]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
92e7273b4510e11e19b3b0f55d3f326cbf19e1b3
[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 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score <= m.non_pv_score;
128     }
129     void set_pv(const Move newPv[]);
130
131     int64_t nodes;
132     Value pv_score, non_pv_score;
133     Move move, pv[PLY_MAX_PLUS_2];
134   };
135
136   RootMove::RootMove() : nodes(0) {
137
138       pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
139       move = pv[0] = MOVE_NONE;
140   }
141
142   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
143
144       pv_score = rm.pv_score; non_pv_score = rm.non_pv_score;
145       nodes = rm.nodes; move = rm.move;
146       set_pv(rm.pv); // Skip costly full pv[] copy
147       return *this;
148   }
149
150   void RootMove::set_pv(const Move newPv[]) {
151
152     Move* p = pv;
153
154     while (*newPv != MOVE_NONE)
155         *p++ = *newPv++;
156
157     *p = MOVE_NONE;
158   }
159
160
161   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
162   // with an handful of methods above the standard ones.
163
164   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
165
166     typedef std::vector<RootMove> Base;
167
168     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
169     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
170
171     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
172     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
173   };
174
175
176   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
177   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
178   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
179   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
180   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
181   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
182   enum set960 {};
183
184   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
185
186     os.iword(0) = int(m);
187     return os;
188   }
189
190
191   /// Adjustments
192
193   // Step 6. Razoring
194
195   // Maximum depth for razoring
196   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
197
198   // Dynamic razoring margin based on depth
199   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
200
201   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
202   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
203
204   // Step 9. Internal iterative deepening
205
206   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
207   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
208
209   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
210   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
211   const Value IIDMargin = Value(0x100);
212
213   // Step 11. Decide the new search depth
214
215   // Extensions. Configurable UCI options
216   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
217   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
218   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
219
220   // Minimum depth for use of singular extension
221   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
222
223   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
224   // remaining ones we will extend it.
225   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
226
227   // Step 12. Futility pruning
228
229   // Futility margin for quiescence search
230   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
231
232   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
233   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
234   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
235
236   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
237   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
238
239   // Step 14. Reduced search
240
241   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
242   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
243
244   template <NodeType PV>
245   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
246
247   // Common adjustments
248
249   // Search depth at iteration 1
250   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
251
252   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
253   // better than the second best move.
254   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
255
256
257   /// Namespace variables
258
259   // Book object
260   Book OpeningBook;
261
262   // Iteration counter
263   int Iteration;
264
265   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
266   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
267   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
268
269   // Search window management
270   int AspirationDelta;
271
272   // MultiPV mode
273   int MultiPV;
274
275   // Time managment variables
276   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
277   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
278   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
279   TimeManager TimeMgr;
280
281   // Log file
282   bool UseLogFile;
283   std::ofstream LogFile;
284
285   // Multi-threads manager object
286   ThreadsManager ThreadsMgr;
287
288   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
289   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
290   int NodesSincePoll;
291   int NodesBetweenPolls = 30000;
292
293   // History table
294   History H;
295
296   /// Local functions
297
298   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
299   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
300
301   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
302   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
303
304   template <NodeType PvNode>
305   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
306
307   template <NodeType PvNode>
308   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
309
310       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
311                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
312   }
313
314   template <NodeType PvNode>
315   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
316
317   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
318   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
319   bool value_is_mate(Value value);
320   Value value_to_tt(Value v, int ply);
321   Value value_from_tt(Value v, int ply);
322   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
323   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
324   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
325   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
326   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
327   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
328
329   int current_search_time();
330   std::string value_to_uci(Value v);
331   int nps(const Position& pos);
332   void poll(const Position& pos);
333   void ponderhit();
334   void wait_for_stop_or_ponderhit();
335   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
336   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
337   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
338   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
339
340 #if !defined(_MSC_VER)
341   void* init_thread(void* threadID);
342 #else
343   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
344 #endif
345
346 }
347
348
349 ////
350 //// Functions
351 ////
352
353 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
354 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
355
356 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
357 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
358
359
360 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
361
362 void init_search() {
363
364   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
365   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
366   int mc; // moveCount
367
368   // Init reductions array
369   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
370   {
371       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
372       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
373       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
374       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
375   }
376
377   // Init futility margins array
378   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
379       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
380
381   // Init futility move count array
382   for (d = 0; d < 32; d++)
383       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
384 }
385
386
387 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
388 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
389
390 int perft(Position& pos, Depth depth)
391 {
392     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
393     StateInfo st;
394     Move m;
395     int sum = 0;
396
397     // Generate all legal moves
398     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
399
400     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
401     // the moves, just to count them.
402     if (depth <= ONE_PLY)
403         return int(last - mlist);
404
405     // Loop through all legal moves
406     CheckInfo ci(pos);
407     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
408     {
409         m = cur->move;
410         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
411         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
412         pos.undo_move(m);
413     }
414     return sum;
415 }
416
417
418 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
419 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
420 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
421 /// when a quit command is received during the search.
422
423 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
424            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
425
426   // Initialize global search variables
427   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
428   NodesSincePoll = 0;
429   SearchStartTime = get_system_time();
430   ExactMaxTime = maxTime;
431   MaxDepth = maxDepth;
432   MaxNodes = maxNodes;
433   InfiniteSearch = infinite;
434   PonderSearch = ponder;
435   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
436
437   // Look for a book move, only during games, not tests
438   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
439   {
440       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
441           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
442
443       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
444       if (bookMove != MOVE_NONE)
445       {
446           if (PonderSearch)
447               wait_for_stop_or_ponderhit();
448
449           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
450           return true;
451       }
452   }
453
454   // Read UCI option values
455   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
456   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
457   {
458       Options["Clear Hash"].set_value("false");
459       TT.clear();
460   }
461
462   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
463   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
464   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
465   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
466   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
467   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
468   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
469   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
470   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
471   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
472   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
473   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
474   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
475   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
476
477   if (UseLogFile)
478       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
479
480   read_weights(pos.side_to_move());
481
482   // Set the number of active threads
483   ThreadsMgr.read_uci_options();
484   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
485
486   // Wake up needed threads
487   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
488       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
489
490   // Set thinking time
491   int myTime = time[pos.side_to_move()];
492   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
493   if (UseTimeManagement)
494       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
495
496   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
497   // heavy time pressure.
498   if (MaxNodes)
499       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
500   else if (myTime && myTime < 1000)
501       NodesBetweenPolls = 1000;
502   else if (myTime && myTime < 5000)
503       NodesBetweenPolls = 5000;
504   else
505       NodesBetweenPolls = 30000;
506
507   // Write search information to log file
508   if (UseLogFile)
509       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
510               << "infinite: "  << infinite
511               << " ponder: "   << ponder
512               << " time: "     << myTime
513               << " increment: " << myIncrement
514               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
515
516   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
517   id_loop(pos, searchMoves);
518
519   if (UseLogFile)
520       LogFile.close();
521
522   // This makes all the threads to go to sleep
523   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
524
525   return !Quit;
526 }
527
528
529 namespace {
530
531   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
532   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
533   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
534   // reached.
535
536   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
537
538     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
539     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
540     Move EasyMove = MOVE_NONE;
541     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
542
543     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
544     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
545
546     // Handle special case of searching on a mate/stale position
547     if (rml.size() == 0)
548     {
549         if (PonderSearch)
550             wait_for_stop_or_ponderhit();
551
552         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
553     }
554
555     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
556     // so to output information also for iteration 1.
557     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
558          << "info depth " << 1
559          << "\ninfo depth " << 1
560          << " score " << value_to_uci(rml[0].pv_score)
561          << " time " << current_search_time()
562          << " nodes " << pos.nodes_searched()
563          << " nps " << nps(pos)
564          << " pv " << rml[0].move << "\n";
565
566     // Initialize
567     TT.new_search();
568     H.clear();
569     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
570     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
571     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
572     Iteration = 1;
573
574     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
575     if (   rml.size() == 1
576         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
577         EasyMove = rml[0].move;
578
579     // Iterative deepening loop
580     while (Iteration < PLY_MAX)
581     {
582         // Initialize iteration
583         Iteration++;
584         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
585
586         cout << "info depth " << Iteration << endl;
587
588         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
589         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
590         {
591             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
592             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
593
594             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
595             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
596
597             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
598             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
599         }
600
601         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
602         value = root_search(pos, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
603
604         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
605         // been overwritten during the search.
606         insert_pv_in_tt(pos, pv);
607
608         if (AbortSearch)
609             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
610
611         //Save info about search result
612         ValueByIteration[Iteration] = value;
613
614         // Drop the easy move if differs from the new best move
615         if (pv[0] != EasyMove)
616             EasyMove = MOVE_NONE;
617
618         if (UseTimeManagement)
619         {
620             // Time to stop?
621             bool stopSearch = false;
622
623             // Stop search early if there is only a single legal move,
624             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
625             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
626                 stopSearch = true;
627
628             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
629             if (  Iteration >= 6
630                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
631                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
632                 stopSearch = true;
633
634             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
635             if (   Iteration >= 8
636                 && EasyMove == pv[0]
637                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
638                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
639                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
640                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
641                 stopSearch = true;
642
643             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
644             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
645                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
646                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
647
648             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
649             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
650             // move at the next iteration anyway.
651             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
652                 stopSearch = true;
653
654             if (stopSearch)
655             {
656                 if (PonderSearch)
657                     StopOnPonderhit = true;
658                 else
659                     break;
660             }
661         }
662
663         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
664             break;
665     }
666
667     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
668     // best move before we are told to do so.
669     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
670         wait_for_stop_or_ponderhit();
671     else
672         // Print final search statistics
673         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
674              << " nps " << nps(pos)
675              << " time " << current_search_time() << endl;
676
677     // Print the best move and the ponder move to the standard output
678     if (pv[0] == MOVE_NONE || MultiPV > 1)
679     {
680         pv[0] = rml[0].move;
681         pv[1] = MOVE_NONE;
682     }
683
684     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
685
686     cout << "bestmove " << pv[0];
687
688     if (pv[1] != MOVE_NONE)
689         cout << " ponder " << pv[1];
690
691     cout << endl;
692
693     if (UseLogFile)
694     {
695         if (dbg_show_mean)
696             dbg_print_mean(LogFile);
697
698         if (dbg_show_hit_rate)
699             dbg_print_hit_rate(LogFile);
700
701         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
702                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
703                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, pv[0]);
704
705         StateInfo st;
706         pos.do_move(pv[0], st);
707         LogFile << "\nPonder move: "
708                 << move_to_san(pos, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
709                 << endl;
710     }
711     return rml[0].pv_score;
712   }
713
714
715   // root_search() is the function which searches the root node. It is
716   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
717   // scheme, prints some information to the standard output and handles
718   // the fail low/high loops.
719
720   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
721
722     StateInfo st;
723     CheckInfo ci(pos);
724     int64_t nodes;
725     Move move;
726     Depth depth, ext, newDepth;
727     Value value, alpha, beta;
728     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
729     int researchCountFH, researchCountFL;
730
731     researchCountFH = researchCountFL = 0;
732     alpha = *alphaPtr;
733     beta = *betaPtr;
734     isCheck = pos.is_check();
735     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
736
737     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
738     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
739
740     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
741     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
742     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
743
744     // Step 5. Evaluate the position statically
745     // At root we do this only to get reference value for child nodes
746     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
747     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
748
749     // Step 6. Razoring (omitted at root)
750     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
751     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
752     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
753
754     // Step extra. Fail low loop
755     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
756     // with bigger window until we are not failing low anymore.
757     while (1)
758     {
759         // Sort the moves before to (re)search
760         rml.set_non_pv_scores(pos);
761         rml.sort();
762
763         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
764         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
765         {
766             // This is used by time management
767             FirstRootMove = (i == 0);
768
769             // Save the current node count before the move is searched
770             nodes = pos.nodes_searched();
771
772             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
773             // the standard output.
774             move = ss->currentMove = rml[i].move;
775
776             if (current_search_time() >= 1000)
777                 cout << "info currmove " << move
778                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
779
780             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
781             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
782
783             // Step 11. Decide the new search depth
784             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
785             newDepth = depth + ext;
786
787             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
788
789             // Step extra. Fail high loop
790             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
791             // high anymore.
792             value = -VALUE_INFINITE;
793
794             while (1)
795             {
796                 // Step 13. Make the move
797                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
798
799                 // Step extra. pv search
800                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
801                 // and for fail high research (value > alpha)
802                 if (i < MultiPV || value > alpha)
803                 {
804                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
805                     if (MultiPV > 1)
806                         alpha = -VALUE_INFINITE;
807
808                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
809                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
810                 }
811                 else
812                 {
813                     // Step 14. Reduced search
814                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
815                     bool doFullDepthSearch = true;
816
817                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
818                         && !dangerous
819                         && !captureOrPromotion
820                         && !move_is_castle(move))
821                     {
822                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
823                         if (ss->reduction)
824                         {
825                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
826
827                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
828                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
829                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
830                         }
831
832                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
833                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
834                         // if the move fails high again then go with full depth search.
835                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
836                         {
837                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
838
839                             ss->reduction = ONE_PLY;
840                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
841                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
842                         }
843                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
844                     }
845
846                     // Step 15. Full depth search
847                     if (doFullDepthSearch)
848                     {
849                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
850                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
851
852                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
853                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
854                         if (value > alpha)
855                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
856                     }
857                 }
858
859                 // Step 16. Undo move
860                 pos.undo_move(move);
861
862                 // Can we exit fail high loop ?
863                 if (AbortSearch || value < beta)
864                     break;
865
866                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
867                 // the score before research in case we run out of time while researching.
868                 rml[i].pv_score = value;
869                 ss->bestMove = move;
870                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
871                 rml[i].set_pv(pv);
872
873                 // Print information to the standard output
874                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
875
876                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
877                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
878                 researchCountFH++;
879
880             } // End of fail high loop
881
882             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
883             // was aborted because the user interrupted the search or because we
884             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
885             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
886             // move and/or PV.
887             if (AbortSearch)
888                 break;
889
890             // Remember searched nodes counts for this move
891             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
892
893             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
894             assert(value < beta);
895
896             // Step 17. Check for new best move
897             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
898                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
899             else
900             {
901                 // PV move or new best move!
902
903                 // Update PV
904                 rml[i].pv_score = value;
905                 ss->bestMove = move;
906                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
907                 rml[i].set_pv(pv);
908
909                 if (MultiPV == 1)
910                 {
911                     // We record how often the best move has been changed in each
912                     // iteration. This information is used for time managment: When
913                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
914                     if (i > 0)
915                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
916
917                     // Print information to the standard output
918                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
919
920                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
921                     if (value > alpha)
922                         alpha = value;
923                 }
924                 else // MultiPV > 1
925                 {
926                     rml.sort_multipv(i);
927                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
928                     {
929                         cout << "info multipv " << j + 1
930                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
931                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
932                              << " time " << current_search_time()
933                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
934                              << " nps " << nps(pos)
935                              << " pv ";
936
937                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
938                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
939
940                         cout << endl;
941                     }
942                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
943                 }
944             } // PV move or new best move
945
946             assert(alpha >= *alphaPtr);
947
948             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
949
950             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
951                 StopOnPonderhit = false;
952         }
953
954         // Can we exit fail low loop ?
955         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
956             break;
957
958         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
959         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
960         researchCountFL++;
961
962     } // Fail low loop
963
964     // Sort the moves before to return
965     rml.sort();
966
967     return alpha;
968   }
969
970
971   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
972   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
973   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
974   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
975   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
976   // here: This is taken care of after we return from the split point.
977
978   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
979   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
980
981     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
982     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
983     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
984     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
985     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
986
987     Move movesSearched[MOVES_MAX];
988     StateInfo st;
989     const TTEntry *tte;
990     Key posKey;
991     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
992     Depth ext, newDepth;
993     ValueType vt;
994     Value bestValue, value, oldAlpha;
995     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
996     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
997     bool mateThreat = false;
998     int moveCount = 0;
999     int threadID = pos.thread();
1000     SplitPoint* sp = NULL;
1001     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
1002     oldAlpha = alpha;
1003     isCheck = pos.is_check();
1004
1005     if (SpNode)
1006     {
1007         sp = ss->sp;
1008         tte = NULL;
1009         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
1010         threatMove = sp->threatMove;
1011         mateThreat = sp->mateThreat;
1012         goto split_point_start;
1013     }
1014     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
1015
1016     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1017     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1018     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1019
1020     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1021     {
1022         NodesSincePoll = 0;
1023         poll(pos);
1024     }
1025
1026     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1027     if (   AbortSearch
1028         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1029         || pos.is_draw()
1030         || ply >= PLY_MAX - 1)
1031         return VALUE_DRAW;
1032
1033     // Step 3. Mate distance pruning
1034     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1035     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1036     if (alpha >= beta)
1037         return alpha;
1038
1039     // Step 4. Transposition table lookup
1040
1041     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1042     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1043     excludedMove = ss->excludedMove;
1044     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1045
1046     tte = TT.retrieve(posKey);
1047     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1048
1049     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1050     // This is to avoid problems in the following areas:
1051     //
1052     // * Repetition draw detection
1053     // * Fifty move rule detection
1054     // * Searching for a mate
1055     // * Printing of full PV line
1056     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1057     {
1058         TT.refresh(tte);
1059         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1060         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1061     }
1062
1063     // Step 5. Evaluate the position statically and
1064     // update gain statistics of parent move.
1065     if (isCheck)
1066         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1067     else if (tte)
1068     {
1069         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1070
1071         ss->eval = tte->static_value();
1072         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1073         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1074     }
1075     else
1076     {
1077         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1078         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1079     }
1080
1081     // Save gain for the parent non-capture move
1082     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1083
1084     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1085     if (   !PvNode
1086         &&  depth < RazorDepth
1087         && !isCheck
1088         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1089         &&  ttMove == MOVE_NONE
1090         && !value_is_mate(beta)
1091         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1092     {
1093         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1094         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1095         if (v < rbeta)
1096             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1097             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1098             return v;
1099     }
1100
1101     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1102     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1103     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1104     if (   !PvNode
1105         && !ss->skipNullMove
1106         &&  depth < RazorDepth
1107         && !isCheck
1108         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1109         && !value_is_mate(beta)
1110         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1111         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1112
1113     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1114     if (   !PvNode
1115         && !ss->skipNullMove
1116         &&  depth > ONE_PLY
1117         && !isCheck
1118         &&  refinedValue >= beta
1119         && !value_is_mate(beta)
1120         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1121     {
1122         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1123
1124         // Null move dynamic reduction based on depth
1125         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1126
1127         // Null move dynamic reduction based on value
1128         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1129             R++;
1130
1131         pos.do_null_move(st);
1132         (ss+1)->skipNullMove = true;
1133         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1134         (ss+1)->skipNullMove = false;
1135         pos.undo_null_move();
1136
1137         if (nullValue >= beta)
1138         {
1139             // Do not return unproven mate scores
1140             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1141                 nullValue = beta;
1142
1143             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1144                 return nullValue;
1145
1146             // Do verification search at high depths
1147             ss->skipNullMove = true;
1148             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1149             ss->skipNullMove = false;
1150
1151             if (v >= beta)
1152                 return nullValue;
1153         }
1154         else
1155         {
1156             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1157             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1158             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1159             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1160             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1161             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1162             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1163                 mateThreat = true;
1164
1165             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1166             if (   depth < ThreatDepth
1167                 && (ss-1)->reduction
1168                 && threatMove != MOVE_NONE
1169                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1170                 return beta - 1;
1171         }
1172     }
1173
1174     // Step 9. Internal iterative deepening
1175     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1176         &&  ttMove == MOVE_NONE
1177         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1178     {
1179         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1180
1181         ss->skipNullMove = true;
1182         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1183         ss->skipNullMove = false;
1184
1185         ttMove = ss->bestMove;
1186         tte = TT.retrieve(posKey);
1187     }
1188
1189     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1190     if (PvNode)
1191         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1192
1193 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1194
1195     // Initialize a MovePicker object for the current position
1196     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1197     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1198     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1199     CheckInfo ci(pos);
1200     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1201     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1202     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1203     singularExtensionNode =  !SpNode
1204                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1205                            && tte
1206                            && tte->move()
1207                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1208                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1209                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1210     if (SpNode)
1211     {
1212         lock_grab(&(sp->lock));
1213         bestValue = sp->bestValue;
1214     }
1215
1216     // Step 10. Loop through moves
1217     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1218     while (   bestValue < beta
1219            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1220            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1221     {
1222       assert(move_is_ok(move));
1223
1224       if (SpNode)
1225       {
1226           moveCount = ++sp->moveCount;
1227           lock_release(&(sp->lock));
1228       }
1229       else if (move == excludedMove)
1230           continue;
1231       else
1232           movesSearched[moveCount++] = move;
1233
1234       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1235       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1236
1237       // Step 11. Decide the new search depth
1238       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1239
1240       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1241       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1242       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1243       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1244       if (   singularExtensionNode
1245           && move == tte->move()
1246           && ext < ONE_PLY)
1247       {
1248           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1249
1250           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1251           {
1252               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1253               ss->excludedMove = move;
1254               ss->skipNullMove = true;
1255               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1256               ss->skipNullMove = false;
1257               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1258               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1259               if (v < b)
1260                   ext = ONE_PLY;
1261           }
1262       }
1263
1264       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1265       ss->currentMove = move;
1266       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1267
1268       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1269       if (   !PvNode
1270           && !captureOrPromotion
1271           && !isCheck
1272           && !dangerous
1273           &&  move != ttMove
1274           && !move_is_castle(move))
1275       {
1276           // Move count based pruning
1277           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1278               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1279               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1280           {
1281               if (SpNode)
1282                   lock_grab(&(sp->lock));
1283
1284               continue;
1285           }
1286
1287           // Value based pruning
1288           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1289           // but fixing this made program slightly weaker.
1290           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1291           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1292                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1293
1294           if (futilityValueScaled < beta)
1295           {
1296               if (SpNode)
1297               {
1298                   lock_grab(&(sp->lock));
1299                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1300                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1301               }
1302               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1303                   bestValue = futilityValueScaled;
1304
1305               continue;
1306           }
1307
1308           // Prune moves with negative SEE at low depths
1309           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1310               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1311               && pos.see_sign(move) < 0)
1312           {
1313               if (SpNode)
1314                   lock_grab(&(sp->lock));
1315
1316               continue;
1317           }
1318       }
1319
1320       // Step 13. Make the move
1321       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1322
1323       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1324       // The first move in list is the expected PV
1325       if (PvNode && moveCount == 1)
1326           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1327       else
1328       {
1329           // Step 14. Reduced depth search
1330           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1331           bool doFullDepthSearch = true;
1332
1333           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1334               && !captureOrPromotion
1335               && !dangerous
1336               && !move_is_castle(move)
1337               &&  ss->killers[0] != move
1338               &&  ss->killers[1] != move)
1339           {
1340               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1341
1342               if (ss->reduction)
1343               {
1344                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1345                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1346                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1347
1348                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1349               }
1350
1351               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1352               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1353               // if the move fails high again then go with full depth search.
1354               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1355               {
1356                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1357
1358                   ss->reduction = ONE_PLY;
1359                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1360                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1361                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1362               }
1363               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1364           }
1365
1366           // Step 15. Full depth search
1367           if (doFullDepthSearch)
1368           {
1369               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1370               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1371
1372               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1373               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1374               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1375               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1376                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1377           }
1378       }
1379
1380       // Step 16. Undo move
1381       pos.undo_move(move);
1382
1383       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1384
1385       // Step 17. Check for new best move
1386       if (SpNode)
1387       {
1388           lock_grab(&(sp->lock));
1389           bestValue = sp->bestValue;
1390           alpha = sp->alpha;
1391       }
1392
1393       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1394       {
1395           bestValue = value;
1396
1397           if (SpNode)
1398               sp->bestValue = value;
1399
1400           if (value > alpha)
1401           {
1402               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1403               {
1404                   alpha = value;
1405
1406                   if (SpNode)
1407                       sp->alpha = value;
1408               }
1409               else if (SpNode)
1410                   sp->betaCutoff = true;
1411
1412               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1413                   ss->mateKiller = move;
1414
1415               ss->bestMove = move;
1416
1417               if (SpNode)
1418                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1419           }
1420       }
1421
1422       // Step 18. Check for split
1423       if (   !SpNode
1424           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1425           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1426           && bestValue < beta
1427           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1428           && !AbortSearch
1429           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1430           && Iteration <= 99)
1431           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1432                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1433     }
1434
1435     // Step 19. Check for mate and stalemate
1436     // All legal moves have been searched and if there are
1437     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1438     // If one move was excluded return fail low score.
1439     if (!SpNode && !moveCount)
1440         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1441
1442     // Step 20. Update tables
1443     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1444     // history counters, and killer moves.
1445     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1446     {
1447         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1448         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1449              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1450
1451         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1452
1453         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1454         if (    bestValue >= beta
1455             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1456         {
1457             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1458             update_killers(move, ss);
1459         }
1460     }
1461
1462     if (SpNode)
1463     {
1464         // Here we have the lock still grabbed
1465         sp->slaves[threadID] = 0;
1466         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1467         lock_release(&(sp->lock));
1468     }
1469
1470     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1471
1472     return bestValue;
1473   }
1474
1475   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1476   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1477   // less than ONE_PLY).
1478
1479   template <NodeType PvNode>
1480   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1481
1482     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1483     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1484     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1485     assert(depth <= 0);
1486     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1487     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1488
1489     StateInfo st;
1490     Move ttMove, move;
1491     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1492     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1493     const TTEntry* tte;
1494     Depth ttDepth;
1495     Value oldAlpha = alpha;
1496
1497     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1498
1499     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1500     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1501         return VALUE_DRAW;
1502
1503     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1504     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1505     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1506     isCheck = pos.is_check();
1507     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1508
1509     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1510     // pruning, but only for move ordering.
1511     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1512     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1513
1514     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1515     {
1516         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1517         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1518     }
1519
1520     // Evaluate the position statically
1521     if (isCheck)
1522     {
1523         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1524         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1525         enoughMaterial = false;
1526     }
1527     else
1528     {
1529         if (tte)
1530         {
1531             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1532
1533             evalMargin = tte->static_value_margin();
1534             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1535         }
1536         else
1537             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1538
1539         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1540
1541         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1542         if (bestValue >= beta)
1543         {
1544             if (!tte)
1545                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1546
1547             return bestValue;
1548         }
1549
1550         if (PvNode && bestValue > alpha)
1551             alpha = bestValue;
1552
1553         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1554         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1555         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1556     }
1557
1558     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1559     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1560     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1561     // be generated.
1562     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1563     CheckInfo ci(pos);
1564
1565     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1566     while (   alpha < beta
1567            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1568     {
1569       assert(move_is_ok(move));
1570
1571       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1572
1573       // Futility pruning
1574       if (   !PvNode
1575           && !isCheck
1576           && !moveIsCheck
1577           &&  move != ttMove
1578           &&  enoughMaterial
1579           && !move_is_promotion(move)
1580           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1581       {
1582           futilityValue =  futilityBase
1583                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1584                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1585
1586           if (futilityValue < alpha)
1587           {
1588               if (futilityValue > bestValue)
1589                   bestValue = futilityValue;
1590               continue;
1591           }
1592       }
1593
1594       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1595       evasionPrunable =   isCheck
1596                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1597                        && !pos.move_is_capture(move)
1598                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1599
1600       // Don't search moves with negative SEE values
1601       if (   !PvNode
1602           && (!isCheck || evasionPrunable)
1603           &&  move != ttMove
1604           && !move_is_promotion(move)
1605           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1606           continue;
1607
1608       // Don't search useless checks
1609       if (   !PvNode
1610           && !isCheck
1611           &&  moveIsCheck
1612           &&  move != ttMove
1613           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1614           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1615           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1616       {
1617           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1618               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1619
1620           continue;
1621       }
1622
1623       // Update current move
1624       ss->currentMove = move;
1625
1626       // Make and search the move
1627       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1628       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1629       pos.undo_move(move);
1630
1631       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1632
1633       // New best move?
1634       if (value > bestValue)
1635       {
1636           bestValue = value;
1637           if (value > alpha)
1638           {
1639               alpha = value;
1640               ss->bestMove = move;
1641           }
1642        }
1643     }
1644
1645     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1646     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1647     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1648         return value_mated_in(ply);
1649
1650     // Update transposition table
1651     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1652     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1653
1654     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1655
1656     return bestValue;
1657   }
1658
1659
1660   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1661   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1662   // will be pruned.
1663
1664   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1665   {
1666     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1667     Square from, to, ksq, victimSq;
1668     Piece pc;
1669     Color them;
1670     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1671
1672     from = move_from(move);
1673     to = move_to(move);
1674     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1675     ksq = pos.king_square(them);
1676     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1677     pc = pos.piece_on(from);
1678
1679     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1680     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1681     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1682
1683     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1684     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1685
1686     if (!(b && (b & (b - 1))))
1687         return true;
1688
1689     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1690     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1691         && bit_is_set(kingAtt, to))
1692         return true;
1693
1694     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1695     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1696
1697     while (b)
1698     {
1699         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1700         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1701
1702         // Note that here we generate illegal "double move"!
1703         if (   futilityValue >= beta
1704             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1705             return true;
1706
1707         if (futilityValue > bv)
1708             bv = futilityValue;
1709     }
1710
1711     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1712     *bestValue = bv;
1713     return false;
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(m1 && move_is_ok(m1));
1729     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1730
1731     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1732     f2 = move_from(m2);
1733     t1 = move_to(m1);
1734     if (f2 == t1)
1735         return true;
1736
1737     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1738     t2 = move_to(m2);
1739     f1 = move_from(m1);
1740     if (t2 == f1)
1741         return true;
1742
1743     // Case 3: Moving through the vacated square
1744     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1745         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1746       return true;
1747
1748     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1749     p = pos.piece_on(t1);
1750     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1751         return true;
1752
1753     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1754     if (    piece_is_slider(p)
1755         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1756         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1757     {
1758         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1759         // move is the opposite of the checking piece.
1760         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1761         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1762
1763         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1764             return true;
1765     }
1766     return false;
1767   }
1768
1769
1770   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1771   // compensated for the ply.
1772
1773   bool value_is_mate(Value value) {
1774
1775     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1776
1777     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1778           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1779   }
1780
1781
1782   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1783   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1784   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1785
1786   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1787
1788     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1789       return v + ply;
1790
1791     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1792       return v - ply;
1793
1794     return v;
1795   }
1796
1797
1798   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1799   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1800
1801   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1802
1803     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1804       return v - ply;
1805
1806     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1807       return v + ply;
1808
1809     return v;
1810   }
1811
1812
1813   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1814   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1815   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1816   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1817   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1818   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1819   template <NodeType PvNode>
1820   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1821                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1822
1823     assert(m != MOVE_NONE);
1824
1825     Depth result = DEPTH_ZERO;
1826     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1827
1828     if (*dangerous)
1829     {
1830         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1831             result += CheckExtension[PvNode];
1832
1833         if (singleEvasion)
1834             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1835
1836         if (mateThreat)
1837             result += MateThreatExtension[PvNode];
1838     }
1839
1840     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1841     {
1842         Color c = pos.side_to_move();
1843         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1844         {
1845             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1846             *dangerous = true;
1847         }
1848         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1849         {
1850             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1851             *dangerous = true;
1852         }
1853     }
1854
1855     if (   captureOrPromotion
1856         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1857         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1858             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1859         && !move_is_promotion(m)
1860         && !move_is_ep(m))
1861     {
1862         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1863         *dangerous = true;
1864     }
1865
1866     if (   PvNode
1867         && captureOrPromotion
1868         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1869         && pos.see_sign(m) >= 0)
1870     {
1871         result += ONE_PLY / 2;
1872         *dangerous = true;
1873     }
1874
1875     return Min(result, ONE_PLY);
1876   }
1877
1878
1879   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1880   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1881
1882   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1883
1884     assert(move_is_ok(m));
1885     assert(threat && move_is_ok(threat));
1886     assert(!pos.move_is_check(m));
1887     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1888     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1889
1890     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1891
1892     mfrom = move_from(m);
1893     mto = move_to(m);
1894     tfrom = move_from(threat);
1895     tto = move_to(threat);
1896
1897     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1898     if (mfrom == tto)
1899         return true;
1900
1901     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1902     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1903     if (   pos.move_is_capture(threat)
1904         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1905             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1906         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1907         return true;
1908
1909     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1910     // prune safe moves which block its ray.
1911     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1912         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1913         && pos.see_sign(m) >= 0)
1914         return true;
1915
1916     return false;
1917   }
1918
1919
1920   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1921   // can be used at a given point in search.
1922
1923   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1924
1925     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1926
1927     return   (   tte->depth() >= depth
1928               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1929               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1930
1931           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1932               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1933   }
1934
1935
1936   // refine_eval() returns the transposition table score if
1937   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1938
1939   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1940
1941       assert(tte);
1942
1943       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1944
1945       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1946           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1947           return v;
1948
1949       return defaultEval;
1950   }
1951
1952
1953   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1954   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1955
1956   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1957                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1958     Move m;
1959
1960     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1961
1962     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1963     {
1964         m = movesSearched[i];
1965
1966         assert(m != move);
1967
1968         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1969             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1970     }
1971   }
1972
1973
1974   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1975   // among the killer moves of that ply.
1976
1977   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1978
1979     if (m == ss->killers[0])
1980         return;
1981
1982     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1983     ss->killers[0] = m;
1984   }
1985
1986
1987   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1988   // the static position evaluation before and after the move.
1989
1990   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1991
1992     if (   m != MOVE_NULL
1993         && before != VALUE_NONE
1994         && after != VALUE_NONE
1995         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1996         && !move_is_special(m))
1997         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1998   }
1999
2000
2001   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2002   // since the beginning of the current search.
2003
2004   int current_search_time() {
2005
2006     return get_system_time() - SearchStartTime;
2007   }
2008
2009
2010   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2011
2012   std::string value_to_uci(Value v) {
2013
2014     std::stringstream s;
2015
2016     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2017       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2018     else
2019       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2020
2021     return s.str();
2022   }
2023
2024   // nps() computes the current nodes/second count.
2025
2026   int nps(const Position& pos) {
2027
2028     int t = current_search_time();
2029     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2030   }
2031
2032
2033   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2034   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2035   // search.
2036
2037   void poll(const Position& pos) {
2038
2039     static int lastInfoTime;
2040     int t = current_search_time();
2041
2042     //  Poll for input
2043     if (data_available())
2044     {
2045         // We are line oriented, don't read single chars
2046         std::string command;
2047
2048         if (!std::getline(std::cin, command))
2049             command = "quit";
2050
2051         if (command == "quit")
2052         {
2053             AbortSearch = true;
2054             PonderSearch = false;
2055             Quit = true;
2056             return;
2057         }
2058         else if (command == "stop")
2059         {
2060             AbortSearch = true;
2061             PonderSearch = false;
2062         }
2063         else if (command == "ponderhit")
2064             ponderhit();
2065     }
2066
2067     // Print search information
2068     if (t < 1000)
2069         lastInfoTime = 0;
2070
2071     else if (lastInfoTime > t)
2072         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2073         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2074         lastInfoTime = 0;
2075
2076     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2077     {
2078         lastInfoTime = t;
2079
2080         if (dbg_show_mean)
2081             dbg_print_mean();
2082
2083         if (dbg_show_hit_rate)
2084             dbg_print_hit_rate();
2085
2086         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2087              << " time " << t << endl;
2088     }
2089
2090     // Should we stop the search?
2091     if (PonderSearch)
2092         return;
2093
2094     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2095                            && !AspirationFailLow
2096                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2097
2098     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2099                      || stillAtFirstMove;
2100
2101     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2102         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2103         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2104         AbortSearch = true;
2105   }
2106
2107
2108   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2109   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2110   // it correctly predicted the opponent's move.
2111
2112   void ponderhit() {
2113
2114     int t = current_search_time();
2115     PonderSearch = false;
2116
2117     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2118                            && !AspirationFailLow
2119                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2120
2121     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2122                      || stillAtFirstMove;
2123
2124     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2125         AbortSearch = true;
2126   }
2127
2128
2129   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2130   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2131
2132   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2133
2134     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2135     {
2136         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2137         ss->skipNullMove = false;
2138         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2139         ss->sp = NULL;
2140
2141         if (i < 3)
2142             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2143     }
2144   }
2145
2146
2147   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2148   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2149   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2150   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2151   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2152   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2153
2154   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2155
2156     std::string command;
2157
2158     while (true)
2159     {
2160         if (!std::getline(std::cin, command))
2161             command = "quit";
2162
2163         if (command == "quit")
2164         {
2165             Quit = true;
2166             break;
2167         }
2168         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2169             break;
2170     }
2171   }
2172
2173
2174   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2175   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2176
2177   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2178
2179     cout << "info depth " << Iteration
2180          << " score "     << value_to_uci(value)
2181          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2182          << " time "  << current_search_time()
2183          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2184          << " nps "   << nps(pos)
2185          << " pv ";
2186
2187     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2188         cout << *m << " ";
2189
2190     cout << endl;
2191
2192     if (UseLogFile)
2193     {
2194         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2195                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2196
2197         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2198     }
2199   }
2200
2201
2202   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2203   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2204   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2205
2206   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2207
2208     StateInfo st;
2209     TTEntry* tte;
2210     Position p(pos, pos.thread());
2211     Value v, m = VALUE_NONE;
2212
2213     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2214     {
2215         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2216         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2217         {
2218             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2219             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2220         }
2221         p.do_move(pv[i], st);
2222     }
2223   }
2224
2225
2226   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2227   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2228   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2229   // long PV to print that is important for position analysis.
2230
2231   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2232
2233     StateInfo st;
2234     TTEntry* tte;
2235     Position p(pos, pos.thread());
2236     int ply = 0;
2237
2238     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2239
2240     pv[ply] = bestMove;
2241     p.do_move(pv[ply++], st);
2242
2243     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2244            && tte->move() != MOVE_NONE
2245            && move_is_legal(p, tte->move())
2246            && ply < PLY_MAX
2247            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2248     {
2249         pv[ply] = tte->move();
2250         p.do_move(pv[ply++], st);
2251     }
2252     pv[ply] = MOVE_NONE;
2253   }
2254
2255
2256   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2257   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2258   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2259   // threads and one for Windows threads.
2260
2261 #if !defined(_MSC_VER)
2262
2263   void* init_thread(void* threadID) {
2264
2265     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2266     return NULL;
2267   }
2268
2269 #else
2270
2271   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2272
2273     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2274     return 0;
2275   }
2276
2277 #endif
2278
2279
2280   /// The ThreadsManager class
2281
2282
2283   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2284   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2285   // to start a new search.
2286
2287   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2288
2289     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2290     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2291     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2292     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2293   }
2294
2295
2296   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2297   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2298   // object for which the current thread is the master.
2299
2300   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2301
2302     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2303
2304     int i;
2305     bool allFinished = false;
2306
2307     while (true)
2308     {
2309         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2310         // master should exit as last one.
2311         if (allThreadsShouldExit)
2312         {
2313             assert(!sp);
2314             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2315             return;
2316         }
2317
2318         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2319         // instead of wasting CPU time polling for work.
2320         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2321                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2322         {
2323             assert(!sp || useSleepingThreads);
2324             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2325
2326             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2327                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2328
2329             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2330             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2331
2332             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2333             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2334             allFinished = (i == activeThreads);
2335
2336             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2337             {
2338                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2339                 break;
2340             }
2341
2342             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2343             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2344                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2345
2346             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2347         }
2348
2349         // If this thread has been assigned work, launch a search
2350         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2351         {
2352             assert(!allThreadsShouldExit);
2353
2354             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2355
2356             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2357             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2358             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2359             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2360             ss->sp = tsp;
2361
2362             if (tsp->pvNode)
2363                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2364             else
2365                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2366
2367             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2368
2369             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2370
2371             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2372             // case we are the last slave of the split point.
2373             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2374                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2375         }
2376
2377         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2378         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2379         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2380         allFinished = (i == activeThreads);
2381
2382         if (allFinished)
2383         {
2384             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2385             // be sure sp->lock has been released before to return.
2386             lock_grab(&(sp->lock));
2387             lock_release(&(sp->lock));
2388
2389             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2390             // because here is all finished is not possible master is booked.
2391             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2392
2393             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2394             return;
2395         }
2396     }
2397   }
2398
2399
2400   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2401   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2402   // objects.
2403
2404   void ThreadsManager::init_threads() {
2405
2406     int i, arg[MAX_THREADS];
2407     bool ok;
2408
2409     // Initialize global locks
2410     lock_init(&mpLock);
2411
2412     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2413     {
2414         lock_init(&sleepLock[i]);
2415         cond_init(&sleepCond[i]);
2416     }
2417
2418     // Initialize splitPoints[] locks
2419     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2420         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2421             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2422
2423     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2424     allThreadsShouldExit = false;
2425
2426     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2427     activeThreads = 1;
2428
2429     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2430     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2431     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2432         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2433
2434     // Launch the helper threads
2435     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2436     {
2437         arg[i] = i;
2438
2439 #if !defined(_MSC_VER)
2440         pthread_t pthread[1];
2441         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2442         pthread_detach(pthread[0]);
2443 #else
2444         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2445 #endif
2446         if (!ok)
2447         {
2448             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2449             exit(EXIT_FAILURE);
2450         }
2451
2452         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2453         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2454     }
2455   }
2456
2457
2458   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2459   // helper threads exit cleanly.
2460
2461   void ThreadsManager::exit_threads() {
2462
2463     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2464
2465     // Wake up all the threads and waits for termination
2466     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2467     {
2468         wake_sleeping_thread(i);
2469         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2470     }
2471
2472     // Now we can safely destroy the locks
2473     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2474         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2475             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2476
2477     lock_destroy(&mpLock);
2478
2479     // Now we can safely destroy the wait conditions
2480     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2481     {
2482         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2483         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2484     }
2485   }
2486
2487
2488   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2489   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2490   // the current split point.
2491
2492   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2493
2494     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2495
2496     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2497
2498     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2499     return sp != NULL;
2500   }
2501
2502
2503   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2504   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2505   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2506   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2507   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2508   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2509   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2510
2511   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2512
2513     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2514     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2515     assert(activeThreads > 1);
2516
2517     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2518         return false;
2519
2520     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2521     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2522
2523     // No active split points means that the thread is available as
2524     // a slave for any other thread.
2525     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2526         return true;
2527
2528     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2529     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2530     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2531     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2532         return true;
2533
2534     return false;
2535   }
2536
2537
2538   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2539   // a slave for the thread with threadID "master".
2540
2541   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2542
2543     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2544     assert(activeThreads > 1);
2545
2546     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2547         if (thread_is_available(i, master))
2548             return true;
2549
2550     return false;
2551   }
2552
2553
2554   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2555   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2556   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2557   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2558   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2559   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2560   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2561   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2562
2563   template <bool Fake>
2564   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2565                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2566                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2567     assert(pos.is_ok());
2568     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2569     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2570     assert(*bestValue <= *alpha);
2571     assert(*alpha < beta);
2572     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2573     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2574     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2575     assert(activeThreads > 1);
2576
2577     int i, master = pos.thread();
2578     Thread& masterThread = threads[master];
2579
2580     lock_grab(&mpLock);
2581
2582     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2583     // active split points, don't split.
2584     if (   !available_thread_exists(master)
2585         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2586     {
2587         lock_release(&mpLock);
2588         return;
2589     }
2590
2591     // Pick the next available split point object from the split point stack
2592     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2593
2594     // Initialize the split point object
2595     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2596     splitPoint.master = master;
2597     splitPoint.betaCutoff = false;
2598     splitPoint.ply = ply;
2599     splitPoint.depth = depth;
2600     splitPoint.threatMove = threatMove;
2601     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2602     splitPoint.alpha = *alpha;
2603     splitPoint.beta = beta;
2604     splitPoint.pvNode = pvNode;
2605     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2606     splitPoint.mp = mp;
2607     splitPoint.moveCount = moveCount;
2608     splitPoint.pos = &pos;
2609     splitPoint.nodes = 0;
2610     splitPoint.parentSstack = ss;
2611     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2612         splitPoint.slaves[i] = 0;
2613
2614     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2615
2616     // If we are here it means we are not available
2617     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2618
2619     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2620
2621     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2622     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2623         if (thread_is_available(i, master))
2624         {
2625             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2626             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2627             splitPoint.slaves[i] = 1;
2628             workersCnt++;
2629         }
2630
2631     assert(Fake || workersCnt > 1);
2632
2633     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2634     lock_release(&mpLock);
2635
2636     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2637     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2638     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2639         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2640         {
2641             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2642
2643             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2644
2645             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2646
2647             if (useSleepingThreads && i != master)
2648                 wake_sleeping_thread(i);
2649         }
2650
2651     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2652     // which it will instantly launch a search, because its state is
2653     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2654     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2655     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2656     idle_loop(master, &splitPoint);
2657
2658     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2659     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2660     lock_grab(&mpLock);
2661
2662     *alpha = splitPoint.alpha;
2663     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2664     masterThread.activeSplitPoints--;
2665     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2666     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2667
2668     lock_release(&mpLock);
2669   }
2670
2671
2672   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2673   // when it is time to start a new search.
2674
2675   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2676
2677      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2678      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2679      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2680   }
2681
2682
2683   /// The RootMoveList class
2684
2685   // RootMoveList c'tor
2686
2687   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2688
2689     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2690     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2691     StateInfo st;
2692     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2693
2694     // Initialize search stack
2695     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2696     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2697
2698     // Generate all legal moves
2699     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2700
2701     // Add each move to the moves[] array
2702     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2703     {
2704         bool includeMove = includeAllMoves;
2705
2706         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2707             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2708
2709         if (!includeMove)
2710             continue;
2711
2712         // Find a quick score for the move and add to the list
2713         RootMove rm;
2714         rm.move = ss[0].currentMove = rm.pv[0] = cur->move;
2715         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2716         pos.do_move(cur->move, st);
2717         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2718         pos.undo_move(cur->move);
2719         push_back(rm);
2720     }
2721     sort();
2722   }
2723
2724   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2725   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2726   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2727   // the first order pv scores of both moves are equal.
2728
2729   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2730   {
2731       Move move;
2732       Value score = VALUE_ZERO;
2733       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2734
2735       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2736           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2737               if (it->move == move)
2738               {
2739                   it->non_pv_score = score--;
2740                   break;
2741               }
2742   }
2743
2744 } // namespace