void ponderhit() {
2116
2117     int t = current_search_time();
2118     PonderSearch = false;
2119
2120     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2121                            && !AspirationFailLow
2122                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2123
2124     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2125                      || stillAtFirstMove;
2126
2127     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2128         AbortSearch = true;
2129   }
2130
2131
2132   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2133   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2134
2135   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2136
2137     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2138     {
2139         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2140         ss->skipNullMove = false;
2141         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2142         ss->sp = NULL;
2143
2144         if (i < 3)
2145             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2146     }
2147   }
2148
2149
2150   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2151   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2152   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2153   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2154   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2155   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2156
2157   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2158
2159     std::string command;
2160
2161     while (true)
2162     {
2163         if (!std::getline(std::cin, command))
2164             command = "quit";
2165
2166         if (command == "quit")
2167         {
2168             Quit = true;
2169             break;
2170         }
2171         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2172             break;
2173     }
2174   }
2175
2176
2177   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2178   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2179
2180   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2181
2182     cout << "info depth " << Iteration
2183          << " score "     << value_to_uci(value)
2184          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2185          << " time "  << current_search_time()
2186          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2187          << " nps "   << nps(pos)
2188          << " pv ";
2189
2190     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2191         cout << *m << " ";
2192
2193     cout << endl;
2194
2195     if (UseLogFile)
2196     {
2197         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2198                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2199
2200         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2201     }
2202   }
2203
2204
2205   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2206   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2207   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2208
2209   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2210
2211     StateInfo st;
2212     TTEntry* tte;
2213     Position p(pos, pos.thread());
2214     Value v, m = VALUE_NONE;
2215
2216     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2217     {
2218         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2219         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2220         {
2221             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2222             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2223         }
2224         p.do_move(pv[i], st);
2225     }
2226   }
2227
2228
2229   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2230   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2231   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2232   // long PV to print that is important for position analysis.
2233
2234   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2235
2236     StateInfo st;
2237     TTEntry* tte;
2238     Position p(pos, pos.thread());
2239     int ply = 0;
2240
2241     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2242
2243     pv[ply] = bestMove;
2244     p.do_move(pv[ply++], st);
2245
2246     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2247            && tte->move() != MOVE_NONE
2248            && move_is_legal(p, tte->move())
2249            && ply < PLY_MAX
2250            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2251     {
2252         pv[ply] = tte->move();
2253         p.do_move(pv[ply++], st);
2254     }
2255     pv[ply] = MOVE_NONE;
2256   }
2257
2258
2259   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2260   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2261   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2262   // threads and one for Windows threads.
2263
2264 #if !defined(_MSC_VER)
2265
2266   void* init_thread(void* threadID) {
2267
2268     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2269     return NULL;
2270   }
2271
2272 #else
2273
2274   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2275
2276     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2277     return 0;
2278   }
2279
2280 #endif
2281
2282
2283   /// The ThreadsManager class
2284
2285
2286   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2287   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2288   // to start a new search.
2289
2290   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2291
2292     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2293     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2294     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2295     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2296   }
2297
2298
2299   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2300   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2301   // object for which the current thread is the master.
2302
2303   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2304
2305     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2306
2307     int i;
2308     bool allFinished = false;
2309
2310     while (true)
2311     {
2312         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2313         // master should exit as last one.
2314         if (allThreadsShouldExit)
2315         {
2316             assert(!sp);
2317             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2318             return;
2319         }
2320
2321         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2322         // instead of wasting CPU time polling for work.
2323         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2324                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2325         {
2326             assert(!sp || useSleepingThreads);
2327             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2328
2329             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2330                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2331
2332             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2333             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2334
2335             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2336             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2337             allFinished = (i == activeThreads);
2338
2339             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2340             {
2341                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2342                 break;
2343             }
2344
2345             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2346             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2347                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2348
2349             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2350         }
2351
2352         // If this thread has been assigned work, launch a search
2353         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2354         {
2355             assert(!allThreadsShouldExit);
2356
2357             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2358
2359             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2360             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2361             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2362             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2363             ss->sp = tsp;
2364
2365             if (tsp->pvNode)
2366                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2367             else
2368                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2369
2370             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2371
2372             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2373
2374             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2375             // case we are the last slave of the split point.
2376             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2377                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2378         }
2379
2380         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2381         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2382         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2383         allFinished = (i == activeThreads);
2384
2385         if (allFinished)
2386         {
2387             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2388             // be sure sp->lock has been released before to return.
2389             lock_grab(&(sp->lock));
2390             lock_release(&(sp->lock));
2391
2392             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2393             // because here is all finished is not possible master is booked.
2394             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2395
2396             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2397             return;
2398         }
2399     }
2400   }
2401
2402
2403   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2404   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2405   // objects.
2406
2407   void ThreadsManager::init_threads() {
2408
2409     int i, arg[MAX_THREADS];
2410     bool ok;
2411
2412     // Initialize global locks
2413     lock_init(&mpLock);
2414
2415     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2416     {
2417         lock_init(&sleepLock[i]);
2418         cond_init(&sleepCond[i]);
2419     }
2420
2421     // Initialize splitPoints[] locks
2422     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2423         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2424             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2425
2426     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2427     allThreadsShouldExit = false;
2428
2429     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2430     activeThreads = 1;
2431
2432     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2433     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2434     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2435         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2436
2437     // Launch the helper threads
2438     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2439     {
2440         arg[i] = i;
2441
2442 #if !defined(_MSC_VER)
2443         pthread_t pthread[1];
2444         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2445         pthread_detach(pthread[0]);
2446 #else
2447         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2448 #endif
2449         if (!ok)
2450         {
2451             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2452             exit(EXIT_FAILURE);
2453         }
2454
2455         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2456         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2457     }
2458   }
2459
2460
2461   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2462   // helper threads exit cleanly.
2463
2464   void ThreadsManager::exit_threads() {
2465
2466     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2467
2468     // Wake up all the threads and waits for termination
2469     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2470     {
2471         wake_sleeping_thread(i);
2472         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2473     }
2474
2475     // Now we can safely destroy the locks
2476     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2477         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2478             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2479
2480     lock_destroy(&mpLock);
2481
2482     // Now we can safely destroy the wait conditions
2483     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2484     {
2485         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2486         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2487     }
2488   }
2489
2490
2491   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2492   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2493   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2494
2495   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2496
2497     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2498
2499     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2500
2501     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2502     return sp != NULL;
2503   }
2504
2505
2506   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2507   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2508   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2509   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2510   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2511   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2512   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2513
2514   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2515
2516     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2517     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2518     assert(activeThreads > 1);
2519
2520     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2521         return false;
2522
2523     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2524     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2525
2526     // No active split points means that the thread is available as
2527     // a slave for any other thread.
2528     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2529         return true;
2530
2531     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2532     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2533     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2534     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2535         return true;
2536
2537     return false;
2538   }
2539
2540
2541   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2542   // a slave for the thread with threadID "master".
2543
2544   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2545
2546     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2547     assert(activeThreads > 1);
2548
2549     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2550         if (thread_is_available(i, master))
2551             return true;
2552
2553     return false;
2554   }
2555
2556
2557   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2558   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2559   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2560   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2561   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2562   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2563   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2564   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2565
2566   template <bool Fake>
2567   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2568                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2569                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2570     assert(pos.is_ok());
2571     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2572     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2573     assert(*bestValue <= *alpha);
2574     assert(*alpha < beta);
2575     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2576     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2577     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2578     assert(activeThreads > 1);
2579
2580     int i, master = pos.thread();
2581     Thread& masterThread = threads[master];
2582
2583     lock_grab(&mpLock);
2584
2585     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2586     // active split points, don't split.
2587     if (   !available_thread_exists(master)
2588         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2589     {
2590         lock_release(&mpLock);
2591         return;
2592     }
2593
2594     // Pick the next available split point object from the split point stack
2595     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2596
2597     // Initialize the split point object
2598     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2599     splitPoint.master = master;
2600     splitPoint.stopRequest = false;
2601     splitPoint.ply = ply;
2602     splitPoint.depth = depth;
2603     splitPoint.threatMove = threatMove;
2604     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2605     splitPoint.alpha = *alpha;
2606     splitPoint.beta = beta;
2607     splitPoint.pvNode = pvNode;
2608     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2609     splitPoint.mp = mp;
2610     splitPoint.moveCount = moveCount;
2611     splitPoint.pos = &pos;
2612     splitPoint.nodes = 0;
2613     splitPoint.parentSstack = ss;
2614     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2615         splitPoint.slaves[i] = 0;
2616
2617     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2618
2619     // If we are here it means we are not available
2620     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2621
2622     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2623
2624     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2625     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2626         if (thread_is_available(i, master))
2627         {
2628             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2629             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2630             splitPoint.slaves[i] = 1;
2631             workersCnt++;
2632         }
2633
2634     assert(Fake || workersCnt > 1);
2635
2636     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2637     lock_release(&mpLock);
2638
2639     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2640     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2641     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2642         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2643         {
2644             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2645
2646             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2647
2648             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2649
2650             if (useSleepingThreads && i != master)
2651                 wake_sleeping_thread(i);
2652         }
2653
2654     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2655     // which it will instantly launch a search, because its state is
2656     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2657     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2658     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2659     idle_loop(master, &splitPoint);
2660
2661     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2662     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2663     lock_grab(&mpLock);
2664
2665     *alpha = splitPoint.alpha;
2666     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2667     masterThread.activeSplitPoints--;
2668     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2669     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2670
2671     lock_release(&mpLock);
2672   }
2673
2674
2675   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2676   // when it is time to start a new search.
2677
2678   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2679
2680      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2681      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2682      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2683   }
2684
2685
2686   /// The RootMoveList class
2687
2688   // RootMoveList c'tor
2689
2690   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2691
2692     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2693     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2694     StateInfo st;
2695     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2696
2697     // Initialize search stack
2698     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2699     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2700     count = 0;
2701
2702     // Generate all legal moves
2703     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2704
2705     // Add each move to the moves[] array
2706     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2707     {
2708         bool includeMove = includeAllMoves;
2709
2710         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2711             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2712
2713         if (!includeMove)
2714             continue;
2715
2716         // Find a quick score for the move
2717         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2718         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2719         pos.do_move(cur->move, st);
2720         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2721         pos.undo_move(cur->move);
2722         count++;
2723     }
2724     sort();
2725   }
2726
2727   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2728   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2729
2730   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2731   {
2732       Move move;
2733       int score = 1000;
2734       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2735
2736       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2737           for (int i = 0; i < count; i++)
2738               if (moves[i].move == move)
2739               {
2740                   moves[i].mp_score = score--;
2741                   break;
2742               }
2743   }
2744
2745   // RootMoveList simple methods definitions
2746
2747   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2748
2749     int j;
2750
2751     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2752         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2753
2754     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2755   }
2756
2757
2758   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2759   // iteration.
2760
2761   void RootMoveList::sort() {
2762
2763     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2764   }
2765
2766
2767   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2768   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2769   // correctly in MultiPV mode.
2770
2771   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2772
2773     int i,j;
2774
2775     for (i = 1; i <= n; i++)
2776     {
2777         RootMove rm = moves[i];
2778         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2779             moves[j] = moves[j - 1];
2780
2781         moves[j] = rm;
2782     }
2783   }
2784
2785 } // namespace