Rename MaxSearchTime and AbsoluteMaxSearchTime
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   /// Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79     void incrementBetaCounter(Color us, Depth d, int threadID) { threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d); }
80
81     void resetNodeCounters();
82     void resetBetaCounters();
83     int64_t nodes_searched() const;
84     void get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const;
85     bool available_thread_exists(int master) const;
86     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
87     bool thread_should_stop(int threadID) const;
88     void wake_sleeping_threads();
89     void put_threads_to_sleep();
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     friend void poll();
98
99     int ActiveThreads;
100     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
101     Thread threads[MAX_THREADS];
102
103     Lock MPLock, WaitLock;
104
105 #if !defined(_MSC_VER)
106     pthread_cond_t WaitCond;
107 #else
108     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
109 #endif
110
111   };
112
113
114   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
115   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
116   // in the case of moves which fail low).
117
118   struct RootMove {
119
120     RootMove() { nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL; }
121
122     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
123     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
124     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
125     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
126     bool operator<(const RootMove& m) const {
127
128         return score != m.score ? score < m.score : theirBeta <= m.theirBeta;
129     }
130
131     Move move;
132     Value score;
133     int64_t nodes, cumulativeNodes, ourBeta, theirBeta;
134     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
135   };
136
137
138   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
139   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
140
141   class RootMoveList {
142
143   public:
144     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
145
146     int move_count() const { return count; }
147     Move get_move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
148     Value get_move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
149     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
150     Move get_move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
151     int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].cumulativeNodes; }
152
153     void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
154     void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
155     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
156     void sort();
157     void sort_multipv(int n);
158
159   private:
160     static const int MaxRootMoves = 500;
161     RootMove moves[MaxRootMoves];
162     int count;
163   };
164
165
166   /// Adjustments
167
168   // Step 6. Razoring
169
170   // Maximum depth for razoring
171   const Depth RazorDepth = 4 * OnePly;
172
173   // Dynamic razoring margin based on depth
174   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
175
176   // Step 8. Null move search with verification search
177
178   // Null move margin. A null move search will not be done if the static
179   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
180   const Value NullMoveMargin = Value(0x200);
181
182   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
183   const Depth ThreatDepth = 5 * OnePly;
184
185   // Step 9. Internal iterative deepening
186
187   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
188   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 5 * OnePly /* PV */};
189
190   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
191   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
192   const Value IIDMargin = Value(0x100);
193
194   // Step 11. Decide the new search depth
195
196   // Extensions. Configurable UCI options
197   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
198   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
199   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
200
201   // Minimum depth for use of singular extension
202   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 7 * OnePly /* non-PV */, 6 * OnePly /* PV */};
203
204   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
205   // remaining ones we will extend it.
206   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
207
208   // Step 12. Futility pruning
209
210   // Futility margin for quiescence search
211   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
212
213   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
214   int32_t FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
215   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
216
217   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return Value(d < 7 * OnePly ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE); }
218   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * OnePly ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
219
220   // Step 14. Reduced search
221
222   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
223   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
224
225   template <NodeType PV>
226   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
227
228   // Common adjustments
229
230   // Search depth at iteration 1
231   const Depth InitialDepth = OnePly;
232
233   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
234   // better than the second best move.
235   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
236
237
238   /// Global variables
239
240   // Iteration counter
241   int Iteration;
242
243   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
244   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
245   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
246
247   // Search window management
248   int AspirationDelta;
249
250   // MultiPV mode
251   int MultiPV;
252
253   // Time managment variables
254   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, OptimumSearchTime;
255   int MaximumSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
256   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
257   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
258
259   // Log file
260   bool UseLogFile;
261   std::ofstream LogFile;
262
263   // Multi-threads related variables
264   Depth MinimumSplitDepth;
265   int MaxThreadsPerSplitPoint;
266   ThreadsManager TM;
267
268   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
269   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
270   int NodesSincePoll;
271   int NodesBetweenPolls = 30000;
272
273   // History table
274   History H;
275
276   /// Local functions
277
278   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
279   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
280
281   template <NodeType PvNode>
282   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
283
284   template <NodeType PvNode>
285   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
292
293   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
294   bool value_is_mate(Value value);
295   Value value_to_tt(Value v, int ply);
296   Value value_from_tt(Value v, int ply);
297   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
298   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
299   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
300   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
301   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
302   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
303   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
304
305   int current_search_time();
306   std::string value_to_uci(Value v);
307   int nps();
308   void poll();
309   void ponderhit();
310   void wait_for_stop_or_ponderhit();
311   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
312   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
313   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
314   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
315
316 #if !defined(_MSC_VER)
317   void *init_thread(void *threadID);
318 #else
319   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
320 #endif
321
322 }
323
324
325 ////
326 //// Functions
327 ////
328
329 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
330 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
331
332 void init_threads() { TM.init_threads(); }
333 void exit_threads() { TM.exit_threads(); }
334 int64_t nodes_searched() { return TM.nodes_searched(); }
335
336
337 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
338
339 void init_search() {
340
341   int d;  // depth (OnePly == 2)
342   int hd; // half depth (OnePly == 1)
343   int mc; // moveCount
344
345   // Init reductions array
346   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
347   {
348       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
349       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
350       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
351       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
352   }
353
354   // Init futility margins array
355   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
356       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = 112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45;
357
358   // Init futility move count array
359   for (d = 0; d < 32; d++)
360       FutilityMoveCountArray[d] = 3 + (1 << (3 * d / 8));
361 }
362
363
364 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
365 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
366
367 int perft(Position& pos, Depth depth)
368 {
369     StateInfo st;
370     Move move;
371     int sum = 0;
372     MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, depth, H);
373
374     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
375     // the moves, just to count them.
376     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
377     {
378         while (mp.get_next_move()) sum++;
379         return sum;
380     }
381
382     // Loop through all legal moves
383     CheckInfo ci(pos);
384     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
385     {
386         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
387         sum += perft(pos, depth - OnePly);
388         pos.undo_move(move);
389     }
390     return sum;
391 }
392
393
394 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
395 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
396 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
397 /// when a quit command is received during the search.
398
399 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
400            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
401
402   // Initialize global search variables
403   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
404   OptimumSearchTime = MaximumSearchTime = ExtraSearchTime = 0;
405   NodesSincePoll = 0;
406   TM.resetNodeCounters();
407   SearchStartTime = get_system_time();
408   ExactMaxTime = maxTime;
409   MaxDepth = maxDepth;
410   MaxNodes = maxNodes;
411   InfiniteSearch = infinite;
412   PonderSearch = ponder;
413   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
414
415   // Look for a book move, only during games, not tests
416   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
417   {
418       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
419           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
420
421       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
422       if (bookMove != MOVE_NONE)
423       {
424           if (PonderSearch)
425               wait_for_stop_or_ponderhit();
426
427           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
428           return true;
429       }
430   }
431
432   // Read UCI option values
433   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
434   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
435       TT.clear();
436
437   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
438   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
439   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
440   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
441   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
442   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
443   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
444   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
445   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
446   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
447   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
448   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
449
450   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
451   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
452   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
453   Chess960                = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
454   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
455
456   if (UseLogFile)
457       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
458
459   read_weights(pos.side_to_move());
460
461   // Set the number of active threads
462   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
463   if (newActiveThreads != TM.active_threads())
464   {
465       TM.set_active_threads(newActiveThreads);
466       init_eval(TM.active_threads());
467   }
468
469   // Wake up sleeping threads
470   TM.wake_sleeping_threads();
471
472   // Set thinking time
473   int myTime = time[pos.side_to_move()];
474   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
475   if (UseTimeManagement)
476   {
477       get_search_times(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter(),
478                        &OptimumSearchTime, &MaximumSearchTime);
479
480       if (get_option_value_bool("Ponder"))
481       {
482           OptimumSearchTime += OptimumSearchTime / 4;
483           OptimumSearchTime = Min(OptimumSearchTime, MaximumSearchTime);
484       }
485   }
486
487   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
488   // heavy time pressure.
489   if (MaxNodes)
490       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
491   else if (myTime && myTime < 1000)
492       NodesBetweenPolls = 1000;
493   else if (myTime && myTime < 5000)
494       NodesBetweenPolls = 5000;
495   else
496       NodesBetweenPolls = 30000;
497
498   // Write search information to log file
499   if (UseLogFile)
500       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
501               << "infinite: "  << infinite
502               << " ponder: "   << ponder
503               << " time: "     << myTime
504               << " increment: " << myIncrement
505               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
506
507   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
508   id_loop(pos, searchMoves);
509
510   if (UseLogFile)
511       LogFile.close();
512
513   TM.put_threads_to_sleep();
514
515   return !Quit;
516 }
517
518
519 namespace {
520
521   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
522   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
523   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
524   // reached.
525
526   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
527
528     Position p(pos, pos.thread());
529     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
530     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
531     Move EasyMove = MOVE_NONE;
532     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
533
534     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
535     RootMoveList rml(p, searchMoves);
536
537     // Handle special case of searching on a mate/stale position
538     if (rml.move_count() == 0)
539     {
540         if (PonderSearch)
541             wait_for_stop_or_ponderhit();
542
543         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
544     }
545
546     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
547     // so to output information also for iteration 1.
548     cout << "info depth " << 1
549          << "\ninfo depth " << 1
550          << " score " << value_to_uci(rml.get_move_score(0))
551          << " time " << current_search_time()
552          << " nodes " << TM.nodes_searched()
553          << " nps " << nps()
554          << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
555
556     // Initialize
557     TT.new_search();
558     H.clear();
559     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
560     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
561     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
562     Iteration = 1;
563
564     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
565     if (   rml.move_count() == 1
566         || rml.get_move_score(0) > rml.get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
567         EasyMove = rml.get_move(0);
568
569     // Iterative deepening loop
570     while (Iteration < PLY_MAX)
571     {
572         // Initialize iteration
573         Iteration++;
574         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
575
576         cout << "info depth " << Iteration << endl;
577
578         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
579         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
580         {
581             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
582             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
583
584             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
585             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
586
587             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
588             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
589         }
590
591         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
592         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
593
594         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
595         // been overwritten during the search.
596         insert_pv_in_tt(p, pv);
597
598         if (AbortSearch)
599             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
600
601         //Save info about search result
602         ValueByIteration[Iteration] = value;
603
604         // Drop the easy move if differs from the new best move
605         if (pv[0] != EasyMove)
606             EasyMove = MOVE_NONE;
607
608         if (UseTimeManagement)
609         {
610             // Time to stop?
611             bool stopSearch = false;
612
613             // Stop search early if there is only a single legal move,
614             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
615             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
616                 stopSearch = true;
617
618             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
619             if (  Iteration >= 6
620                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
621                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
622                 stopSearch = true;
623
624             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
625             int64_t nodes = TM.nodes_searched();
626             if (   Iteration >= 8
627                 && EasyMove == pv[0]
628                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
629                        && current_search_time() > OptimumSearchTime / 16)
630                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
631                        && current_search_time() > OptimumSearchTime / 32)))
632                 stopSearch = true;
633
634             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
635             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
636                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (OptimumSearchTime / 2)
637                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (OptimumSearchTime / 3);
638
639             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
640             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
641             // move at the next iteration anyway.
642             if (current_search_time() > ((OptimumSearchTime + ExtraSearchTime) * 80) / 128)
643                 stopSearch = true;
644
645             if (stopSearch)
646             {
647                 if (PonderSearch)
648                     StopOnPonderhit = true;
649                 else
650                     break;
651             }
652         }
653
654         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
655             break;
656     }
657
658     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
659     // best move before we are told to do so.
660     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
661         wait_for_stop_or_ponderhit();
662     else
663         // Print final search statistics
664         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched()
665              << " nps " << nps()
666              << " time " << current_search_time() << endl;
667
668     // Print the best move and the ponder move to the standard output
669     if (pv[0] == MOVE_NONE)
670     {
671         pv[0] = rml.get_move(0);
672         pv[1] = MOVE_NONE;
673     }
674
675     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
676
677     cout << "bestmove " << pv[0];
678
679     if (pv[1] != MOVE_NONE)
680         cout << " ponder " << pv[1];
681
682     cout << endl;
683
684     if (UseLogFile)
685     {
686         if (dbg_show_mean)
687             dbg_print_mean(LogFile);
688
689         if (dbg_show_hit_rate)
690             dbg_print_hit_rate(LogFile);
691
692         LogFile << "\nNodes: " << TM.nodes_searched()
693                 << "\nNodes/second: " << nps()
694                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
695
696         StateInfo st;
697         p.do_move(pv[0], st);
698         LogFile << "\nPonder move: "
699                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
700                 << endl;
701     }
702     return rml.get_move_score(0);
703   }
704
705
706   // root_search() is the function which searches the root node. It is
707   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
708   // scheme, prints some information to the standard output and handles
709   // the fail low/high loops.
710
711   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
712
713     EvalInfo ei;
714     StateInfo st;
715     CheckInfo ci(pos);
716     int64_t nodes;
717     Move move;
718     Depth depth, ext, newDepth;
719     Value value, alpha, beta;
720     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
721     int researchCountFH, researchCountFL;
722
723     researchCountFH = researchCountFL = 0;
724     alpha = *alphaPtr;
725     beta = *betaPtr;
726     isCheck = pos.is_check();
727
728     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
729     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
730
731     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
732     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
733     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
734
735     // Step 5. Evaluate the position statically
736     // At root we do this only to get reference value for child nodes
737     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ei);
738
739     // Step 6. Razoring (omitted at root)
740     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
741     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
742     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
743
744     // Step extra. Fail low loop
745     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
746     // with bigger window until we are not failing low anymore.
747     while (1)
748     {
749         // Sort the moves before to (re)search
750         rml.sort();
751
752         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
753         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
754         {
755             // This is used by time management
756             FirstRootMove = (i == 0);
757
758             // Save the current node count before the move is searched
759             nodes = TM.nodes_searched();
760
761             // Reset beta cut-off counters
762             TM.resetBetaCounters();
763
764             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
765             // the standard output.
766             move = ss->currentMove = rml.get_move(i);
767
768             if (current_search_time() >= 1000)
769                 cout << "info currmove " << move
770                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
771
772             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
773             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
774
775             // Step 11. Decide the new search depth
776             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
777             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
778             newDepth = depth + ext;
779
780             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
781
782             // Step extra. Fail high loop
783             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
784             // high anymore.
785             value = - VALUE_INFINITE;
786
787             while (1)
788             {
789                 // Step 13. Make the move
790                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
791
792                 // Step extra. pv search
793                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
794                 // and for fail high research (value > alpha)
795                 if (i < MultiPV || value > alpha)
796                 {
797                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
798                     if (MultiPV > 1)
799                         alpha = -VALUE_INFINITE;
800
801                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
802                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
803                 }
804                 else
805                 {
806                     // Step 14. Reduced search
807                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
808                     bool doFullDepthSearch = true;
809
810                     if (    depth >= 3 * OnePly
811                         && !dangerous
812                         && !captureOrPromotion
813                         && !move_is_castle(move))
814                     {
815                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
816                         if (ss->reduction)
817                         {
818                             assert(newDepth-ss->reduction >= OnePly);
819
820                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
821                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
822                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
823                         }
824
825                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
826                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
827                         // if the move fails high again then go with full depth search.
828                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
829                         {
830                             assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
831
832                             ss->reduction = OnePly;
833                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
834                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
835                         }
836                         ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
837                     }
838
839                     // Step 15. Full depth search
840                     if (doFullDepthSearch)
841                     {
842                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
843                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
844
845                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
846                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
847                         if (value > alpha)
848                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
849                     }
850                 }
851
852                 // Step 16. Undo move
853                 pos.undo_move(move);
854
855                 // Can we exit fail high loop ?
856                 if (AbortSearch || value < beta)
857                     break;
858
859                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
860                 // the score before research in case we run out of time while researching.
861                 rml.set_move_score(i, value);
862                 ss->bestMove = move;
863                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
864                 rml.set_move_pv(i, pv);
865
866                 // Print information to the standard output
867                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
868
869                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
870                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
871                 researchCountFH++;
872
873             } // End of fail high loop
874
875             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
876             // was aborted because the user interrupted the search or because we
877             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
878             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
879             // move and/or PV.
880             if (AbortSearch)
881                 break;
882
883             // Remember beta-cutoff and searched nodes counts for this move. The
884             // info is used to sort the root moves for the next iteration.
885             int64_t our, their;
886             TM.get_beta_counters(pos.side_to_move(), our, their);
887             rml.set_beta_counters(i, our, their);
888             rml.set_move_nodes(i, TM.nodes_searched() - nodes);
889
890             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
891             assert(value < beta);
892
893             // Step 17. Check for new best move
894             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
895                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
896             else
897             {
898                 // PV move or new best move!
899
900                 // Update PV
901                 rml.set_move_score(i, value);
902                 ss->bestMove = move;
903                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
904                 rml.set_move_pv(i, pv);
905
906                 if (MultiPV == 1)
907                 {
908                     // We record how often the best move has been changed in each
909                     // iteration. This information is used for time managment: When
910                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
911                     if (i > 0)
912                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
913
914                     // Print information to the standard output
915                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
916
917                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
918                     if (value > alpha)
919                         alpha = value;
920                 }
921                 else // MultiPV > 1
922                 {
923                     rml.sort_multipv(i);
924                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
925                     {
926                         cout << "info multipv " << j + 1
927                              << " score " << value_to_uci(rml.get_move_score(j))
928                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
929                              << " time " << current_search_time()
930                              << " nodes " << TM.nodes_searched()
931                              << " nps " << nps()
932                              << " pv ";
933
934                         for (int k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
935                             cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
936
937                         cout << endl;
938                     }
939                     alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV - 1));
940                 }
941             } // PV move or new best move
942
943             assert(alpha >= *alphaPtr);
944
945             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
946
947             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
948                 StopOnPonderhit = false;
949         }
950
951         // Can we exit fail low loop ?
952         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
953             break;
954
955         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
956         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
957         researchCountFL++;
958
959     } // Fail low loop
960
961     // Sort the moves before to return
962     rml.sort();
963
964     return alpha;
965   }
966
967
968   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
969
970   template <NodeType PvNode>
971   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
972
973     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
974     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
975     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
976     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
977     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
978
979     Move movesSearched[256];
980     EvalInfo ei;
981     StateInfo st;
982     const TTEntry* tte;
983     Key posKey;
984     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
985     Depth ext, newDepth;
986     Value bestValue, value, oldAlpha;
987     Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
988     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
989     bool mateThreat = false;
990     int moveCount = 0;
991     int threadID = pos.thread();
992     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
993     oldAlpha = alpha;
994
995     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
996     TM.incrementNodeCounter(threadID);
997     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
998     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
999
1000     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1001     {
1002         NodesSincePoll = 0;
1003         poll();
1004     }
1005
1006     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1007     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1008         return Value(0);
1009
1010     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1011         return VALUE_DRAW;
1012
1013     // Step 3. Mate distance pruning
1014     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1015     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1016     if (alpha >= beta)
1017         return alpha;
1018
1019     // Step 4. Transposition table lookup
1020
1021     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1022     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1023     excludedMove = ss->excludedMove;
1024     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1025
1026     tte = TT.retrieve(posKey);
1027     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1028
1029     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1030     // This is to avoid problems in the following areas:
1031     //
1032     // * Repetition draw detection
1033     // * Fifty move rule detection
1034     // * Searching for a mate
1035     // * Printing of full PV line
1036
1037     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1038     {
1039         // Refresh tte entry to avoid aging
1040         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->king_danger());
1041
1042         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1043         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1044     }
1045
1046     // Step 5. Evaluate the position statically
1047     // At PV nodes we do this only to update gain statistics
1048     isCheck = pos.is_check();
1049     if (!isCheck)
1050     {
1051         if (tte)
1052         {
1053             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1054             ss->eval = tte->static_value();
1055             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1056         }
1057         else
1058         {
1059             ss->eval = evaluate(pos, ei);
1060             TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1061         }
1062
1063         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
1064         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1065     }
1066     else
1067         ss->eval = VALUE_NONE;
1068
1069     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1070     if (   !PvNode
1071         &&  depth < RazorDepth
1072         && !isCheck
1073         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1074         &&  ttMove == MOVE_NONE
1075         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1076         && !value_is_mate(beta)
1077         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1078     {
1079         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1080         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply);
1081         if (v < rbeta)
1082             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1083             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1084             return v;
1085     }
1086
1087     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1088     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1089     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1090     if (   !PvNode
1091         && !ss->skipNullMove
1092         &&  depth < RazorDepth
1093         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1094         && !isCheck
1095         && !value_is_mate(beta)
1096         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1097         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1098
1099     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1100     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1101     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1102     // NullMoveMargin under beta.
1103     if (   !PvNode
1104         && !ss->skipNullMove
1105         &&  depth > OnePly
1106         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * OnePly ? NullMoveMargin : 0)
1107         && !isCheck
1108         && !value_is_mate(beta)
1109         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1110     {
1111         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1112
1113         // Null move dynamic reduction based on depth
1114         int R = 3 + (depth >= 5 * OnePly ? depth / 8 : 0);
1115
1116         // Null move dynamic reduction based on value
1117         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1118             R++;
1119
1120         pos.do_null_move(st);
1121         (ss+1)->skipNullMove = true;
1122
1123         nullValue = depth-R*OnePly < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1124                                             : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1);
1125         (ss+1)->skipNullMove = false;
1126         pos.undo_null_move();
1127
1128         if (nullValue >= beta)
1129         {
1130             // Do not return unproven mate scores
1131             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1132                 nullValue = beta;
1133
1134             if (depth < 6 * OnePly)
1135                 return nullValue;
1136
1137             // Do verification search at high depths
1138             ss->skipNullMove = true;
1139             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*OnePly, ply);
1140             ss->skipNullMove = false;
1141
1142             if (v >= beta)
1143                 return nullValue;
1144         }
1145         else
1146         {
1147             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1148             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1149             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1150             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1151             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1152             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1153             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1154                 mateThreat = true;
1155
1156             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1157             if (   depth < ThreatDepth
1158                 && (ss-1)->reduction
1159                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1160                 return beta - 1;
1161         }
1162     }
1163
1164     // Step 9. Internal iterative deepening
1165     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1166         &&  ttMove == MOVE_NONE
1167         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1168     {
1169         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
1170
1171         ss->skipNullMove = true;
1172         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1173         ss->skipNullMove = false;
1174
1175         ttMove = ss->bestMove;
1176         tte = TT.retrieve(posKey);
1177     }
1178
1179     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1180     if (PvNode)
1181         mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1182
1183     // Initialize a MovePicker object for the current position
1184     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1185     CheckInfo ci(pos);
1186     singleEvasion = isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1187     singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1188                            && tte && tte->move()
1189                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1190                            && is_lower_bound(tte->type())
1191                            && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly;
1192
1193     // Avoid to do an expensive singular extension search on nodes where
1194     // such search had already failed in the past.
1195     if (  !PvNode
1196         && singularExtensionNode
1197         && depth < SingularExtensionDepth[PvNode] + 5 * OnePly)
1198     {
1199         TTEntry* ttx = TT.retrieve(pos.get_exclusion_key());
1200         if (ttx && is_lower_bound(ttx->type()))
1201             singularExtensionNode = false;
1202     }
1203
1204     // Step 10. Loop through moves
1205     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1206     while (   bestValue < beta
1207            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1208            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1209     {
1210       assert(move_is_ok(move));
1211
1212       if (move == excludedMove)
1213           continue;
1214
1215       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1216       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1217
1218       // Step 11. Decide the new search depth
1219       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1220
1221       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1222       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1223       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1224       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1225       if (   singularExtensionNode
1226           && move == tte->move()
1227           && ext < OnePly)
1228       {
1229           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1230
1231           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1232           {
1233               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1234               ss->excludedMove = move;
1235               ss->skipNullMove = true;
1236               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1237               ss->skipNullMove = false;
1238               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1239               if (v < b)
1240                   ext = OnePly;
1241           }
1242       }
1243
1244       newDepth = depth - OnePly + ext;
1245
1246       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1247       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1248
1249       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1250       if (   !PvNode
1251           && !captureOrPromotion
1252           && !isCheck
1253           && !dangerous
1254           &&  move != ttMove
1255           && !move_is_castle(move))
1256       {
1257           // Move count based pruning
1258           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1259               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1260               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1261               continue;
1262
1263           // Value based pruning
1264           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly for predicted depth,
1265           // but fixing this made program slightly weaker.
1266           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1267           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1268                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1269
1270           if (futilityValueScaled < beta)
1271           {
1272               if (futilityValueScaled > bestValue)
1273                   bestValue = futilityValueScaled;
1274               continue;
1275           }
1276       }
1277
1278       // Step 13. Make the move
1279       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1280
1281       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1282       // The first move in list is the expected PV
1283       if (PvNode && moveCount == 1)
1284           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1285                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1286       else
1287       {
1288           // Step 14. Reduced depth search
1289           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1290           bool doFullDepthSearch = true;
1291
1292           if (    depth >= 3 * OnePly
1293               && !captureOrPromotion
1294               && !dangerous
1295               && !move_is_castle(move)
1296               && !move_is_killer(move, ss))
1297           {
1298               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1299               if (ss->reduction)
1300               {
1301                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1302                   value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1303                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1304
1305                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1306               }
1307
1308               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1309               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1310               // if the move fails high again then go with full depth search.
1311               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1312               {
1313                   assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1314
1315                   ss->reduction = OnePly;
1316                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1317                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1318               }
1319               ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1320           }
1321
1322           // Step 15. Full depth search
1323           if (doFullDepthSearch)
1324           {
1325               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1326                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1327
1328               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1329               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1330               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1331               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1332                   value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1333                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1334           }
1335       }
1336
1337       // Step 16. Undo move
1338       pos.undo_move(move);
1339
1340       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1341
1342       // Step 17. Check for new best move
1343       if (value > bestValue)
1344       {
1345           bestValue = value;
1346           if (value > alpha)
1347           {
1348               if (PvNode && value < beta) // This guarantees that always: alpha < beta
1349                   alpha = value;
1350
1351               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1352                   ss->mateKiller = move;
1353
1354               ss->bestMove = move;
1355           }
1356       }
1357
1358       // Step 18. Check for split
1359       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1360           && TM.active_threads() > 1
1361           && bestValue < beta
1362           && TM.available_thread_exists(threadID)
1363           && !AbortSearch
1364           && !TM.thread_should_stop(threadID)
1365           && Iteration <= 99)
1366           TM.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1367                               threatMove, mateThreat, &moveCount, &mp, PvNode);
1368     }
1369
1370     // Step 19. Check for mate and stalemate
1371     // All legal moves have been searched and if there are
1372     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1373     // If one move was excluded return fail low score.
1374     if (!moveCount)
1375         return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1376
1377     // Step 20. Update tables
1378     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1379     // history counters, and killer moves.
1380     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1381         return bestValue;
1382
1383     ValueType f = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1384     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1385     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), f, depth, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1386
1387     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1388     if (bestValue >= beta)
1389     {
1390         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1391         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1392         {
1393             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1394             update_killers(move, ss);
1395         }
1396     }
1397
1398     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1399
1400     return bestValue;
1401   }
1402
1403
1404   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1405   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1406   // less than OnePly).
1407
1408   template <NodeType PvNode>
1409   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1410
1411     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1412     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1413     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1414     assert(depth <= 0);
1415     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1416     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
1417
1418     EvalInfo ei;
1419     StateInfo st;
1420     Move ttMove, move;
1421     Value bestValue, value, futilityValue, futilityBase;
1422     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1423     const TTEntry* tte;
1424     Value oldAlpha = alpha;
1425
1426     TM.incrementNodeCounter(pos.thread());
1427     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1428
1429     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1430     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1431         return VALUE_DRAW;
1432
1433     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1434     // pruning, but only for move ordering.
1435     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1436     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1437
1438     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1439     {
1440         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1441         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1442     }
1443
1444     isCheck = pos.is_check();
1445
1446     // Evaluate the position statically
1447     if (isCheck)
1448     {
1449         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1450         ss->eval = VALUE_NONE;
1451         deepChecks = enoughMaterial = false;
1452     }
1453     else
1454     {
1455         if (tte)
1456         {
1457             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1458             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1459             bestValue = tte->static_value();
1460         }
1461         else
1462             bestValue = evaluate(pos, ei);
1463
1464         ss->eval = bestValue;
1465         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1466
1467         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1468         if (bestValue >= beta)
1469         {
1470             if (!tte)
1471                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1472
1473             return bestValue;
1474         }
1475
1476         if (PvNode && bestValue > alpha)
1477             alpha = bestValue;
1478
1479         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1480         deepChecks = (depth == -OnePly && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1481
1482         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1483         futilityBase = bestValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
1484         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1485     }
1486
1487     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1488     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1489     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -OnePly
1490     // and we are near beta) will be generated.
1491     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
1492     CheckInfo ci(pos);
1493
1494     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1495     while (   alpha < beta
1496            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1497     {
1498       assert(move_is_ok(move));
1499
1500       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1501
1502       // Futility pruning
1503       if (   !PvNode
1504           && !isCheck
1505           && !moveIsCheck
1506           &&  move != ttMove
1507           &&  enoughMaterial
1508           && !move_is_promotion(move)
1509           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1510       {
1511           futilityValue =  futilityBase
1512                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1513                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0));
1514
1515           if (futilityValue < alpha)
1516           {
1517               if (futilityValue > bestValue)
1518                   bestValue = futilityValue;
1519               continue;
1520           }
1521       }
1522
1523       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1524       evasionPrunable =   isCheck
1525                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1526                        && !pos.move_is_capture(move)
1527                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1528                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1529
1530       // Don't search moves with negative SEE values
1531       if (   !PvNode
1532           && (!isCheck || evasionPrunable)
1533           &&  move != ttMove
1534           && !move_is_promotion(move)
1535           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1536           continue;
1537
1538       // Update current move
1539       ss->currentMove = move;
1540
1541       // Make and search the move
1542       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1543       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1);
1544       pos.undo_move(move);
1545
1546       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1547
1548       // New best move?
1549       if (value > bestValue)
1550       {
1551           bestValue = value;
1552           if (value > alpha)
1553           {
1554               alpha = value;
1555               ss->bestMove = move;
1556           }
1557        }
1558     }
1559
1560     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1561     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1562     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1563         return value_mated_in(ply);
1564
1565     // Update transposition table
1566     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1567     ValueType f = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1568     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), f, d, ss->bestMove, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1569
1570     // Update killers only for checking moves that fails high
1571     if (    bestValue >= beta
1572         && !pos.move_is_capture_or_promotion(ss->bestMove))
1573         update_killers(ss->bestMove, ss);
1574
1575     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1576
1577     return bestValue;
1578   }
1579
1580
1581   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1582   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1583   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1584   // table, done a null move search, and searched the first move before
1585   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1586   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1587   // care of after we return from the split point.
1588
1589   template <NodeType PvNode>
1590   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1591
1592     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1593     assert(TM.active_threads() > 1);
1594
1595     StateInfo st;
1596     Move move;
1597     Depth ext, newDepth;
1598     Value value;
1599     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1600     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1601     int moveCount;
1602     value = -VALUE_INFINITE;
1603
1604     Position pos(*sp->pos, threadID);
1605     CheckInfo ci(pos);
1606     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1607     isCheck = pos.is_check();
1608
1609     // Step 10. Loop through moves
1610     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1611     lock_grab(&(sp->lock));
1612
1613     while (    sp->bestValue < sp->beta
1614            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1615            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1616     {
1617       moveCount = ++sp->moveCount;
1618       lock_release(&(sp->lock));
1619
1620       assert(move_is_ok(move));
1621
1622       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1623       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1624
1625       // Step 11. Decide the new search depth
1626       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1627       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1628
1629       // Update current move
1630       ss->currentMove = move;
1631
1632       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1633       if (   !PvNode
1634           && !captureOrPromotion
1635           && !isCheck
1636           && !dangerous
1637           && !move_is_castle(move))
1638       {
1639           // Move count based pruning
1640           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1641               && !(sp->threatMove && connected_threat(pos, move, sp->threatMove))
1642               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1643           {
1644               lock_grab(&(sp->lock));
1645               continue;
1646           }
1647
1648           // Value based pruning
1649           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1650           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1651                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1652
1653           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1654           {
1655               lock_grab(&(sp->lock));
1656
1657               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1658                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1659               continue;
1660           }
1661       }
1662
1663       // Step 13. Make the move
1664       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1665
1666       // Step 14. Reduced search
1667       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1668       bool doFullDepthSearch = true;
1669
1670       if (   !captureOrPromotion
1671           && !dangerous
1672           && !move_is_castle(move)
1673           && !move_is_killer(move, ss))
1674       {
1675           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1676           if (ss->reduction)
1677           {
1678               Value localAlpha = sp->alpha;
1679               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1680               value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1681                                  : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, d, sp->ply+1);
1682
1683               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1684           }
1685
1686           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1687           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1688           // if the move fails high again then go with full depth search.
1689           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1690           {
1691               assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1692
1693               ss->reduction = OnePly;
1694               Value localAlpha = sp->alpha;
1695               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, sp->ply+1);
1696               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1697           }
1698           ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1699       }
1700
1701       // Step 15. Full depth search
1702       if (doFullDepthSearch)
1703       {
1704           Value localAlpha = sp->alpha;
1705           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1706                                     : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1);
1707
1708           // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1709           // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1710           // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1711           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1712               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, Depth(0), sp->ply+1)
1713                                         : - search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1);
1714       }
1715
1716       // Step 16. Undo move
1717       pos.undo_move(move);
1718
1719       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1720
1721       // Step 17. Check for new best move
1722       lock_grab(&(sp->lock));
1723
1724       if (value > sp->bestValue && !TM.thread_should_stop(threadID))
1725       {
1726           sp->bestValue = value;
1727
1728           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1729           {
1730               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1731                   sp->stopRequest = true;
1732
1733               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1734                   sp->alpha = value;
1735
1736               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove = move;
1737           }
1738       }
1739     }
1740
1741     /* Here we have the lock still grabbed */
1742
1743     sp->slaves[threadID] = 0;
1744
1745     lock_release(&(sp->lock));
1746   }
1747
1748
1749   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1750   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1751   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1752   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1753   // second move is assumed to be a move from the current position.
1754
1755   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1756
1757     Square f1, t1, f2, t2;
1758     Piece p;
1759
1760     assert(move_is_ok(m1));
1761     assert(move_is_ok(m2));
1762
1763     if (m2 == MOVE_NONE)
1764         return false;
1765
1766     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1767     f2 = move_from(m2);
1768     t1 = move_to(m1);
1769     if (f2 == t1)
1770         return true;
1771
1772     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1773     t2 = move_to(m2);
1774     f1 = move_from(m1);
1775     if (t2 == f1)
1776         return true;
1777
1778     // Case 3: Moving through the vacated square
1779     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1780         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1781       return true;
1782
1783     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1784     p = pos.piece_on(t1);
1785     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1786         return true;
1787
1788     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1789     if (    piece_is_slider(p)
1790         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1791         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1792     {
1793         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1794         // move is the opposite of the checking piece.
1795         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1796         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1797
1798         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1799             return true;
1800     }
1801     return false;
1802   }
1803
1804
1805   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1806   // compensated for the ply.
1807
1808   bool value_is_mate(Value value) {
1809
1810     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1811
1812     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1813           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1814   }
1815
1816
1817   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1818   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1819   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1820
1821   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1822
1823     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1824       return v + ply;
1825
1826     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1827       return v - ply;
1828
1829     return v;
1830   }
1831
1832
1833   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1834   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1835
1836   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1837
1838     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1839       return v - ply;
1840
1841     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1842       return v + ply;
1843
1844     return v;
1845   }
1846
1847
1848   // move_is_killer() checks if the given move is among the killer moves
1849
1850   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1851
1852       if (ss->killers[0] == m || ss->killers[1] == m)
1853           return true;
1854
1855       return false;
1856   }
1857
1858
1859   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1860   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1861   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1862   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1863   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1864   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1865   template <NodeType PvNode>
1866   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1867                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1868
1869     assert(m != MOVE_NONE);
1870
1871     Depth result = Depth(0);
1872     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1873
1874     if (*dangerous)
1875     {
1876         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1877             result += CheckExtension[PvNode];
1878
1879         if (singleEvasion)
1880             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1881
1882         if (mateThreat)
1883             result += MateThreatExtension[PvNode];
1884     }
1885
1886     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1887     {
1888         Color c = pos.side_to_move();
1889         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1890         {
1891             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1892             *dangerous = true;
1893         }
1894         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1895         {
1896             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1897             *dangerous = true;
1898         }
1899     }
1900
1901     if (   captureOrPromotion
1902         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1903         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1904             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
1905         && !move_is_promotion(m)
1906         && !move_is_ep(m))
1907     {
1908         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1909         *dangerous = true;
1910     }
1911
1912     if (   PvNode
1913         && captureOrPromotion
1914         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1915         && pos.see_sign(m) >= 0)
1916     {
1917         result += OnePly/2;
1918         *dangerous = true;
1919     }
1920
1921     return Min(result, OnePly);
1922   }
1923
1924
1925   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1926   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1927
1928   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1929
1930     assert(move_is_ok(m));
1931     assert(threat && move_is_ok(threat));
1932     assert(!pos.move_is_check(m));
1933     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1934     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1935
1936     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1937
1938     mfrom = move_from(m);
1939     mto = move_to(m);
1940     tfrom = move_from(threat);
1941     tto = move_to(threat);
1942
1943     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1944     if (mfrom == tto)
1945         return true;
1946
1947     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1948     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1949     if (   pos.move_is_capture(threat)
1950         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1951             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1952         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1953         return true;
1954
1955     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1956     // prune safe moves which block its ray.
1957     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1958         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1959         && pos.see_sign(m) >= 0)
1960         return true;
1961
1962     return false;
1963   }
1964
1965
1966   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1967   // can be used at a given point in search.
1968
1969   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1970
1971     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1972
1973     return   (   tte->depth() >= depth
1974               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1975               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1976
1977           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
1978               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
1979   }
1980
1981
1982   // refine_eval() returns the transposition table score if
1983   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1984
1985   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1986
1987       if (!tte)
1988           return defaultEval;
1989
1990       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1991
1992       if (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= defaultEval)
1993           || (is_upper_bound(tte->type()) && v < defaultEval))
1994           return v;
1995
1996       return defaultEval;
1997   }
1998
1999
2000   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2001   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2002
2003   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
2004                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2005
2006     Move m;
2007
2008     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
2009
2010     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2011     {
2012         m = movesSearched[i];
2013
2014         assert(m != move);
2015
2016         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2017             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2018     }
2019   }
2020
2021
2022   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2023   // among the killer moves of that ply.
2024
2025   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
2026
2027     if (m == ss->killers[0])
2028         return;
2029
2030     ss->killers[1] = ss->killers[0];
2031     ss->killers[0] = m;
2032   }
2033
2034
2035   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2036   // the static position evaluation before and after the move.
2037
2038   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2039
2040     if (   m != MOVE_NULL
2041         && before != VALUE_NONE
2042         && after != VALUE_NONE
2043         && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
2044         && !move_is_castle(m)
2045         && !move_is_promotion(m))
2046         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2047   }
2048
2049
2050   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2051   // since the beginning of the current search.
2052
2053   int current_search_time() {
2054
2055     return get_system_time() - SearchStartTime;
2056   }
2057
2058
2059   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2060
2061   std::string value_to_uci(Value v) {
2062
2063     std::stringstream s;
2064
2065     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * OnePly)
2066       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2067     else
2068       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2069
2070     return s.str();
2071   }
2072
2073   // nps() computes the current nodes/second count.
2074
2075   int nps() {
2076
2077     int t = current_search_time();
2078     return (t > 0 ? int((TM.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2079   }
2080
2081
2082   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2083   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2084   // search.
2085
2086   void poll() {
2087
2088     static int lastInfoTime;
2089     int t = current_search_time();
2090
2091     //  Poll for input
2092     if (Bioskey())
2093     {
2094         // We are line oriented, don't read single chars
2095         std::string command;
2096
2097         if (!std::getline(std::cin, command))
2098             command = "quit";
2099
2100         if (command == "quit")
2101         {
2102             AbortSearch = true;
2103             PonderSearch = false;
2104             Quit = true;
2105             return;
2106         }
2107         else if (command == "stop")
2108         {
2109             AbortSearch = true;
2110             PonderSearch = false;
2111         }
2112         else if (command == "ponderhit")
2113             ponderhit();
2114     }
2115
2116     // Print search information
2117     if (t < 1000)
2118         lastInfoTime = 0;
2119
2120     else if (lastInfoTime > t)
2121         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2122         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2123         lastInfoTime = 0;
2124
2125     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2126     {
2127         lastInfoTime = t;
2128
2129         if (dbg_show_mean)
2130             dbg_print_mean();
2131
2132         if (dbg_show_hit_rate)
2133             dbg_print_hit_rate();
2134
2135         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched() << " nps " << nps()
2136              << " time " << t << endl;
2137     }
2138
2139     // Should we stop the search?
2140     if (PonderSearch)
2141         return;
2142
2143     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2144                            && !AspirationFailLow
2145                            &&  t > OptimumSearchTime + ExtraSearchTime;
2146
2147     bool noMoreTime =   t > MaximumSearchTime
2148                      || stillAtFirstMove;
2149
2150     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2151         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2152         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && TM.nodes_searched() >= MaxNodes))
2153         AbortSearch = true;
2154   }
2155
2156
2157   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2158   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2159   // it correctly predicted the opponent's move.
2160
2161   void ponderhit() {
2162
2163     int t = current_search_time();
2164     PonderSearch = false;
2165
2166     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2167                            && !AspirationFailLow
2168                            &&  t > OptimumSearchTime + ExtraSearchTime;
2169
2170     bool noMoreTime =   t > MaximumSearchTime
2171                      || stillAtFirstMove;
2172
2173     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2174         AbortSearch = true;
2175   }
2176
2177
2178   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2179   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2180
2181   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2182
2183     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2184     {
2185         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2186         ss->skipNullMove = false;
2187         ss->reduction = Depth(0);
2188
2189         if (i < 3)
2190             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2191     }
2192   }
2193
2194
2195   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2196   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2197   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2198   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2199   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2200   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2201
2202   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2203
2204     std::string command;
2205
2206     while (true)
2207     {
2208         if (!std::getline(std::cin, command))
2209             command = "quit";
2210
2211         if (command == "quit")
2212         {
2213             Quit = true;
2214             break;
2215         }
2216         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2217             break;
2218     }
2219   }
2220
2221
2222   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2223   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2224
2225   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2226
2227     cout << "info depth " << Iteration
2228          << " score "     << value_to_uci(value)
2229          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2230          << " time "  << current_search_time()
2231          << " nodes " << TM.nodes_searched()
2232          << " nps "   << nps()
2233          << " pv ";
2234
2235     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2236         cout << *m << " ";
2237
2238     cout << endl;
2239
2240     if (UseLogFile)
2241     {
2242         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2243                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2244
2245         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2246                              TM.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2247     }
2248   }
2249
2250
2251   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2252   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2253   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2254
2255   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2256
2257     StateInfo st;
2258     TTEntry* tte;
2259     Position p(pos, pos.thread());
2260     EvalInfo ei;
2261     Value v;
2262
2263     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2264     {
2265         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2266         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2267         {
2268             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, ei));
2269             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
2270         }
2271         p.do_move(pv[i], st);
2272     }
2273   }
2274
2275
2276   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2277   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2278   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2279   // long PV to print that is important for position analysis.
2280
2281   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2282
2283     StateInfo st;
2284     TTEntry* tte;
2285     Position p(pos, pos.thread());
2286     int ply = 0;
2287
2288     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2289
2290     pv[ply] = bestMove;
2291     p.do_move(pv[ply++], st);
2292
2293     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2294            && tte->move() != MOVE_NONE
2295            && move_is_legal(p, tte->move())
2296            && ply < PLY_MAX
2297            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2298     {
2299         pv[ply] = tte->move();
2300         p.do_move(pv[ply++], st);
2301     }
2302     pv[ply] = MOVE_NONE;
2303   }
2304
2305
2306   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2307   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2308   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2309   // threads and one for Windows threads.
2310
2311 #if !defined(_MSC_VER)
2312
2313   void* init_thread(void *threadID) {
2314
2315     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2316     return NULL;
2317   }
2318
2319 #else
2320
2321   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2322
2323     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2324     return 0;
2325   }
2326
2327 #endif
2328
2329
2330   /// The ThreadsManager class
2331
2332   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2333   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2334   // counters used to sort the moves at root.
2335
2336   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2337
2338     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2339         threads[i].nodes = 0ULL;
2340   }
2341
2342   void ThreadsManager::resetBetaCounters() {
2343
2344     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2345         threads[i].betaCutOffs[WHITE] = threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2346   }
2347
2348   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2349
2350     int64_t result = 0ULL;
2351     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2352         result += threads[i].nodes;
2353
2354     return result;
2355   }
2356
2357   void ThreadsManager::get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const {
2358
2359     our = their = 0UL;
2360     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2361     {
2362         our += threads[i].betaCutOffs[us];
2363         their += threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2364     }
2365   }
2366
2367
2368   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2369   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2370   // object for which the current thread is the master.
2371
2372   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2373
2374     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2375
2376     while (true)
2377     {
2378         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2379         // master should exit as last one.
2380         if (AllThreadsShouldExit)
2381         {
2382             assert(!sp);
2383             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2384             return;
2385         }
2386
2387         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2388         // instead of wasting CPU time polling for work.
2389         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2390         {
2391             assert(!sp);
2392             assert(threadID != 0);
2393             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2394
2395 #if !defined(_MSC_VER)
2396             lock_grab(&WaitLock);
2397             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2398                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2399             lock_release(&WaitLock);
2400 #else
2401             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2402 #endif
2403         }
2404
2405         // If thread has just woken up, mark it as available
2406         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2407             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2408
2409         // If this thread has been assigned work, launch a search
2410         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2411         {
2412             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2413
2414             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2415
2416             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2417                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2418             else
2419                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2420
2421             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2422
2423             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2424         }
2425
2426         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2427         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2428         int i = 0;
2429         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2430
2431         if (i == ActiveThreads)
2432         {
2433             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2434             // be sure sp->lock has been released before to return.
2435             lock_grab(&(sp->lock));
2436             lock_release(&(sp->lock));
2437
2438             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2439
2440             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2441             return;
2442         }
2443     }
2444   }
2445
2446
2447   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2448   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2449   // objects.
2450
2451   void ThreadsManager::init_threads() {
2452
2453     volatile int i;
2454     bool ok;
2455
2456 #if !defined(_MSC_VER)
2457     pthread_t pthread[1];
2458 #endif
2459
2460     // Initialize global locks
2461     lock_init(&MPLock);
2462     lock_init(&WaitLock);
2463
2464 #if !defined(_MSC_VER)
2465     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2466 #else
2467     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2468         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2469 #endif
2470
2471     // Initialize splitPoints[] locks
2472     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2473         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2474             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2475
2476     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2477     AllThreadsShouldExit = false;
2478
2479     // Threads will be put to sleep as soon as created
2480     AllThreadsShouldSleep = true;
2481
2482     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2483     ActiveThreads = 1;
2484     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2485     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2486         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2487
2488     // Launch the helper threads
2489     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2490     {
2491
2492 #if !defined(_MSC_VER)
2493         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2494 #else
2495         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2496 #endif
2497
2498         if (!ok)
2499         {
2500             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2501             Application::exit_with_failure();
2502         }
2503
2504         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2505         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2506     }
2507   }
2508
2509
2510   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2511   // helper threads exit cleanly.
2512
2513   void ThreadsManager::exit_threads() {
2514
2515     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2516     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2517     wake_sleeping_threads();
2518
2519     // This makes the threads to exit idle_loop()
2520     AllThreadsShouldExit = true;
2521
2522     // Wait for thread termination
2523     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2524         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2525
2526     // Now we can safely destroy the locks
2527     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2528         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2529             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2530
2531     lock_destroy(&WaitLock);
2532     lock_destroy(&MPLock);
2533   }
2534
2535
2536   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2537   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2538   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2539
2540   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2541
2542     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2543
2544     SplitPoint* sp;
2545
2546     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2547     return sp != NULL;
2548   }
2549
2550
2551   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2552   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2553   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2554   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2555   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2556   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2557   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2558
2559   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2560
2561     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2562     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2563     assert(ActiveThreads > 1);
2564
2565     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2566         return false;
2567
2568     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2569     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2570
2571     if (localActiveSplitPoints == 0)
2572         // No active split points means that the thread is available as
2573         // a slave for any other thread.
2574         return true;
2575
2576     if (ActiveThreads == 2)
2577         return true;
2578
2579     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2580     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2581     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2582     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2583         return true;
2584
2585     return false;
2586   }
2587
2588
2589   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2590   // a slave for the thread with threadID "master".
2591
2592   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2593
2594     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2595     assert(ActiveThreads > 1);
2596
2597     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2598         if (thread_is_available(i, master))
2599             return true;
2600
2601     return false;
2602   }
2603
2604
2605   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2606   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2607   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2608   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2609   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2610   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2611   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2612   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2613   // split() returns.
2614
2615   template <bool Fake>
2616   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2617                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2618                              bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2619     assert(p.is_ok());
2620     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2621     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2622     assert(*bestValue <= *alpha);
2623     assert(*alpha < beta);
2624     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2625     assert(depth > Depth(0));
2626     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2627     assert(ActiveThreads > 1);
2628
2629     int i, master = p.thread();
2630     Thread& masterThread = threads[master];
2631
2632     lock_grab(&MPLock);
2633
2634     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2635     // active split points, don't split.
2636     if (   !available_thread_exists(master)
2637         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2638     {
2639         lock_release(&MPLock);
2640         return;
2641     }
2642
2643     // Pick the next available split point object from the split point stack
2644     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2645
2646     // Initialize the split point object
2647     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2648     splitPoint.stopRequest = false;
2649     splitPoint.ply = ply;
2650     splitPoint.depth = depth;
2651     splitPoint.threatMove = threatMove;
2652     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2653     splitPoint.alpha = *alpha;
2654     splitPoint.beta = beta;
2655     splitPoint.pvNode = pvNode;
2656     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2657     splitPoint.mp = mp;
2658     splitPoint.moveCount = *moveCount;
2659     splitPoint.pos = &p;
2660     splitPoint.parentSstack = ss;
2661     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2662         splitPoint.slaves[i] = 0;
2663
2664     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2665
2666     // If we are here it means we are not available
2667     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2668
2669     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2670
2671     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2672     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2673         if (thread_is_available(i, master))
2674         {
2675             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2676             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2677             splitPoint.slaves[i] = 1;
2678             workersCnt++;
2679         }
2680
2681     assert(Fake || workersCnt > 1);
2682
2683     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2684     lock_release(&MPLock);
2685
2686     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2687     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2688     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2689         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2690         {
2691             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2692
2693             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2694
2695             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2696         }
2697
2698     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2699     // which it will instantly launch a search, because its state is
2700     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2701     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2702     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2703     idle_loop(master, &splitPoint);
2704
2705     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2706     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2707     lock_grab(&MPLock);
2708
2709     *alpha = splitPoint.alpha;
2710     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2711     masterThread.activeSplitPoints--;
2712     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2713
2714     lock_release(&MPLock);
2715   }
2716
2717
2718   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2719   // to start a new search from the root.
2720
2721   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2722
2723     assert(AllThreadsShouldSleep);
2724     assert(ActiveThreads > 0);
2725
2726     AllThreadsShouldSleep = false;
2727
2728     if (ActiveThreads == 1)
2729         return;
2730
2731 #if !defined(_MSC_VER)
2732     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2733     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2734     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2735 #else
2736     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2737         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2738 #endif
2739
2740   }
2741
2742
2743   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2744   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2745   // finished the job and should be idle.
2746
2747   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2748
2749     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2750
2751     // This makes the threads to go to sleep
2752     AllThreadsShouldSleep = true;
2753   }
2754
2755   /// The RootMoveList class
2756
2757   // RootMoveList c'tor
2758
2759   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2760
2761     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2762     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2763     StateInfo st;
2764     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2765
2766     // Initialize search stack
2767     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2768     ss[0].currentMove = ss[0].bestMove = MOVE_NONE;
2769     ss[0].eval = VALUE_NONE;
2770
2771     // Generate all legal moves
2772     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2773
2774     // Add each move to the moves[] array
2775     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2776     {
2777         bool includeMove = includeAllMoves;
2778
2779         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2780             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2781
2782         if (!includeMove)
2783             continue;
2784
2785         // Find a quick score for the move
2786         pos.do_move(cur->move, st);
2787         ss[0].currentMove = cur->move;
2788         moves[count].move = cur->move;
2789         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1);
2790         moves[count].pv[0] = cur->move;
2791         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2792         pos.undo_move(cur->move);
2793         count++;
2794     }
2795     sort();
2796   }
2797
2798
2799   // RootMoveList simple methods definitions
2800
2801   void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2802
2803     moves[moveNum].nodes = nodes;
2804     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2805   }
2806
2807   void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2808
2809     moves[moveNum].ourBeta = our;
2810     moves[moveNum].theirBeta = their;
2811   }
2812
2813   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2814
2815     int j;
2816
2817     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2818         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2819
2820     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2821   }
2822
2823
2824   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2825   // iteration.
2826
2827   void RootMoveList::sort() {
2828
2829     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2830   }
2831
2832
2833   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2834   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2835   // correctly in MultiPV mode.
2836
2837   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2838
2839     int i,j;
2840
2841     for (i = 1; i <= n; i++)
2842     {
2843         RootMove rm = moves[i];
2844         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2845             moves[j] = moves[j - 1];
2846
2847         moves[j] = rm;
2848     }
2849   }
2850
2851 } // namspace