98bf24a828e7174e48d4687785b7579b81e3406f
[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) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movegen.h"
36 #include "movepick.h"
37 #include "lock.h"
38 #include "san.h"
39 #include "search.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "tt.h"
42 #include "ucioption.h"
43
44
45 ////
46 //// Local definitions
47 ////
48
49 namespace {
50
51   /// Types
52
53   // IterationInfoType stores search results for each iteration
54   //
55   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
56   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
57   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
58   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
59   // we guess what the right value might be and store our guess
60   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
61   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
62   // not exact is not big a problem.
63
64   struct IterationInfoType {
65
66     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
67     : value(v), speculatedValue(sv) {}
68
69     Value value, speculatedValue;
70   };
71
72
73   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
74   // Apart for the first one that has its score, following moves
75   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
76   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
77   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
78   // concurrent accessing under SMP case.
79
80   struct BetaCounterType {
81
82     BetaCounterType();
83     void clear();
84     void add(Color us, Depth d, int threadID);
85     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
86   };
87
88
89   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
90   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
91   // in the case of moves which fail low).
92
93   struct RootMove {
94
95     RootMove();
96     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
97
98     Move move;
99     Value score;
100     int64_t nodes, cumulativeNodes;
101     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
102     int64_t ourBeta, theirBeta;
103   };
104
105
106   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
107   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
108
109   class RootMoveList {
110
111   public:
112     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
113     inline Move get_move(int moveNum) const;
114     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
115     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
116     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
117     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
118     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
119     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
120     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
121     inline int move_count() const;
122     Move scan_for_easy_move() const;
123     inline void sort();
124     void sort_multipv(int n);
125
126   private:
127     static const int MaxRootMoves = 500;
128     RootMove moves[MaxRootMoves];
129     int count;
130   };
131
132
133   /// Constants
134
135   // Search depth at iteration 1
136   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
137
138   // Depth limit for selective search
139   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
140
141   // Use internal iterative deepening?
142   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
143   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
144
145   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
146   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
147   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
148   const Value IIDMargin = Value(0x100);
149
150   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
151   // better than the second best move.
152   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
153
154   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
155   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
156   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
157   // time looking for a better move.
158   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
159
160   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
161   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
162   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
163   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
164
165   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
166   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
167   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
168
169   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
170   // understand their precise meaning.
171   const bool PruneEscapeMoves    = false;
172   const bool PruneDefendingMoves = false;
173   const bool PruneBlockingMoves  = false;
174
175   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
176   // and near frontier nodes.
177   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
178
179   // Each move futility margin is decreased
180   const Value IncrementalFutilityMargin = Value(0x8);
181
182   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
183   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
184   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
185                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
186   // Razoring
187   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
188
189   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
190   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
191
192   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
193   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
194
195
196   /// Variables initialized by UCI options
197
198   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
199   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
200
201   // Depth limit for use of dynamic threat detection
202   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
203
204   // Last seconds noise filtering (LSN)
205   const bool UseLSNFiltering = true;
206   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
207   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
208   bool loseOnTime = false;
209
210   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
211   // There is heavy SMP read access on these arrays
212   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
213   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
214
215   // Iteration counters
216   int Iteration;
217   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
218
219   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
220   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
221   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
222
223   // MultiPV mode
224   int MultiPV;
225
226   // Time managment variables
227   int SearchStartTime;
228   int MaxNodes, MaxDepth;
229   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
230   int RootMoveNumber;
231   bool InfiniteSearch;
232   bool PonderSearch;
233   bool StopOnPonderhit;
234   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
235   bool Quit;
236   bool FailHigh;
237   bool FailLow;
238   bool Problem;
239
240   // Show current line?
241   bool ShowCurrentLine;
242
243   // Log file
244   bool UseLogFile;
245   std::ofstream LogFile;
246
247   // MP related variables
248   int ActiveThreads = 1;
249   Depth MinimumSplitDepth;
250   int MaxThreadsPerSplitPoint;
251   Thread Threads[THREAD_MAX];
252   Lock MPLock;
253   Lock IOLock;
254   bool AllThreadsShouldExit = false;
255   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
256   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
257   bool Idle = true;
258
259 #if !defined(_MSC_VER)
260   pthread_cond_t WaitCond;
261   pthread_mutex_t WaitLock;
262 #else
263   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
264 #endif
265
266   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
267   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
268   int NodesSincePoll;
269   int NodesBetweenPolls = 30000;
270
271   // History table
272   History H;
273
274
275   /// Functions
276
277   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
278   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
279   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
280   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move forbiddenMove = MOVE_NONE);
281   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
282   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
283   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
284   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
285   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
286   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
287   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
288   bool value_is_mate(Value value);
289   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
290   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
291   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
292   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
293   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
294   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
295   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
296
297   bool fail_high_ply_1();
298   int current_search_time();
299   int nps();
300   void poll();
301   void ponderhit();
302   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
303   void wait_for_stop_or_ponderhit();
304   void init_ss_array(SearchStack ss[]);
305
306   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
307   void init_split_point_stack();
308   void destroy_split_point_stack();
309   bool thread_should_stop(int threadID);
310   bool thread_is_available(int slave, int master);
311   bool idle_thread_exists(int master);
312   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
313              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
314              const Value futilityValue, const Value approximateValue,
315              Depth depth, int *moves,
316              MovePicker *mp, int master, bool pvNode);
317   void wake_sleeping_threads();
318
319 #if !defined(_MSC_VER)
320   void *init_thread(void *threadID);
321 #else
322   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
323 #endif
324
325 }
326
327
328 ////
329 //// Functions
330 ////
331
332
333 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the
334 /// legal moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
335
336 int perft(Position& pos, Depth depth)
337 {
338     Move move;
339     int sum = 0;
340     MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
341
342     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
343     // the moves, just to count them.
344     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
345     {
346         while (mp.get_next_move()) sum++;
347         return sum;
348     }
349
350     // Loop through all legal moves
351     CheckInfo ci(pos);
352     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
353     {
354         StateInfo st;
355         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
356         sum += perft(pos, depth - OnePly);
357         pos.undo_move(move);
358     }
359     return sum;
360 }
361
362
363 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
364 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
365 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
366 /// when a quit command is received during the search.
367
368 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
369            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
370            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
371
372   // Look for a book move
373   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
374   {
375       Move bookMove;
376       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
377           OpeningBook.open("book.bin");
378
379       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
380       if (bookMove != MOVE_NONE)
381       {
382           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
383           return true;
384       }
385   }
386
387   // Initialize global search variables
388   Idle = false;
389   SearchStartTime = get_system_time();
390   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
391   {
392       Threads[i].nodes = 0ULL;
393       Threads[i].failHighPly1 = false;
394   }
395   NodesSincePoll = 0;
396   InfiniteSearch = infinite;
397   PonderSearch = ponder;
398   StopOnPonderhit = false;
399   AbortSearch = false;
400   Quit = false;
401   FailHigh = false;
402   FailLow = false;
403   Problem = false;
404   ExactMaxTime = maxTime;
405
406   // Read UCI option values
407   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
408   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
409   {
410       TT.clear();
411       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
412   }
413
414   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
415   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
416
417   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
418   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
419
420   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
421   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
422
423   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
424   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
425
426   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
427   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
428
429   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
430   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
431
432   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
433   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
434
435   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
436   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
437   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
438
439   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
440   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
441   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
442   if (UseLogFile)
443       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
444
445   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
446   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
447
448   read_weights(pos.side_to_move());
449
450   // Set the number of active threads
451   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
452   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
453   {
454       ActiveThreads = newActiveThreads;
455       init_eval(ActiveThreads);
456   }
457
458   // Wake up sleeping threads
459   wake_sleeping_threads();
460
461   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
462       assert(thread_is_available(i, 0));
463
464   // Set thinking time
465   int myTime = time[side_to_move];
466   int myIncrement = increment[side_to_move];
467
468   if (!movesToGo) // Sudden death time control
469   {
470       if (myIncrement)
471       {
472           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
473           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
474       } else { // Blitz game without increment
475           MaxSearchTime = myTime / 30;
476           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
477       }
478   }
479   else // (x moves) / (y minutes)
480   {
481       if (movesToGo == 1)
482       {
483           MaxSearchTime = myTime / 2;
484           AbsoluteMaxSearchTime =
485              (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
486       } else {
487           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
488           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
489       }
490   }
491
492   if (PonderingEnabled)
493   {
494       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
495       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
496   }
497
498   // Fixed depth or fixed number of nodes?
499   MaxDepth = maxDepth;
500   if (MaxDepth)
501       InfiniteSearch = true; // HACK
502
503   MaxNodes = maxNodes;
504   if (MaxNodes)
505   {
506       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
507       InfiniteSearch = true; // HACK
508   }
509   else if (myTime && myTime < 1000)
510       NodesBetweenPolls = 1000;
511   else if (myTime && myTime < 5000)
512       NodesBetweenPolls = 5000;
513   else
514       NodesBetweenPolls = 30000;
515
516   // Write information to search log file
517   if (UseLogFile)
518       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
519               << "infinite: "  << infinite
520               << " ponder: "   << ponder
521               << " time: "     << myTime
522               << " increment: " << myIncrement
523               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
524
525
526   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
527   //
528   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
529   if (!loseOnTime)
530   {
531       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
532       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
533                     && myTime < LSNTime
534                     && myIncrement == 0
535                     && v < -LSNValue);
536   }
537   else
538   {
539       loseOnTime = false; // reset for next match
540       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
541           ; // wait here
542       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
543   }
544
545   if (UseLogFile)
546       LogFile.close();
547
548   Idle = true;
549   return !Quit;
550 }
551
552
553 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
554 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
555 /// objects.
556
557 void init_threads() {
558
559   volatile int i;
560
561 #if !defined(_MSC_VER)
562   pthread_t pthread[1];
563 #endif
564
565   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
566       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
567
568   // Initialize global locks
569   lock_init(&MPLock, NULL);
570   lock_init(&IOLock, NULL);
571
572   init_split_point_stack();
573
574 #if !defined(_MSC_VER)
575   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
576   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
577 #else
578   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
579       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
580 #endif
581
582   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
583   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
584   {
585       Threads[i].stop = false;
586       Threads[i].workIsWaiting = false;
587       Threads[i].idle = true;
588       Threads[i].running = false;
589   }
590
591   // Launch the helper threads
592   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
593   {
594 #if !defined(_MSC_VER)
595       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
596 #else
597       DWORD iID[1];
598       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
599 #endif
600
601       // Wait until the thread has finished launching
602       while (!Threads[i].running);
603   }
604 }
605
606
607 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
608 /// helper threads exit cleanly.
609
610 void stop_threads() {
611
612   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
613   Idle = false;  // HACK
614   wake_sleeping_threads();
615   AllThreadsShouldExit = true;
616   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
617   {
618       Threads[i].stop = true;
619       while(Threads[i].running);
620   }
621   destroy_split_point_stack();
622 }
623
624
625 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
626 /// the current search.
627
628 int64_t nodes_searched() {
629
630   int64_t result = 0ULL;
631   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
632       result += Threads[i].nodes;
633   return result;
634 }
635
636
637 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
638 // new search from the root.
639 void SearchStack::init(int ply) {
640
641   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
642   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
643   reduction = Depth(0);
644 }
645
646 void SearchStack::initKillers() {
647
648   mateKiller = MOVE_NONE;
649   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
650       killers[i] = MOVE_NONE;
651 }
652
653 namespace {
654
655   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
656   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
657   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
658   // reached.
659
660   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
661
662     Position p(pos);
663     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
664
665     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
666     RootMoveList rml(p, searchMoves);
667
668     // Print RootMoveList c'tor startup scoring to the standard output,
669     // so that we print information also for iteration 1.
670     std::cout << "info depth " << 1 << "\ninfo depth " << 1
671               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
672               << " time " << current_search_time()
673               << " nodes " << nodes_searched()
674               << " nps " << nps()
675               << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
676
677     // Initialize
678     TT.new_search();
679     H.clear();
680     init_ss_array(ss);
681     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
682     Iteration = 1;
683
684     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
685
686     // Iterative deepening loop
687     while (Iteration < PLY_MAX)
688     {
689         // Initialize iteration
690         rml.sort();
691         Iteration++;
692         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
693         if (Iteration <= 5)
694             ExtraSearchTime = 0;
695
696         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
697
698         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
699         Value alpha, beta;
700
701         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
702         {
703             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
704             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
705
706             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
707
708             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
709             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
710         }
711         else
712         {
713             alpha = - VALUE_INFINITE;
714             beta  =   VALUE_INFINITE;
715         }
716
717         // Search to the current depth
718         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
719
720         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
721         // been overwritten during the search.
722         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
723
724         if (AbortSearch)
725             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
726
727         //Save info about search result
728         Value speculatedValue;
729         bool fHigh = false;
730         bool fLow = false;
731         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
732
733         if (value >= beta)
734         {
735             assert(delta > 0);
736
737             fHigh = true;
738             speculatedValue = value + delta;
739             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
740         }
741         else if (value <= alpha)
742         {
743             assert(value == alpha);
744             assert(delta < 0);
745
746             fLow = true;
747             speculatedValue = value + delta;
748             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
749         } else
750             speculatedValue = value;
751
752         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
753         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
754
755         // Erase the easy move if it differs from the new best move
756         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
757             EasyMove = MOVE_NONE;
758
759         Problem = false;
760
761         if (!InfiniteSearch)
762         {
763             // Time to stop?
764             bool stopSearch = false;
765
766             // Stop search early if there is only a single legal move
767             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
768                 stopSearch = true;
769
770             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
771             if (  Iteration >= 6
772                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
773                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
774                 stopSearch = true;
775
776             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
777             int64_t nodes = nodes_searched();
778             if (   Iteration >= 8
779                 && !fLow
780                 && !fHigh
781                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
782                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
783                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
784                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
785                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
786                 stopSearch = true;
787
788             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
789             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
790                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
791                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
792
793             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
794             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
795             // move at the next iteration anyway.
796             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
797                 stopSearch = true;
798
799             if (stopSearch)
800             {
801                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
802                 if (!PonderSearch)
803                     break;
804                 else
805                     StopOnPonderhit = true;
806             }
807         }
808
809         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
810             break;
811     }
812
813     rml.sort();
814
815     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
816     // are told to do so
817     if (PonderSearch)
818         wait_for_stop_or_ponderhit();
819     else
820         // Print final search statistics
821         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
822                   << " nps " << nps()
823                   << " time " << current_search_time()
824                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
825
826     // Print the best move and the ponder move to the standard output
827     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
828     {
829         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
830         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
831     }
832     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
833     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
834         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
835
836     std::cout << std::endl;
837
838     if (UseLogFile)
839     {
840         if (dbg_show_mean)
841             dbg_print_mean(LogFile);
842
843         if (dbg_show_hit_rate)
844             dbg_print_hit_rate(LogFile);
845
846         StateInfo st;
847         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
848                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
849                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
850
851         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
852         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
853                 << std::endl << std::endl;
854     }
855     return rml.get_move_score(0);
856   }
857
858
859   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
860   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
861   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
862   // and prints some information to the standard output.
863
864   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
865
866     Value oldAlpha = alpha;
867     Value value;
868     CheckInfo ci(pos);
869
870     // Loop through all the moves in the root move list
871     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
872     {
873         if (alpha >= beta)
874         {
875             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
876             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
877             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
878             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
879             continue;
880         }
881         int64_t nodes;
882         Move move;
883         StateInfo st;
884         Depth ext, newDepth;
885
886         RootMoveNumber = i + 1;
887         FailHigh = false;
888
889         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
890         // are used to sort the root moves at the next iteration.
891         nodes = nodes_searched();
892
893         // Reset beta cut-off counters
894         BetaCounter.clear();
895
896         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
897         // the standard output.
898         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
899         if (current_search_time() >= 1000)
900             std::cout << "info currmove " << move
901                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
902
903         // Decide search depth for this move
904         bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
905         bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
906         bool dangerous;
907         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
908         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
909
910         // Make the move, and search it
911         pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
912
913         if (i < MultiPV)
914         {
915             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
916             if (MultiPV > 1)
917                 alpha = -VALUE_INFINITE;
918
919             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
920             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
921             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
922             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
923             // current iteration before playing a move.
924             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
925
926             if (Problem && StopOnPonderhit)
927                 StopOnPonderhit = false;
928         }
929         else
930         {
931             if (   newDepth >= 3*OnePly
932                 && i >= MultiPV + LMRPVMoves
933                 && !dangerous
934                 && !captureOrPromotion
935                 && !move_is_castle(move))
936             {
937                 ss[0].reduction = OnePly;
938                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
939             } else
940                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
941
942             if (value > alpha)
943             {
944                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
945                 if (value > alpha)
946                 {
947                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
948                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
949                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
950                     // prematurely during a fail high research.
951                     FailHigh = true;
952                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
953                 }
954             }
955         }
956
957         pos.undo_move(move);
958
959         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
960         // was aborted because the user interrupted the search or because we
961         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
962         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
963         // move and/or PV.
964         if (AbortSearch)
965             break;
966
967         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
968         // sort the root moves at the next iteration.
969         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
970
971         // Remember the beta-cutoff statistics
972         int64_t our, their;
973         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
974         rml.set_beta_counters(i, our, their);
975
976         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
977
978         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
979             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
980         else
981         {
982             // PV move or new best move!
983
984             // Update PV
985             rml.set_move_score(i, value);
986             update_pv(ss, 0);
987             TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
988             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
989
990             if (MultiPV == 1)
991             {
992                 // We record how often the best move has been changed in each
993                 // iteration. This information is used for time managment: When
994                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
995                 if (i > 0)
996                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
997
998                 // Print search information to the standard output
999                 std::cout << "info depth " << Iteration
1000                           << " score " << value_to_string(value)
1001                           << ((value >= beta)?
1002                               " lowerbound" : ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
1003                           << " time " << current_search_time()
1004                           << " nodes " << nodes_searched()
1005                           << " nps " << nps()
1006                           << " pv ";
1007
1008                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
1009                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
1010
1011                 std::cout << std::endl;
1012
1013                 if (UseLogFile)
1014                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value,
1015                                          ((value >= beta)? VALUE_TYPE_LOWER
1016                                           : ((value <= alpha)? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT)),
1017                                          ss[0].pv)
1018                             << std::endl;
1019
1020                 if (value > alpha)
1021                     alpha = value;
1022
1023                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
1024                 // far below the final value from the last iteration.
1025                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
1026                     Problem = false;
1027             }
1028             else // MultiPV > 1
1029             {
1030                 rml.sort_multipv(i);
1031                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1032                 {
1033                     int k;
1034                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1035                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1036                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1037                               << " time " << current_search_time()
1038                               << " nodes " << nodes_searched()
1039                               << " nps " << nps()
1040                               << " pv ";
1041
1042                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1043                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1044
1045                     std::cout << std::endl;
1046                 }
1047                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1048             }
1049         } // New best move case
1050
1051         assert(alpha >= oldAlpha);
1052
1053         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1054     }
1055     return alpha;
1056   }
1057
1058
1059   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1060
1061   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1062                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1063
1064     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1065     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1066     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1067     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1068
1069     Move movesSearched[256];
1070     EvalInfo ei;
1071     StateInfo st;
1072     const TTEntry* tte;
1073     Move ttMove, move;
1074     Depth ext, newDepth;
1075     Value oldAlpha, value;
1076     bool isCheck, mateThreat, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1077     int moveCount = 0;
1078     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1079
1080     if (depth < OnePly)
1081         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1082
1083     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1084     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1085     init_node(ss, ply, threadID);
1086
1087     // After init_node() that calls poll()
1088     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1089         return Value(0);
1090
1091     if (pos.is_draw())
1092         return VALUE_DRAW;
1093
1094     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1095         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1096
1097     // Mate distance pruning
1098     oldAlpha = alpha;
1099     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1100     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1101     if (alpha >= beta)
1102         return alpha;
1103
1104     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1105     // pruning, but only for move ordering.
1106     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1107     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1108
1109     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1110     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1111     {
1112         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1113         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1114     }
1115
1116     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1117     // to search all moves
1118     isCheck = pos.is_check();
1119     mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1120     CheckInfo ci(pos);
1121     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1122
1123     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1124     // occurs.
1125     while (   alpha < beta
1126            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1127            && !thread_should_stop(threadID))
1128     {
1129       assert(move_is_ok(move));
1130
1131       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1132       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1133       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1134
1135       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1136
1137       // Decide the new search depth
1138       ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1139       newDepth = depth - OnePly + ext;
1140
1141       // Make and search the move
1142       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1143
1144       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1145           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1146       else
1147       {
1148         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1149         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1150         if (    depth >= 3*OnePly
1151             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1152             && !dangerous
1153             && !captureOrPromotion
1154             && !move_is_castle(move)
1155             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1156         {
1157             ss[ply].reduction = OnePly;
1158             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1159         }
1160         else
1161             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1162
1163         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1164         {
1165             ss[ply].reduction = Depth(0);
1166             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1167             if (value > alpha && value < beta)
1168             {
1169                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1170                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1171                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1172                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1173                 // result in a big drop in score at the root.
1174                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1175                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1176
1177                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1178                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1179                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1180           }
1181         }
1182       }
1183       pos.undo_move(move);
1184
1185       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1186
1187       // New best move?
1188       if (value > bestValue)
1189       {
1190           bestValue = value;
1191           if (value > alpha)
1192           {
1193               alpha = value;
1194               update_pv(ss, ply);
1195               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1196                   ss[ply].mateKiller = move;
1197           }
1198           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1199           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1200           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1201           if (   ply == 1
1202               && Iteration >= 2
1203               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1204               Problem = true;
1205       }
1206
1207       // Split?
1208       if (   ActiveThreads > 1
1209           && bestValue < beta
1210           && depth >= MinimumSplitDepth
1211           && Iteration <= 99
1212           && idle_thread_exists(threadID)
1213           && !AbortSearch
1214           && !thread_should_stop(threadID)
1215           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE,
1216                    depth, &moveCount, &mp, threadID, true))
1217           break;
1218     }
1219
1220     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1221     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1222     if (moveCount == 0)
1223         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1224
1225     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1226     // history counters, and killer moves.
1227     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1228         return bestValue;
1229
1230     if (bestValue <= oldAlpha)
1231         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1232
1233     else if (bestValue >= beta)
1234     {
1235         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1236         move = ss[ply].pv[ply];
1237         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1238         {
1239             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1240             update_killers(move, ss[ply]);
1241         }
1242         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1243     }
1244     else
1245         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1246
1247     return bestValue;
1248   }
1249
1250
1251   // search() is the search function for zero-width nodes.
1252
1253   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1254                int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move forbiddenMove) {
1255
1256     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1257     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1258     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1259
1260     Move movesSearched[256];
1261     EvalInfo ei;
1262     StateInfo st;
1263     const TTEntry* tte;
1264     Move ttMove, move;
1265     Depth ext, newDepth;
1266     Value approximateEval, nullValue, value, futilityValue, futilityValueScaled;
1267     bool isCheck, useFutilityPruning, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1268     bool mateThreat = false;
1269     int moveCount = 0;
1270     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1271
1272     if (depth < OnePly)
1273         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1274
1275     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1276     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1277     init_node(ss, ply, threadID);
1278
1279     // After init_node() that calls poll()
1280     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1281         return Value(0);
1282
1283     if (pos.is_draw())
1284         return VALUE_DRAW;
1285
1286     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1287         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1288
1289     // Mate distance pruning
1290     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1291         return beta;
1292
1293     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1294         return beta - 1;
1295
1296     // Position key calculation
1297     Key posKey = pos.get_key();
1298
1299     if (forbiddenMove != MOVE_NONE)
1300       posKey ^= Position::zobExclusion;
1301
1302     // Transposition table lookup
1303     tte = TT.retrieve(posKey);
1304     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1305
1306     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1307     {
1308         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1309         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1310     }
1311
1312     approximateEval = quick_evaluate(pos);
1313     isCheck = pos.is_check();
1314
1315     // Null move search
1316     if (    allowNullmove
1317         &&  depth > OnePly
1318         && !isCheck
1319         && !value_is_mate(beta)
1320         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1321         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1322     {
1323         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1324
1325         pos.do_null_move(st);
1326
1327         // Null move dynamic reduction based on depth
1328         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3);
1329
1330         // Null move dynamic reduction based on value
1331         if (approximateEval - beta > PawnValueMidgame)
1332             R++;
1333
1334         nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1335
1336         pos.undo_null_move();
1337
1338         if (nullValue >= beta)
1339         {
1340             if (depth < 6 * OnePly)
1341                 return beta;
1342
1343             // Do zugzwang verification search
1344             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1345             if (v >= beta)
1346                 return beta;
1347         } else {
1348             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1349             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1350             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1351             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1352             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1353             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1354             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1355                 mateThreat = true;
1356
1357             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1358             if (   depth < ThreatDepth
1359                 && ss[ply - 1].reduction
1360                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1361                 return beta - 1;
1362         }
1363     }
1364     // Null move search not allowed, try razoring
1365     else if (   !value_is_mate(beta)
1366              && depth < RazorDepth
1367              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1368              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1369              && ttMove == MOVE_NONE
1370              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1371     {
1372         Value rbeta = beta - RazorMargins[int(depth) - 2];
1373         Value v = qsearch(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
1374         if (v < rbeta)
1375           return v;
1376     }
1377
1378     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1379     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1380         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1381     {
1382         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1383         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1384     }
1385
1386     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1387     // to search all moves.
1388     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1389     CheckInfo ci(pos);
1390     futilityValue = VALUE_NONE;
1391     useFutilityPruning = depth < SelectiveDepth && !isCheck;
1392
1393     // Avoid calling evaluate() if we already have the score in TT
1394     if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1395         futilityValue = value_from_tt(tte->value(), ply) + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1396
1397     // Move count pruning limit
1398     const int MCLimit = 3 + (1 << (3*int(depth)/8));
1399
1400     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1401     // occurs.
1402     while (   bestValue < beta
1403            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1404            && !thread_should_stop(threadID))
1405     {
1406       assert(move_is_ok(move));
1407
1408       if (move == forbiddenMove)
1409           continue;
1410
1411       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1412       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1413       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1414
1415       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1416
1417       // Decide the new search depth
1418       ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1419       newDepth = depth - OnePly + ext;
1420
1421       // Futility pruning
1422       if (    useFutilityPruning
1423           && !dangerous
1424           && !captureOrPromotion
1425           &&  move != ttMove)
1426       {
1427           //std::cout << std::endl;
1428           //for (int d = 2; d < 14; d++)
1429           //    std::cout << d << ", " << 64*(1+bitScanReverse32(d*d)) << std::endl;
1430
1431           //std::cout << std::endl;
1432 /*
1433             64*(1+bitScanReverse32(d*d))
1434
1435             2 -> 256 -  256
1436             3 -> 288 -  320
1437             4 -> 512 -  384
1438             5 -> 544 -  384
1439             6 -> 592 -  448
1440             7 -> 624 -  448
1441             8 -> 672 -  512
1442             9 -> 704 -  512
1443            10 -> 832 -  512
1444            11 -> 864 -  512
1445            12 -> 928 -  576
1446            13 -> 960 -  576
1447
1448             300 + 2*(1 << (3*d/4))
1449
1450             2 -> 256 -  304
1451             3 -> 288 -  308
1452             4 -> 512 -  316
1453             5 -> 544 -  316
1454             6 -> 592 -  332
1455             7 -> 624 -  364
1456             8 -> 672 -  428
1457             9 -> 704 -  428
1458            10 -> 832 -  556
1459            11 -> 864 -  812
1460            12 -> 928 -  1324
1461            13 -> 960 -  1324
1462
1463
1464             3 + (1 << (3*int(depth)/8))
1465
1466             1 * onePly - > moveCount >= 4
1467             2 * onePly - > moveCount >= 5
1468             3 * onePly - > moveCount >= 7
1469             4 * onePly - > moveCount >= 11
1470             5 * onePly - > moveCount >= 11
1471             6 * onePly - > moveCount >= 19
1472             7 * onePly - > moveCount >= 35
1473 */
1474           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1475           if (   moveCount >= MCLimit
1476               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth)
1477               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1478               continue;
1479
1480           // Value based pruning
1481           if (approximateEval < beta)
1482           {
1483               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1484                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1485                                  + 64*(2+bitScanReverse32(int(depth) * int(depth)));
1486
1487               futilityValueScaled = futilityValue - moveCount * IncrementalFutilityMargin;
1488
1489               if (futilityValueScaled < beta)
1490               {
1491                   if (futilityValueScaled > bestValue)
1492                       bestValue = futilityValueScaled;
1493                   continue;
1494               }
1495           }
1496       }
1497
1498       // Make and search the move
1499       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1500
1501       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1502       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1503       if (    depth >= 3*OnePly
1504           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1505           && !dangerous
1506           && !captureOrPromotion
1507           && !move_is_castle(move)
1508           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1509       {
1510           ss[ply].reduction = OnePly;
1511           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1512       }
1513       else
1514         value = beta; // Just to trigger next condition
1515
1516       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1517       {
1518           ss[ply].reduction = Depth(0);
1519           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1520       }
1521       pos.undo_move(move);
1522
1523       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1524
1525       // New best move?
1526       if (value > bestValue)
1527       {
1528         bestValue = value;
1529         if (value >= beta)
1530             update_pv(ss, ply);
1531
1532         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1533             ss[ply].mateKiller = move;
1534       }
1535
1536       // Split?
1537       if (   ActiveThreads > 1
1538           && bestValue < beta
1539           && depth >= MinimumSplitDepth
1540           && Iteration <= 99
1541           && idle_thread_exists(threadID)
1542           && !AbortSearch
1543           && !thread_should_stop(threadID)
1544           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval,
1545                    depth, &moveCount, &mp, threadID, false))
1546         break;
1547     }
1548
1549     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1550     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1551     if (moveCount == 0)
1552         return (forbiddenMove == MOVE_NONE ? (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW) : beta - 1);
1553
1554     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1555     // history counters, and killer moves.
1556     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1557         return bestValue;
1558
1559     if (bestValue < beta)
1560         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1561     else
1562     {
1563         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1564         move = ss[ply].pv[ply];
1565         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1566         {
1567             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1568             update_killers(move, ss[ply]);
1569         }
1570         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1571     }
1572
1573     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1574
1575     return bestValue;
1576   }
1577
1578
1579   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1580   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1581   // less than OnePly).
1582
1583   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1584                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1585
1586     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1587     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1588     assert(depth <= 0);
1589     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1590     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1591
1592     EvalInfo ei;
1593     StateInfo st;
1594     Move ttMove, move;
1595     Value staticValue, bestValue, value, futilityValue;
1596     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck;
1597     const TTEntry* tte = NULL;
1598     int moveCount = 0;
1599     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1600
1601     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1602     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1603     init_node(ss, ply, threadID);
1604
1605     // After init_node() that calls poll()
1606     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1607         return Value(0);
1608
1609     if (pos.is_draw())
1610         return VALUE_DRAW;
1611
1612     // Transposition table lookup, only when not in PV
1613     if (!pvNode)
1614     {
1615         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1616         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1617         {
1618             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1619
1620             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1621         }
1622     }
1623     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1624
1625     // Evaluate the position statically
1626     isCheck = pos.is_check();
1627     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1628
1629     if (isCheck)
1630         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1631
1632     else if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1633     {
1634         // Use the cached evaluation score if possible
1635         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1636
1637         staticValue = tte->value();
1638     }
1639     else
1640         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1641
1642     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1643         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1644
1645     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1646     // at least beta.
1647     bestValue = staticValue;
1648
1649     if (bestValue >= beta)
1650     {
1651         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1652         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1653             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1654
1655         return bestValue;
1656     }
1657
1658     if (bestValue > alpha)
1659         alpha = bestValue;
1660
1661     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1662     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1663     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1664     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1665     CheckInfo ci(pos);
1666     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1667
1668     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1669     // occurs.
1670     while (   alpha < beta
1671            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1672     {
1673       assert(move_is_ok(move));
1674
1675       moveCount++;
1676       ss[ply].currentMove = move;
1677
1678       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1679
1680       // Futility pruning
1681       if (   enoughMaterial
1682           && !isCheck
1683           && !pvNode
1684           && !moveIsCheck
1685           &&  move != ttMove
1686           && !move_is_promotion(move)
1687           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1688       {
1689           futilityValue =  staticValue
1690                          + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1691                                pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1692                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1693                          + FutilityMarginQS
1694                          + ei.futilityMargin;
1695
1696           if (futilityValue < alpha)
1697           {
1698               if (futilityValue > bestValue)
1699                   bestValue = futilityValue;
1700               continue;
1701           }
1702       }
1703
1704       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1705       if (   !isCheck
1706           &&  move != ttMove
1707           && !move_is_promotion(move)
1708           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1709           continue;
1710
1711       // Make and search the move
1712       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1713       value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1714       pos.undo_move(move);
1715
1716       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1717
1718       // New best move?
1719       if (value > bestValue)
1720       {
1721           bestValue = value;
1722           if (value > alpha)
1723           {
1724               alpha = value;
1725               update_pv(ss, ply);
1726           }
1727        }
1728     }
1729
1730     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1731     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1732     if (!moveCount && pos.is_check()) // Mate!
1733         return value_mated_in(ply);
1734
1735     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1736
1737     // Update transposition table
1738     move = ss[ply].pv[ply];
1739     if (!pvNode)
1740     {
1741         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation of
1742         // the node, so keep this info to avoid a future costly evaluation() call.
1743         ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
1744         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1745
1746         if (bestValue < beta)
1747             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
1748         else
1749             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move);
1750     }
1751
1752     // Update killers only for good check moves
1753     if (alpha >= beta && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1754         update_killers(move, ss[ply]);
1755
1756     return bestValue;
1757   }
1758
1759
1760   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1761   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1762   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1763   // table, done a null move search, and searched the first move before
1764   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1765   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1766   // care of after we return from the split point.
1767
1768   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1769
1770     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1771     assert(ActiveThreads > 1);
1772
1773     Position pos = Position(sp->pos);
1774     CheckInfo ci(pos);
1775     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1776     Value value;
1777     Move move;
1778     bool isCheck = pos.is_check();
1779     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1780                               && !isCheck;
1781
1782     while (    sp->bestValue < sp->beta
1783            && !thread_should_stop(threadID)
1784            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1785     {
1786       assert(move_is_ok(move));
1787
1788       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1789       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1790
1791       lock_grab(&(sp->lock));
1792       int moveCount = ++sp->moves;
1793       lock_release(&(sp->lock));
1794
1795       ss[sp->ply].currentMove = move;
1796
1797       // Decide the new search depth.
1798       bool dangerous;
1799       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1800       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1801
1802       // Prune?
1803       if (    useFutilityPruning
1804           && !dangerous
1805           && !captureOrPromotion)
1806       {
1807           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1808           if (   moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1809               && ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth)
1810               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1811               continue;
1812
1813           // Value based pruning
1814           if (sp->approximateEval < sp->beta)
1815           {
1816               if (sp->futilityValue == VALUE_NONE)
1817               {
1818                   EvalInfo ei;
1819                   sp->futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1820                                     + FutilityMargins[int(sp->depth) - 2];
1821               }
1822
1823               if (sp->futilityValue < sp->beta)
1824               {
1825                   if (sp->futilityValue > sp->bestValue) // Less then 1% of cases
1826                   {
1827                       lock_grab(&(sp->lock));
1828                       if (sp->futilityValue > sp->bestValue)
1829                           sp->bestValue = sp->futilityValue;
1830                       lock_release(&(sp->lock));
1831                   }
1832                   continue;
1833               }
1834           }
1835       }
1836
1837       // Make and search the move.
1838       StateInfo st;
1839       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1840
1841       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1842       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1843       if (   !dangerous
1844           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1845           && !captureOrPromotion
1846           && !move_is_castle(move)
1847           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1848       {
1849           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1850           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1851       }
1852       else
1853           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1854
1855       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1856       {
1857           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1858           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1859       }
1860       pos.undo_move(move);
1861
1862       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1863
1864       if (thread_should_stop(threadID))
1865           break;
1866
1867       // New best move?
1868       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
1869       {
1870           lock_grab(&(sp->lock));
1871           if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1872           {
1873               sp->bestValue = value;
1874               if (sp->bestValue >= sp->beta)
1875               {
1876                   sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1877                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1878                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1879                           Threads[i].stop = true;
1880
1881                   sp->finished = true;
1882               }
1883           }
1884           lock_release(&(sp->lock));
1885       }
1886     }
1887
1888     lock_grab(&(sp->lock));
1889
1890     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1891     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1892     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1893         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1894             if (sp->slaves[i])
1895                 Threads[i].stop = true;
1896
1897     sp->cpus--;
1898     sp->slaves[threadID] = 0;
1899
1900     lock_release(&(sp->lock));
1901   }
1902
1903
1904   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1905   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1906   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1907   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1908   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1909   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1910   // after we return from the split point.
1911
1912   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1913
1914     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1915     assert(ActiveThreads > 1);
1916
1917     Position pos = Position(sp->pos);
1918     CheckInfo ci(pos);
1919     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1920     Value value;
1921     Move move;
1922
1923     while (    sp->alpha < sp->beta
1924            && !thread_should_stop(threadID)
1925            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1926     {
1927       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1928       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1929
1930       assert(move_is_ok(move));
1931
1932       lock_grab(&(sp->lock));
1933       int moveCount = ++sp->moves;
1934       lock_release(&(sp->lock));
1935
1936       ss[sp->ply].currentMove = move;
1937
1938       // Decide the new search depth.
1939       bool dangerous;
1940       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1941       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1942
1943       // Make and search the move.
1944       StateInfo st;
1945       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1946
1947       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1948       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1949       if (   !dangerous
1950           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1951           && !captureOrPromotion
1952           && !move_is_castle(move)
1953           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1954       {
1955           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1956           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1957       }
1958       else
1959           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1960
1961       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1962       {
1963           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1964           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1965
1966           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1967           {
1968               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1969               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1970               // time managment: We don't want to stop the search early in
1971               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1972               // result in a big drop in score at the root.
1973               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1974                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1975
1976               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1977               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1978         }
1979       }
1980       pos.undo_move(move);
1981
1982       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1983
1984       if (thread_should_stop(threadID))
1985           break;
1986
1987       // New best move?
1988       lock_grab(&(sp->lock));
1989       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1990       {
1991           sp->bestValue = value;
1992           if (value > sp->alpha)
1993           {
1994               sp->alpha = value;
1995               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1996               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1997                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1998
1999               if (value >= sp->beta)
2000               {
2001                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2002                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
2003                           Threads[i].stop = true;
2004
2005                   sp->finished = true;
2006               }
2007         }
2008         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
2009         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
2010         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
2011         if (   sp->ply == 1
2012             && Iteration >= 2
2013             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
2014             Problem = true;
2015       }
2016       lock_release(&(sp->lock));
2017     }
2018
2019     lock_grab(&(sp->lock));
2020
2021     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
2022     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
2023     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
2024         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2025             if (sp->slaves[i])
2026                 Threads[i].stop = true;
2027
2028     sp->cpus--;
2029     sp->slaves[threadID] = 0;
2030
2031     lock_release(&(sp->lock));
2032   }
2033
2034   /// The BetaCounterType class
2035
2036   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
2037
2038   void BetaCounterType::clear() {
2039
2040     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2041         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2042   }
2043
2044   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
2045
2046     // Weighted count based on depth
2047     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
2048   }
2049
2050   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
2051
2052     our = their = 0UL;
2053     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2054     {
2055         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
2056         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2057     }
2058   }
2059
2060
2061   /// The RootMove class
2062
2063   // Constructor
2064
2065   RootMove::RootMove() {
2066     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
2067   }
2068
2069   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
2070   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
2071   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
2072   // have equal score but m1 has the higher node count.
2073
2074   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
2075
2076     if (score != m.score)
2077         return (score < m.score);
2078
2079     return theirBeta <= m.theirBeta;
2080   }
2081
2082   /// The RootMoveList class
2083
2084   // Constructor
2085
2086   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2087
2088     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2089     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2090
2091     // Generate all legal moves
2092     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2093
2094     // Add each move to the moves[] array
2095     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2096     {
2097         bool includeMove = includeAllMoves;
2098
2099         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2100             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2101
2102         if (!includeMove)
2103             continue;
2104
2105         // Find a quick score for the move
2106         StateInfo st;
2107         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2108         init_ss_array(ss);
2109
2110         moves[count].move = cur->move;
2111         pos.do_move(moves[count].move, st);
2112         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
2113         pos.undo_move(moves[count].move);
2114         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
2115         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
2116         count++;
2117     }
2118     sort();
2119   }
2120
2121
2122   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
2123
2124   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
2125     return moves[moveNum].move;
2126   }
2127
2128   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
2129     return moves[moveNum].score;
2130   }
2131
2132   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2133     moves[moveNum].score = score;
2134   }
2135
2136   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2137     moves[moveNum].nodes = nodes;
2138     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2139   }
2140
2141   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2142     moves[moveNum].ourBeta = our;
2143     moves[moveNum].theirBeta = their;
2144   }
2145
2146   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2147     int j;
2148     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2149       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2150     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2151   }
2152
2153   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2154     return moves[moveNum].pv[i];
2155   }
2156
2157   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2158     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2159   }
2160
2161   inline int RootMoveList::move_count() const {
2162     return count;
2163   }
2164
2165
2166   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2167   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2168   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2169   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2170   // important that this function is called at the right moment:  The code
2171   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2172   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2173
2174   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2175
2176     assert(count);
2177
2178     if (count == 1)
2179         return get_move(0);
2180
2181     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2182     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2183         return get_move(0);
2184
2185     return MOVE_NONE;
2186   }
2187
2188   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2189   // iteration.
2190
2191   inline void RootMoveList::sort() {
2192
2193     sort_multipv(count - 1); // all items
2194   }
2195
2196
2197   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2198   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2199   // correctly in MultiPV mode.
2200
2201   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2202
2203     for (int i = 1; i <= n; i++)
2204     {
2205       RootMove rm = moves[i];
2206       int j;
2207       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2208           moves[j] = moves[j-1];
2209       moves[j] = rm;
2210     }
2211   }
2212
2213
2214   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2215   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2216   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2217   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2218   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2219
2220   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2221
2222     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2223     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2224
2225     Threads[threadID].nodes++;
2226
2227     if (threadID == 0)
2228     {
2229         NodesSincePoll++;
2230         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2231         {
2232             poll();
2233             NodesSincePoll = 0;
2234         }
2235     }
2236     ss[ply].init(ply);
2237     ss[ply+2].initKillers();
2238
2239     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2240         print_current_line(ss, ply, threadID);
2241   }
2242
2243
2244   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2245   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2246   // node.
2247
2248   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2249     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2250
2251     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2252     int p;
2253     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2254       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2255     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2256   }
2257
2258
2259   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2260   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2261   // the PV at the parent node.
2262
2263   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2264     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2265
2266     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2267     int p;
2268     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2269       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2270     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2271   }
2272
2273
2274   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2275   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2276   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2277   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2278   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2279
2280   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2281
2282     Square f1, t1, f2, t2;
2283     Piece p;
2284
2285     assert(move_is_ok(m1));
2286     assert(move_is_ok(m2));
2287
2288     if (m2 == MOVE_NONE)
2289         return false;
2290
2291     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2292     f2 = move_from(m2);
2293     t1 = move_to(m1);
2294     if (f2 == t1)
2295         return true;
2296
2297     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2298     t2 = move_to(m2);
2299     f1 = move_from(m1);
2300     if (t2 == f1)
2301         return true;
2302
2303     // Case 3: Moving through the vacated square
2304     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2305         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2306       return true;
2307
2308     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2309     p = pos.piece_on(t1);
2310     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
2311         return true;
2312
2313     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2314     if (   piece_is_slider(p)
2315         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2316         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2317     {
2318         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2319         Color us = pos.side_to_move();
2320         Square ksq = pos.king_square(us);
2321         clear_bit(&occ, f2);
2322         if (type_of_piece(p) == BISHOP)
2323         {
2324             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2325                 return true;
2326         }
2327         else if (type_of_piece(p) == ROOK)
2328         {
2329             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2330                 return true;
2331         }
2332         else
2333         {
2334             assert(type_of_piece(p) == QUEEN);
2335             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2336                 return true;
2337         }
2338     }
2339     return false;
2340   }
2341
2342
2343   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2344   // eventually compensated for the ply.
2345
2346   bool value_is_mate(Value value) {
2347
2348     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2349
2350     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2351           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2352   }
2353
2354
2355   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2356   // killer moves of that ply.
2357
2358   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2359
2360       const Move* k = ss.killers;
2361       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2362           if (*k == m)
2363               return true;
2364
2365       return false;
2366   }
2367
2368
2369   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2370   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2371   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2372   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2373   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2374   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2375
2376   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool captureOrPromotion,
2377                   bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2378
2379     assert(m != MOVE_NONE);
2380
2381     Depth result = Depth(0);
2382     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2383
2384     if (*dangerous)
2385     {
2386         if (check)
2387             result += CheckExtension[pvNode];
2388
2389         if (singleReply)
2390             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2391
2392         if (mateThreat)
2393             result += MateThreatExtension[pvNode];
2394     }
2395
2396     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2397     {
2398         Color c = pos.side_to_move();
2399         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
2400         {
2401             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2402             *dangerous = true;
2403         }
2404         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
2405         {
2406             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2407             *dangerous = true;
2408         }
2409     }
2410
2411     if (   captureOrPromotion
2412         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2413         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2414             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2415         && !move_is_promotion(m)
2416         && !move_is_ep(m))
2417     {
2418         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2419         *dangerous = true;
2420     }
2421
2422     if (   pvNode
2423         && captureOrPromotion
2424         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2425         && pos.see_sign(m) >= 0)
2426     {
2427         result += OnePly/2;
2428         *dangerous = true;
2429     }
2430
2431     return Min(result, OnePly);
2432   }
2433
2434
2435   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2436   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2437   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2438   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2439   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2440   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2441   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2442
2443   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2444
2445     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2446   }
2447
2448
2449   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2450   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2451   // candidates for pruning.
2452
2453   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2454
2455     assert(move_is_ok(m));
2456     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2457     assert(!pos.move_is_check(m));
2458     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
2459     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2460     assert(d >= OnePly);
2461
2462     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2463
2464     mfrom = move_from(m);
2465     mto = move_to(m);
2466     tfrom = move_from(threat);
2467     tto = move_to(threat);
2468
2469     // Case 1: Castling moves are never pruned
2470     if (move_is_castle(m))
2471         return false;
2472
2473     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2474     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2475         return false;
2476
2477     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2478     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2479     if (   !PruneDefendingMoves
2480         && threat != MOVE_NONE
2481         && pos.move_is_capture(threat)
2482         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2483             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2484         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2485         return false;
2486
2487     // Case 4: Don't prune moves with good history
2488     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2489         return false;
2490
2491     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2492     // prune safe moves which block its ray.
2493     if (  !PruneBlockingMoves
2494         && threat != MOVE_NONE
2495         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2496         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2497         && pos.see_sign(m) >= 0)
2498         return false;
2499
2500     return true;
2501   }
2502
2503
2504   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2505   // can be used at a given point in search.
2506
2507   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2508
2509     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2510
2511     return   (   tte->depth() >= depth
2512               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2513               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2514
2515           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2516               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2517   }
2518
2519
2520   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2521   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2522
2523   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2524                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2525
2526     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2527
2528     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2529     {
2530         assert(m != movesSearched[i]);
2531         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(movesSearched[i]))
2532             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2533     }
2534   }
2535
2536
2537   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2538   // among the killer moves of that ply.
2539
2540   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2541
2542     if (m == ss.killers[0])
2543         return;
2544
2545     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2546         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2547
2548     ss.killers[0] = m;
2549   }
2550
2551
2552   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2553   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2554   // is used for time managment.
2555
2556   bool fail_high_ply_1() {
2557
2558     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2559         if (Threads[i].failHighPly1)
2560             return true;
2561
2562     return false;
2563   }
2564
2565
2566   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2567   // since the beginning of the current search.
2568
2569   int current_search_time() {
2570     return get_system_time() - SearchStartTime;
2571   }
2572
2573
2574   // nps() computes the current nodes/second count.
2575
2576   int nps() {
2577     int t = current_search_time();
2578     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2579   }
2580
2581
2582   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2583   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2584   // search.
2585
2586   void poll() {
2587
2588     static int lastInfoTime;
2589     int t = current_search_time();
2590
2591     //  Poll for input
2592     if (Bioskey())
2593     {
2594         // We are line oriented, don't read single chars
2595         std::string command;
2596         if (!std::getline(std::cin, command))
2597             command = "quit";
2598
2599         if (command == "quit")
2600         {
2601             AbortSearch = true;
2602             PonderSearch = false;
2603             Quit = true;
2604             return;
2605         }
2606         else if (command == "stop")
2607         {
2608             AbortSearch = true;
2609             PonderSearch = false;
2610         }
2611         else if (command == "ponderhit")
2612             ponderhit();
2613     }
2614     // Print search information
2615     if (t < 1000)
2616         lastInfoTime = 0;
2617
2618     else if (lastInfoTime > t)
2619         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2620         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2621         lastInfoTime = 0;
2622
2623     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2624     {
2625         lastInfoTime = t;
2626         lock_grab(&IOLock);
2627         if (dbg_show_mean)
2628             dbg_print_mean();
2629
2630         if (dbg_show_hit_rate)
2631             dbg_print_hit_rate();
2632
2633         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2634                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2635         lock_release(&IOLock);
2636         if (ShowCurrentLine)
2637             Threads[0].printCurrentLine = true;
2638     }
2639     // Should we stop the search?
2640     if (PonderSearch)
2641         return;
2642
2643     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2644                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2645                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2646                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2647
2648     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2649         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2650         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2651         AbortSearch = true;
2652   }
2653
2654
2655   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2656   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2657   // it correctly predicted the opponent's move.
2658
2659   void ponderhit() {
2660
2661     int t = current_search_time();
2662     PonderSearch = false;
2663     if (Iteration >= 3 &&
2664        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2665                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2666                             (RootMoveNumber == 1 &&
2667                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2668                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2669                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2670       AbortSearch = true;
2671   }
2672
2673
2674   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2675   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2676
2677   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2678
2679     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2680     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2681
2682     if (!Threads[threadID].idle)
2683     {
2684         lock_grab(&IOLock);
2685         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2686         for (int p = 0; p < ply; p++)
2687             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2688
2689         std::cout << std::endl;
2690         lock_release(&IOLock);
2691     }
2692     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2693     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2694         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2695   }
2696
2697
2698   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2699
2700   void init_ss_array(SearchStack ss[]) {
2701
2702     for (int i = 0; i < 3; i++)
2703     {
2704         ss[i].init(i);
2705         ss[i].initKillers();
2706     }
2707   }
2708
2709
2710   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2711   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2712   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2713   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2714   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2715   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2716
2717   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2718
2719     std::string command;
2720
2721     while (true)
2722     {
2723         if (!std::getline(std::cin, command))
2724             command = "quit";
2725
2726         if (command == "quit")
2727         {
2728             Quit = true;
2729             break;
2730         }
2731         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2732             break;
2733     }
2734   }
2735
2736
2737   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2738   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2739   // object for which the current thread is the master.
2740
2741   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2742     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2743
2744     Threads[threadID].running = true;
2745
2746     while(true) {
2747       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2748         break;
2749
2750       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2751       // of wasting CPU time polling for work:
2752       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2753 #if !defined(_MSC_VER)
2754         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2755         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2756           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2757         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2758 #else
2759         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2760 #endif
2761       }
2762
2763       // If this thread has been assigned work, launch a search
2764       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2765         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2766         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2767           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2768         else
2769           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2770         Threads[threadID].idle = true;
2771       }
2772
2773       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2774       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2775       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2776         return;
2777     }
2778
2779     Threads[threadID].running = false;
2780   }
2781
2782
2783   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2784   // initializes all split point objects.
2785
2786   void init_split_point_stack() {
2787     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2788       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2789         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2790         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2791       }
2792   }
2793
2794
2795   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2796   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2797
2798   void destroy_split_point_stack() {
2799     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2800       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2801         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2802   }
2803
2804
2805   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2806   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2807   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2808   // some ancestor of the current split point.
2809
2810   bool thread_should_stop(int threadID) {
2811     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2812
2813     SplitPoint* sp;
2814
2815     if(Threads[threadID].stop)
2816       return true;
2817     if(ActiveThreads <= 2)
2818       return false;
2819     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2820       if(sp->finished) {
2821         Threads[threadID].stop = true;
2822         return true;
2823       }
2824     return false;
2825   }
2826
2827
2828   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2829   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2830   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2831   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2832   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2833   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2834   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2835
2836   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2837     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2838     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2839     assert(ActiveThreads > 1);
2840
2841     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2842       return false;
2843
2844     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2845       // No active split points means that the thread is available as a slave
2846       // for any other thread.
2847       return true;
2848
2849     if(ActiveThreads == 2)
2850       return true;
2851
2852     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2853     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2854       return true;
2855
2856     return false;
2857   }
2858
2859
2860   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2861   // a slave for the thread with threadID "master".
2862
2863   bool idle_thread_exists(int master) {
2864     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2865     assert(ActiveThreads > 1);
2866
2867     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2868       if(thread_is_available(i, master))
2869         return true;
2870     return false;
2871   }
2872
2873
2874   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2875   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2876   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2877   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2878   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2879   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2880   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2881   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2882   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2883   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2884   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2885
2886   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2887              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
2888              const Value approximateEval, Depth depth, int* moves,
2889              MovePicker* mp, int master, bool pvNode) {
2890
2891     assert(p.is_ok());
2892     assert(sstck != NULL);
2893     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2894     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2895     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2896     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2897     assert(depth > Depth(0));
2898     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2899     assert(ActiveThreads > 1);
2900
2901     SplitPoint* splitPoint;
2902     int i;
2903
2904     lock_grab(&MPLock);
2905
2906     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2907     // active split points, don't split.
2908     if(!idle_thread_exists(master) ||
2909        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2910       lock_release(&MPLock);
2911       return false;
2912     }
2913
2914     // Pick the next available split point object from the split point stack
2915     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2916     Threads[master].activeSplitPoints++;
2917
2918     // Initialize the split point object
2919     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2920     splitPoint->finished = false;
2921     splitPoint->ply = ply;
2922     splitPoint->depth = depth;
2923     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2924     splitPoint->beta = *beta;
2925     splitPoint->pvNode = pvNode;
2926     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2927     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
2928     splitPoint->approximateEval = approximateEval;
2929     splitPoint->master = master;
2930     splitPoint->mp = mp;
2931     splitPoint->moves = *moves;
2932     splitPoint->cpus = 1;
2933     splitPoint->pos.copy(p);
2934     splitPoint->parentSstack = sstck;
2935     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2936       splitPoint->slaves[i] = 0;
2937
2938     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2939     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2940     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2941
2942     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2943     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2944         i++)
2945       if(thread_is_available(i, master)) {
2946         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2947         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2948         splitPoint->slaves[i] = 1;
2949         splitPoint->cpus++;
2950       }
2951
2952     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2953     // their idle loop.
2954     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2955       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2956         Threads[i].workIsWaiting = true;
2957         Threads[i].idle = false;
2958         Threads[i].stop = false;
2959       }
2960
2961     lock_release(&MPLock);
2962
2963     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2964     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2965     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2966     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2967     // loop when all threads have finished their work at this split point
2968     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2969     idle_loop(master, splitPoint);
2970
2971     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2972     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2973     lock_grab(&MPLock);
2974     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2975     *beta = splitPoint->beta;
2976     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2977     Threads[master].stop = false;
2978     Threads[master].idle = false;
2979     Threads[master].activeSplitPoints--;
2980     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2981     lock_release(&MPLock);
2982
2983     return true;
2984   }
2985
2986
2987   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2988   // to start a new search from the root.
2989
2990   void wake_sleeping_threads() {
2991     if(ActiveThreads > 1) {
2992       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2993         Threads[i].idle = true;
2994         Threads[i].workIsWaiting = false;
2995       }
2996 #if !defined(_MSC_VER)
2997       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2998       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2999       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
3000 #else
3001       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
3002         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
3003 #endif
3004     }
3005   }
3006
3007
3008   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
3009   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
3010   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
3011   // and one for Windows threads.
3012
3013 #if !defined(_MSC_VER)
3014
3015   void *init_thread(void *threadID) {
3016     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
3017     return NULL;
3018   }
3019
3020 #else
3021
3022   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
3023     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
3024     return NULL;
3025   }
3026
3027 #endif
3028
3029 }