]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Change thread API to use one wait condition per thread
[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
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_thread(int threadID);
86     void put_threads_to_sleep();
87     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
88
89     template <bool Fake>
90     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
91                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
92
93   private:
94     friend void poll();
95
96     int ActiveThreads;
97     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
98     Thread threads[MAX_THREADS];
99
100     Lock MPLock, WaitLock;
101
102 #if !defined(_MSC_VER)
103     pthread_cond_t WaitCond[MAX_THREADS];
104 #else
105     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
106 #endif
107
108   };
109
110
111   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
112   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
113   // in the case of moves which fail low).
114
115   struct RootMove {
116
117     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
118
119     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
120     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
121     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
122     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
123     bool operator<(const RootMove& m) const {
124
125         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
126     }
127
128     Move move;
129     Value score;
130     int mp_score;
131     int64_t nodes;
132     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
133   };
134
135
136   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
137   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
138
139   class RootMoveList {
140
141   public:
142     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
143
144     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
145     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
146     int move_count() const { return count; }
147     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
148     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
149     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
150     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
151
152     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
153     void score_moves(const Position& pos);
154     void sort();
155     void sort_multipv(int n);
156
157   private:
158     RootMove moves[MOVES_MAX];
159     int count;
160   };
161
162
163   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
164   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
165   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
166   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
167   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
168   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
169   enum set960 {};
170
171   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
172
173     os.iword(0) = int(m);
174     return os;
175   }
176
177
178   /// Adjustments
179
180   // Step 6. Razoring
181
182   // Maximum depth for razoring
183   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
184
185   // Dynamic razoring margin based on depth
186   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
187
188   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
189   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
190
191   // Step 9. Internal iterative deepening
192
193   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
194   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
195
196   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
197   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
198   const Value IIDMargin = Value(0x100);
199
200   // Step 11. Decide the new search depth
201
202   // Extensions. Configurable UCI options
203   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
204   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
205   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
206
207   // Minimum depth for use of singular extension
208   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
209
210   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
211   // remaining ones we will extend it.
212   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
213
214   // Step 12. Futility pruning
215
216   // Futility margin for quiescence search
217   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
218
219   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
220   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
221   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
222
223   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
224   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
225
226   // Step 14. Reduced search
227
228   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
229   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
230
231   template <NodeType PV>
232   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
233
234   // Common adjustments
235
236   // Search depth at iteration 1
237   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
238
239   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
240   // better than the second best move.
241   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
261   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
262   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
263   TimeManager TimeMgr;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager ThreadsMgr;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
288   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
292       return search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
297
298   template <NodeType PvNode>
299   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
300
301   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
302   bool value_is_mate(Value value);
303   Value value_to_tt(Value v, int ply);
304   Value value_from_tt(Value v, int ply);
305   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
306   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
307   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
308   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
309   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
310   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
311
312   int current_search_time();
313   std::string value_to_uci(Value v);
314   int nps();
315   void poll();
316   void ponderhit();
317   void wait_for_stop_or_ponderhit();
318   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
319   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
320   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
321   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
322
323 #if !defined(_MSC_VER)
324   void *init_thread(void *threadID);
325 #else
326   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
327 #endif
328
329 }
330
331
332 ////
333 //// Functions
334 ////
335
336 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
337 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
338
339 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
340 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
341 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
342
343
344 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
345
346 void init_search() {
347
348   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
349   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
350   int mc; // moveCount
351
352   // Init reductions array
353   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
354   {
355       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
356       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
357       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
358       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
359   }
360
361   // Init futility margins array
362   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
363       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
364
365   // Init futility move count array
366   for (d = 0; d < 32; d++)
367       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
368 }
369
370
371 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
372 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
373
374 int perft(Position& pos, Depth depth)
375 {
376     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
377     StateInfo st;
378     Move m;
379     int sum = 0;
380
381     // Generate all legal moves
382     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
383
384     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
385     // the moves, just to count them.
386     if (depth <= ONE_PLY)
387         return int(last - mlist);
388
389     // Loop through all legal moves
390     CheckInfo ci(pos);
391     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
392     {
393         m = cur->move;
394         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
395         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
396         pos.undo_move(m);
397     }
398     return sum;
399 }
400
401
402 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
403 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
404 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
405 /// when a quit command is received during the search.
406
407 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
408            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
409
410   // Initialize global search variables
411   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
412   NodesSincePoll = 0;
413   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
414   SearchStartTime = get_system_time();
415   ExactMaxTime = maxTime;
416   MaxDepth = maxDepth;
417   MaxNodes = maxNodes;
418   InfiniteSearch = infinite;
419   PonderSearch = ponder;
420   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
421
422   // Look for a book move, only during games, not tests
423   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
424   {
425       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
426           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
427
428       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
429       if (bookMove != MOVE_NONE)
430       {
431           if (PonderSearch)
432               wait_for_stop_or_ponderhit();
433
434           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
435           return true;
436       }
437   }
438
439   // Read UCI option values
440   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
441   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
442       TT.clear();
443
444   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
445   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
446   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
447   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
448   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
449   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
450   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
451   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
452   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
453   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
454   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
455   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
456
457   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
458   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
459   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
460   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
461
462   if (UseLogFile)
463       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
464
465   read_weights(pos.side_to_move());
466
467   // Set the number of active threads
468   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
469   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
470   {
471       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
472       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
473   }
474
475   // Wake up needed threads
476   for (int i = 1; i < newActiveThreads; i++)
477       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
478
479   // Set thinking time
480   int myTime = time[pos.side_to_move()];
481   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
482   if (UseTimeManagement)
483       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
484
485   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
486   // heavy time pressure.
487   if (MaxNodes)
488       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
489   else if (myTime && myTime < 1000)
490       NodesBetweenPolls = 1000;
491   else if (myTime && myTime < 5000)
492       NodesBetweenPolls = 5000;
493   else
494       NodesBetweenPolls = 30000;
495
496   // Write search information to log file
497   if (UseLogFile)
498       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
499               << "infinite: "  << infinite
500               << " ponder: "   << ponder
501               << " time: "     << myTime
502               << " increment: " << myIncrement
503               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
504
505   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
506   id_loop(pos, searchMoves);
507
508   if (UseLogFile)
509       LogFile.close();
510
511   ThreadsMgr.put_threads_to_sleep();
512
513   return !Quit;
514 }
515
516
517 namespace {
518
519   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
520   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
521   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
522   // reached.
523
524   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
525
526     Position p(pos, pos.thread());
527     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
528     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
529     Move EasyMove = MOVE_NONE;
530     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
531
532     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
533     RootMoveList rml(p, searchMoves);
534
535     // Handle special case of searching on a mate/stale position
536     if (rml.move_count() == 0)
537     {
538         if (PonderSearch)
539             wait_for_stop_or_ponderhit();
540
541         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
542     }
543
544     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
545     // so to output information also for iteration 1.
546     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
547          << "info depth " << 1
548          << "\ninfo depth " << 1
549          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
550          << " time " << current_search_time()
551          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
552          << " nps " << nps()
553          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
554
555     // Initialize
556     TT.new_search();
557     H.clear();
558     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
559     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
560     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
561     Iteration = 1;
562
563     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
564     if (   rml.move_count() == 1
565         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
566         EasyMove = rml.move(0);
567
568     // Iterative deepening loop
569     while (Iteration < PLY_MAX)
570     {
571         // Initialize iteration
572         Iteration++;
573         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
574
575         cout << "info depth " << Iteration << endl;
576
577         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
578         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
579         {
580             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
581             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
582
583             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
584             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
585
586             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
587             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
588         }
589
590         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
591         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
592
593         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
594         // been overwritten during the search.
595         insert_pv_in_tt(p, pv);
596
597         if (AbortSearch)
598             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
599
600         //Save info about search result
601         ValueByIteration[Iteration] = value;
602
603         // Drop the easy move if differs from the new best move
604         if (pv[0] != EasyMove)
605             EasyMove = MOVE_NONE;
606
607         if (UseTimeManagement)
608         {
609             // Time to stop?
610             bool stopSearch = false;
611
612             // Stop search early if there is only a single legal move,
613             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
614             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
615                 stopSearch = true;
616
617             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
618             if (  Iteration >= 6
619                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
620                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
621                 stopSearch = true;
622
623             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
624             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
625             if (   Iteration >= 8
626                 && EasyMove == pv[0]
627                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
628                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
629                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
630                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
631                 stopSearch = true;
632
633             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
634             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
635                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
636                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
637
638             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
639             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
640             // move at the next iteration anyway.
641             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
642                 stopSearch = true;
643
644             if (stopSearch)
645             {
646                 if (PonderSearch)
647                     StopOnPonderhit = true;
648                 else
649                     break;
650             }
651         }
652
653         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
654             break;
655     }
656
657     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
658     // best move before we are told to do so.
659     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
660         wait_for_stop_or_ponderhit();
661     else
662         // Print final search statistics
663         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
664              << " nps " << nps()
665              << " time " << current_search_time() << endl;
666
667     // Print the best move and the ponder move to the standard output
668     if (pv[0] == MOVE_NONE)
669     {
670         pv[0] = rml.move(0);
671         pv[1] = MOVE_NONE;
672     }
673
674     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
675
676     cout << "bestmove " << pv[0];
677
678     if (pv[1] != MOVE_NONE)
679         cout << " ponder " << pv[1];
680
681     cout << endl;
682
683     if (UseLogFile)
684     {
685         if (dbg_show_mean)
686             dbg_print_mean(LogFile);
687
688         if (dbg_show_hit_rate)
689             dbg_print_hit_rate(LogFile);
690
691         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
692                 << "\nNodes/second: " << nps()
693                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
694
695         StateInfo st;
696         p.do_move(pv[0], st);
697         LogFile << "\nPonder move: "
698                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
699                 << endl;
700     }
701     return rml.move_score(0);
702   }
703
704
705   // root_search() is the function which searches the root node. It is
706   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
707   // scheme, prints some information to the standard output and handles
708   // the fail low/high loops.
709
710   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
711
712     StateInfo st;
713     CheckInfo ci(pos);
714     int64_t nodes;
715     Move move;
716     Depth depth, ext, newDepth;
717     Value value, alpha, beta;
718     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
719     int researchCountFH, researchCountFL;
720
721     researchCountFH = researchCountFL = 0;
722     alpha = *alphaPtr;
723     beta = *betaPtr;
724     isCheck = pos.is_check();
725     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
726
727     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
728     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
729
730     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
731     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
732     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
733
734     // Step 5. Evaluate the position statically
735     // At root we do this only to get reference value for child nodes
736     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
737     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
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.score_moves(pos);
751         rml.sort();
752
753         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
754         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
755         {
756             // This is used by time management
757             FirstRootMove = (i == 0);
758
759             // Save the current node count before the move is searched
760             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
761
762             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
763             // the standard output.
764             move = ss->currentMove = rml.move(i);
765
766             if (current_search_time() >= 1000)
767                 cout << "info currmove " << move
768                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
769
770             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
771             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
772
773             // Step 11. Decide the new search depth
774             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
775             newDepth = depth + ext;
776
777             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
778
779             // Step extra. Fail high loop
780             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
781             // high anymore.
782             value = - VALUE_INFINITE;
783
784             while (1)
785             {
786                 // Step 13. Make the move
787                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
788
789                 // Step extra. pv search
790                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
791                 // and for fail high research (value > alpha)
792                 if (i < MultiPV || value > alpha)
793                 {
794                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
795                     if (MultiPV > 1)
796                         alpha = -VALUE_INFINITE;
797
798                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
799                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
800                 }
801                 else
802                 {
803                     // Step 14. Reduced search
804                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
805                     bool doFullDepthSearch = true;
806
807                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
808                         && !dangerous
809                         && !captureOrPromotion
810                         && !move_is_castle(move))
811                     {
812                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
813                         if (ss->reduction)
814                         {
815                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
816
817                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
818                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
819                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
820                         }
821
822                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
823                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
824                         // if the move fails high again then go with full depth search.
825                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
826                         {
827                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
828
829                             ss->reduction = ONE_PLY;
830                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
831                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
832                         }
833                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
834                     }
835
836                     // Step 15. Full depth search
837                     if (doFullDepthSearch)
838                     {
839                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
840                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
841
842                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
843                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
844                         if (value > alpha)
845                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
846                     }
847                 }
848
849                 // Step 16. Undo move
850                 pos.undo_move(move);
851
852                 // Can we exit fail high loop ?
853                 if (AbortSearch || value < beta)
854                     break;
855
856                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
857                 // the score before research in case we run out of time while researching.
858                 rml.set_move_score(i, value);
859                 ss->bestMove = move;
860                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
861                 rml.set_move_pv(i, pv);
862
863                 // Print information to the standard output
864                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
865
866                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
867                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
868                 researchCountFH++;
869
870             } // End of fail high loop
871
872             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
873             // was aborted because the user interrupted the search or because we
874             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
875             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
876             // move and/or PV.
877             if (AbortSearch)
878                 break;
879
880             // Remember searched nodes counts for this move
881             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
882
883             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
884             assert(value < beta);
885
886             // Step 17. Check for new best move
887             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
888                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
889             else
890             {
891                 // PV move or new best move!
892
893                 // Update PV
894                 rml.set_move_score(i, value);
895                 ss->bestMove = move;
896                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
897                 rml.set_move_pv(i, pv);
898
899                 if (MultiPV == 1)
900                 {
901                     // We record how often the best move has been changed in each
902                     // iteration. This information is used for time managment: When
903                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
904                     if (i > 0)
905                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
906
907                     // Print information to the standard output
908                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
909
910                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
911                     if (value > alpha)
912                         alpha = value;
913                 }
914                 else // MultiPV > 1
915                 {
916                     rml.sort_multipv(i);
917                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
918                     {
919                         cout << "info multipv " << j + 1
920                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
921                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
922                              << " time " << current_search_time()
923                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
924                              << " nps " << nps()
925                              << " pv ";
926
927                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
928                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
929
930                         cout << endl;
931                     }
932                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
933                 }
934             } // PV move or new best move
935
936             assert(alpha >= *alphaPtr);
937
938             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
939
940             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
941                 StopOnPonderhit = false;
942         }
943
944         // Can we exit fail low loop ?
945         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
946             break;
947
948         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
949         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
950         researchCountFL++;
951
952     } // Fail low loop
953
954     // Sort the moves before to return
955     rml.sort();
956
957     return alpha;
958   }
959
960
961   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
962   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
963   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
964   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
965   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
966   // here: This is taken care of after we return from the split point.
967
968   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
969   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
970
971     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
972     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
973     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
974     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
975     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
976
977     Move movesSearched[MOVES_MAX];
978     StateInfo st;
979     const TTEntry *tte;
980     Key posKey;
981     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
982     Depth ext, newDepth;
983     Value bestValue, value, oldAlpha;
984     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
985     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
986     bool mateThreat = false;
987     int moveCount = 0;
988     int threadID = pos.thread();
989     SplitPoint* sp = NULL;
990     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
991     oldAlpha = alpha;
992     isCheck = pos.is_check();
993
994     if (SpNode)
995     {
996         sp = ss->sp;
997         tte = NULL;
998         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
999         threatMove = sp->threatMove;
1000         mateThreat = sp->mateThreat;
1001         goto split_point_start;
1002     }
1003
1004     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1005     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
1006     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1007     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1008
1009     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1010     {
1011         NodesSincePoll = 0;
1012         poll();
1013     }
1014
1015     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1016     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1017         return VALUE_DRAW;
1018
1019     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1020         return VALUE_DRAW;
1021
1022     // Step 3. Mate distance pruning
1023     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1024     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1025     if (alpha >= beta)
1026         return alpha;
1027
1028     // Step 4. Transposition table lookup
1029
1030     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1031     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1032     excludedMove = ss->excludedMove;
1033     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1034
1035     tte = TT.retrieve(posKey);
1036     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1037
1038     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1039     // This is to avoid problems in the following areas:
1040     //
1041     // * Repetition draw detection
1042     // * Fifty move rule detection
1043     // * Searching for a mate
1044     // * Printing of full PV line
1045
1046     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1047     {
1048         // Refresh tte entry to avoid aging
1049         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1050
1051         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1052         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1053     }
1054
1055     // Step 5. Evaluate the position statically and
1056     // update gain statistics of parent move.
1057     if (isCheck)
1058         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1059     else if (tte)
1060     {
1061         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1062
1063         ss->eval = tte->static_value();
1064         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1065         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1066     }
1067     else
1068     {
1069         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1070         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1071     }
1072
1073     // Save gain for the parent non-capture move
1074     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1075
1076     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1077     if (   !PvNode
1078         &&  depth < RazorDepth
1079         && !isCheck
1080         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1081         &&  ttMove == MOVE_NONE
1082         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1083         && !value_is_mate(beta)
1084         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1085     {
1086         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1087         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1088         if (v < rbeta)
1089             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1090             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1091             return v;
1092     }
1093
1094     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1095     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1096     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1097     if (   !PvNode
1098         && !ss->skipNullMove
1099         &&  depth < RazorDepth
1100         && !isCheck
1101         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1102         && !value_is_mate(beta)
1103         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1104         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1105
1106     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1107     if (   !PvNode
1108         && !ss->skipNullMove
1109         &&  depth > ONE_PLY
1110         && !isCheck
1111         &&  refinedValue >= beta
1112         && !value_is_mate(beta)
1113         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1114     {
1115         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1116
1117         // Null move dynamic reduction based on depth
1118         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1119
1120         // Null move dynamic reduction based on value
1121         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1122             R++;
1123
1124         pos.do_null_move(st);
1125         (ss+1)->skipNullMove = true;
1126
1127         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1128                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1129         (ss+1)->skipNullMove = false;
1130         pos.undo_null_move();
1131
1132         if (nullValue >= beta)
1133         {
1134             // Do not return unproven mate scores
1135             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1136                 nullValue = beta;
1137
1138             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1139                 return nullValue;
1140
1141             // Do verification search at high depths
1142             ss->skipNullMove = true;
1143             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1144             ss->skipNullMove = false;
1145
1146             if (v >= beta)
1147                 return nullValue;
1148         }
1149         else
1150         {
1151             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1152             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1153             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1154             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1155             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1156             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1157             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1158                 mateThreat = true;
1159
1160             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1161             if (   depth < ThreatDepth
1162                 && (ss-1)->reduction
1163                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1164                 return beta - 1;
1165         }
1166     }
1167
1168     // Step 9. Internal iterative deepening
1169     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1170         &&  ttMove == MOVE_NONE
1171         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1172     {
1173         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1174
1175         ss->skipNullMove = true;
1176         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1177         ss->skipNullMove = false;
1178
1179         ttMove = ss->bestMove;
1180         tte = TT.retrieve(posKey);
1181     }
1182
1183     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1184     if (PvNode)
1185         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1186
1187 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1188
1189     // Initialize a MovePicker object for the current position
1190     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1191     MovePicker mpBase = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1192     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1193     CheckInfo ci(pos);
1194     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1195     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1196     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1197     singularExtensionNode =  !SpNode
1198                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1199                            && tte
1200                            && tte->move()
1201                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1202                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1203                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1204     if (SpNode)
1205     {
1206         lock_grab(&(sp->lock));
1207         bestValue = sp->bestValue;
1208     }
1209
1210     // Step 10. Loop through moves
1211     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1212     while (   bestValue < beta
1213            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1214            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1215     {
1216       if (SpNode)
1217       {
1218           moveCount = ++sp->moveCount;
1219           lock_release(&(sp->lock));
1220       }
1221
1222       assert(move_is_ok(move));
1223
1224       if (move == excludedMove)
1225           continue;
1226
1227       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1228       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1229
1230       // Step 11. Decide the new search depth
1231       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1232
1233       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1234       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1235       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1236       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1237       if (   singularExtensionNode
1238           && move == tte->move()
1239           && ext < ONE_PLY)
1240       {
1241           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1242
1243           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1244           {
1245               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1246               ss->excludedMove = move;
1247               ss->skipNullMove = true;
1248               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1249               ss->skipNullMove = false;
1250               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1251               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1252               if (v < b)
1253                   ext = ONE_PLY;
1254           }
1255       }
1256
1257       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1258
1259       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1260       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1261
1262       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1263       if (   !PvNode
1264           && !captureOrPromotion
1265           && !isCheck
1266           && !dangerous
1267           &&  move != ttMove
1268           && !move_is_castle(move))
1269       {
1270           // Move count based pruning
1271           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1272               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1273               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1274           {
1275               if (SpNode)
1276                   lock_grab(&(sp->lock));
1277
1278               continue;
1279           }
1280
1281           // Value based pruning
1282           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1283           // but fixing this made program slightly weaker.
1284           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1285           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1286                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1287
1288           if (futilityValueScaled < beta)
1289           {
1290               if (SpNode)
1291               {
1292                   lock_grab(&(sp->lock));
1293                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1294                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1295               }
1296               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1297                   bestValue = futilityValueScaled;
1298
1299               continue;
1300           }
1301       }
1302
1303       // Step 13. Make the move
1304       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1305
1306       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1307       // The first move in list is the expected PV
1308       if (!SpNode && PvNode && moveCount == 1)
1309           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1310                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1311       else
1312       {
1313           // Step 14. Reduced depth search
1314           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1315           bool doFullDepthSearch = true;
1316
1317           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1318               && !captureOrPromotion
1319               && !dangerous
1320               && !move_is_castle(move)
1321               && !(ss->killers[0] == move || ss->killers[1] == move))
1322           {
1323               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1324               if (ss->reduction)
1325               {
1326                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1327                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1328                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1329                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1330
1331                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1332               }
1333
1334               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1335               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1336               // if the move fails high again then go with full depth search.
1337               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1338               {
1339                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1340
1341                   ss->reduction = ONE_PLY;
1342                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1343                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1344                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1345               }
1346               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1347           }
1348
1349           // Step 15. Full depth search
1350           if (doFullDepthSearch)
1351           {
1352               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1353               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1354                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1355
1356               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1357               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1358               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1359               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1360                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1361                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1362           }
1363       }
1364
1365       // Step 16. Undo move
1366       pos.undo_move(move);
1367
1368       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1369
1370       // Step 17. Check for new best move
1371       if (SpNode)
1372       {
1373           lock_grab(&(sp->lock));
1374           bestValue = sp->bestValue;
1375           alpha = sp->alpha;
1376       }
1377
1378       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1379       {
1380           bestValue = value;
1381           if (value > alpha)
1382           {
1383               if (SpNode && (!PvNode || value >= beta))
1384                   sp->stopRequest = true;
1385
1386               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1387                   alpha = value;
1388
1389               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1390                   ss->mateKiller = move;
1391
1392               ss->bestMove = move;
1393           }
1394           if (SpNode)
1395           {
1396               sp->bestValue = bestValue;
1397               sp->alpha = alpha;
1398               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove;
1399           }
1400       }
1401
1402       // Step 18. Check for split
1403       if (   !SpNode
1404           && depth >= MinimumSplitDepth
1405           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1406           && bestValue < beta
1407           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1408           && !AbortSearch
1409           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1410           && Iteration <= 99)
1411           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1412                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1413     }
1414
1415     if (SpNode)
1416     {
1417         /* Here we have the lock still grabbed */
1418         sp->slaves[threadID] = 0;
1419         lock_release(&(sp->lock));
1420         return bestValue;
1421     }
1422
1423     // Step 19. Check for mate and stalemate
1424     // All legal moves have been searched and if there are
1425     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1426     // If one move was excluded return fail low score.
1427     if (!moveCount)
1428         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1429
1430     // Step 20. Update tables
1431     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1432     // history counters, and killer moves.
1433     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1434         return bestValue;
1435
1436     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1437     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1438     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1439
1440     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1441     if (    bestValue >= beta
1442         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1443     {
1444             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1445             update_killers(move, ss);
1446     }
1447
1448     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1449
1450     return bestValue;
1451   }
1452
1453
1454   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1455   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1456   // less than ONE_PLY).
1457
1458   template <NodeType PvNode>
1459   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1460
1461     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1462     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1463     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1464     assert(depth <= 0);
1465     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1466     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1467
1468     StateInfo st;
1469     Move ttMove, move;
1470     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1471     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1472     const TTEntry* tte;
1473     Value oldAlpha = alpha;
1474
1475     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1476     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1477
1478     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1479     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1480         return VALUE_DRAW;
1481
1482     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1483     // pruning, but only for move ordering.
1484     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1485     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1486
1487     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1488     {
1489         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1490         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1491     }
1492
1493     isCheck = pos.is_check();
1494
1495     // Evaluate the position statically
1496     if (isCheck)
1497     {
1498         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1499         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1500         deepChecks = enoughMaterial = false;
1501     }
1502     else
1503     {
1504         if (tte)
1505         {
1506             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1507
1508             evalMargin = tte->static_value_margin();
1509             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1510         }
1511         else
1512             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1513
1514         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1515
1516         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1517         if (bestValue >= beta)
1518         {
1519             if (!tte)
1520                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1521
1522             return bestValue;
1523         }
1524
1525         if (PvNode && bestValue > alpha)
1526             alpha = bestValue;
1527
1528         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1529         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1530
1531         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1532         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1533         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1534     }
1535
1536     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1537     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1538     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1539     // and we are near beta) will be generated.
1540     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1541     CheckInfo ci(pos);
1542
1543     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1544     while (   alpha < beta
1545            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1546     {
1547       assert(move_is_ok(move));
1548
1549       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1550
1551       // Futility pruning
1552       if (   !PvNode
1553           && !isCheck
1554           && !moveIsCheck
1555           &&  move != ttMove
1556           &&  enoughMaterial
1557           && !move_is_promotion(move)
1558           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1559       {
1560           futilityValue =  futilityBase
1561                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1562                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1563
1564           if (futilityValue < alpha)
1565           {
1566               if (futilityValue > bestValue)
1567                   bestValue = futilityValue;
1568               continue;
1569           }
1570       }
1571
1572       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1573       evasionPrunable =   isCheck
1574                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1575                        && !pos.move_is_capture(move)
1576                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1577
1578       // Don't search moves with negative SEE values
1579       if (   !PvNode
1580           && (!isCheck || evasionPrunable)
1581           &&  move != ttMove
1582           && !move_is_promotion(move)
1583           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1584           continue;
1585
1586       // Update current move
1587       ss->currentMove = move;
1588
1589       // Make and search the move
1590       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1591       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1592       pos.undo_move(move);
1593
1594       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1595
1596       // New best move?
1597       if (value > bestValue)
1598       {
1599           bestValue = value;
1600           if (value > alpha)
1601           {
1602               alpha = value;
1603               ss->bestMove = move;
1604           }
1605        }
1606     }
1607
1608     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1609     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1610     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1611         return value_mated_in(ply);
1612
1613     // Update transposition table
1614     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1615     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1616     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1617
1618     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1619
1620     return bestValue;
1621   }
1622
1623
1624   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1625   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1626   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1627   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1628   // second move is assumed to be a move from the current position.
1629
1630   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1631
1632     Square f1, t1, f2, t2;
1633     Piece p;
1634
1635     assert(move_is_ok(m1));
1636     assert(move_is_ok(m2));
1637
1638     if (m2 == MOVE_NONE)
1639         return false;
1640
1641     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1642     f2 = move_from(m2);
1643     t1 = move_to(m1);
1644     if (f2 == t1)
1645         return true;
1646
1647     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1648     t2 = move_to(m2);
1649     f1 = move_from(m1);
1650     if (t2 == f1)
1651         return true;
1652
1653     // Case 3: Moving through the vacated square
1654     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1655         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1656       return true;
1657
1658     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1659     p = pos.piece_on(t1);
1660     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1661         return true;
1662
1663     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1664     if (    piece_is_slider(p)
1665         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1666         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1667     {
1668         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1669         // move is the opposite of the checking piece.
1670         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1671         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1672
1673         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1674             return true;
1675     }
1676     return false;
1677   }
1678
1679
1680   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1681   // compensated for the ply.
1682
1683   bool value_is_mate(Value value) {
1684
1685     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1686
1687     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1688           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1689   }
1690
1691
1692   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1693   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1694   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1695
1696   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1697
1698     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1699       return v + ply;
1700
1701     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1702       return v - ply;
1703
1704     return v;
1705   }
1706
1707
1708   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1709   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1710
1711   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1712
1713     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1714       return v - ply;
1715
1716     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1717       return v + ply;
1718
1719     return v;
1720   }
1721
1722
1723   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1724   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1725   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1726   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1727   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1728   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1729   template <NodeType PvNode>
1730   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1731                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1732
1733     assert(m != MOVE_NONE);
1734
1735     Depth result = DEPTH_ZERO;
1736     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1737
1738     if (*dangerous)
1739     {
1740         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1741             result += CheckExtension[PvNode];
1742
1743         if (singleEvasion)
1744             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1745
1746         if (mateThreat)
1747             result += MateThreatExtension[PvNode];
1748     }
1749
1750     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1751     {
1752         Color c = pos.side_to_move();
1753         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1754         {
1755             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1756             *dangerous = true;
1757         }
1758         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1759         {
1760             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1761             *dangerous = true;
1762         }
1763     }
1764
1765     if (   captureOrPromotion
1766         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1767         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1768             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1769         && !move_is_promotion(m)
1770         && !move_is_ep(m))
1771     {
1772         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1773         *dangerous = true;
1774     }
1775
1776     if (   PvNode
1777         && captureOrPromotion
1778         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1779         && pos.see_sign(m) >= 0)
1780     {
1781         result += ONE_PLY / 2;
1782         *dangerous = true;
1783     }
1784
1785     return Min(result, ONE_PLY);
1786   }
1787
1788
1789   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1790   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1791
1792   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1793
1794     assert(move_is_ok(m));
1795     assert(threat && move_is_ok(threat));
1796     assert(!pos.move_is_check(m));
1797     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1798     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1799
1800     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1801
1802     mfrom = move_from(m);
1803     mto = move_to(m);
1804     tfrom = move_from(threat);
1805     tto = move_to(threat);
1806
1807     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1808     if (mfrom == tto)
1809         return true;
1810
1811     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1812     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1813     if (   pos.move_is_capture(threat)
1814         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1815             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1816         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1817         return true;
1818
1819     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1820     // prune safe moves which block its ray.
1821     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1822         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1823         && pos.see_sign(m) >= 0)
1824         return true;
1825
1826     return false;
1827   }
1828
1829
1830   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1831   // can be used at a given point in search.
1832
1833   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1834
1835     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1836
1837     return   (   tte->depth() >= depth
1838               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1839               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1840
1841           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1842               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1843   }
1844
1845
1846   // refine_eval() returns the transposition table score if
1847   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1848
1849   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1850
1851       assert(tte);
1852
1853       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1854
1855       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1856           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1857           return v;
1858
1859       return defaultEval;
1860   }
1861
1862
1863   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1864   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1865
1866   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1867                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1868     Move m;
1869
1870     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1871
1872     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1873     {
1874         m = movesSearched[i];
1875
1876         assert(m != move);
1877
1878         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1879             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1880     }
1881   }
1882
1883
1884   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1885   // among the killer moves of that ply.
1886
1887   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1888
1889     if (m == ss->killers[0])
1890         return;
1891
1892     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1893     ss->killers[0] = m;
1894   }
1895
1896
1897   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1898   // the static position evaluation before and after the move.
1899
1900   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1901
1902     if (   m != MOVE_NULL
1903         && before != VALUE_NONE
1904         && after != VALUE_NONE
1905         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1906         && !move_is_special(m))
1907         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1908   }
1909
1910
1911   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1912   // since the beginning of the current search.
1913
1914   int current_search_time() {
1915
1916     return get_system_time() - SearchStartTime;
1917   }
1918
1919
1920   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1921
1922   std::string value_to_uci(Value v) {
1923
1924     std::stringstream s;
1925
1926     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1927       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1928     else
1929       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1930
1931     return s.str();
1932   }
1933
1934   // nps() computes the current nodes/second count.
1935
1936   int nps() {
1937
1938     int t = current_search_time();
1939     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1940   }
1941
1942
1943   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1944   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1945   // search.
1946
1947   void poll() {
1948
1949     static int lastInfoTime;
1950     int t = current_search_time();
1951
1952     //  Poll for input
1953     if (Bioskey())
1954     {
1955         // We are line oriented, don't read single chars
1956         std::string command;
1957
1958         if (!std::getline(std::cin, command))
1959             command = "quit";
1960
1961         if (command == "quit")
1962         {
1963             AbortSearch = true;
1964             PonderSearch = false;
1965             Quit = true;
1966             return;
1967         }
1968         else if (command == "stop")
1969         {
1970             AbortSearch = true;
1971             PonderSearch = false;
1972         }
1973         else if (command == "ponderhit")
1974             ponderhit();
1975     }
1976
1977     // Print search information
1978     if (t < 1000)
1979         lastInfoTime = 0;
1980
1981     else if (lastInfoTime > t)
1982         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1983         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1984         lastInfoTime = 0;
1985
1986     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1987     {
1988         lastInfoTime = t;
1989
1990         if (dbg_show_mean)
1991             dbg_print_mean();
1992
1993         if (dbg_show_hit_rate)
1994             dbg_print_hit_rate();
1995
1996         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
1997              << " time " << t << endl;
1998     }
1999
2000     // Should we stop the search?
2001     if (PonderSearch)
2002         return;
2003
2004     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2005                            && !AspirationFailLow
2006                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2007
2008     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2009                      || stillAtFirstMove;
2010
2011     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2012         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2013         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2014         AbortSearch = true;
2015   }
2016
2017
2018   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2019   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2020   // it correctly predicted the opponent's move.
2021
2022   void ponderhit() {
2023
2024     int t = current_search_time();
2025     PonderSearch = false;
2026
2027     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2028                            && !AspirationFailLow
2029                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2030
2031     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2032                      || stillAtFirstMove;
2033
2034     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2035         AbortSearch = true;
2036   }
2037
2038
2039   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2040   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2041
2042   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2043
2044     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2045     {
2046         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2047         ss->skipNullMove = false;
2048         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2049         ss->sp = NULL;
2050
2051         if (i < 3)
2052             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2053     }
2054   }
2055
2056
2057   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2058   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2059   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2060   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2061   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2062   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2063
2064   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2065
2066     std::string command;
2067
2068     while (true)
2069     {
2070         if (!std::getline(std::cin, command))
2071             command = "quit";
2072
2073         if (command == "quit")
2074         {
2075             Quit = true;
2076             break;
2077         }
2078         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2079             break;
2080     }
2081   }
2082
2083
2084   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2085   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2086
2087   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2088
2089     cout << "info depth " << Iteration
2090          << " score "     << value_to_uci(value)
2091          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2092          << " time "  << current_search_time()
2093          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2094          << " nps "   << nps()
2095          << " pv ";
2096
2097     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2098         cout << *m << " ";
2099
2100     cout << endl;
2101
2102     if (UseLogFile)
2103     {
2104         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2105                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2106
2107         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2108                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2109     }
2110   }
2111
2112
2113   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2114   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2115   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2116
2117   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2118
2119     StateInfo st;
2120     TTEntry* tte;
2121     Position p(pos, pos.thread());
2122     Value v, m = VALUE_NONE;
2123
2124     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2125     {
2126         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2127         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2128         {
2129             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2130             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2131         }
2132         p.do_move(pv[i], st);
2133     }
2134   }
2135
2136
2137   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2138   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2139   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2140   // long PV to print that is important for position analysis.
2141
2142   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2143
2144     StateInfo st;
2145     TTEntry* tte;
2146     Position p(pos, pos.thread());
2147     int ply = 0;
2148
2149     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2150
2151     pv[ply] = bestMove;
2152     p.do_move(pv[ply++], st);
2153
2154     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2155            && tte->move() != MOVE_NONE
2156            && move_is_legal(p, tte->move())
2157            && ply < PLY_MAX
2158            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2159     {
2160         pv[ply] = tte->move();
2161         p.do_move(pv[ply++], st);
2162     }
2163     pv[ply] = MOVE_NONE;
2164   }
2165
2166
2167   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2168   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2169   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2170   // threads and one for Windows threads.
2171
2172 #if !defined(_MSC_VER)
2173
2174   void* init_thread(void *threadID) {
2175
2176     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2177     return NULL;
2178   }
2179
2180 #else
2181
2182   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2183
2184     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2185     return 0;
2186   }
2187
2188 #endif
2189
2190
2191   /// The ThreadsManager class
2192
2193   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2194   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2195   // counters used to sort the moves at root.
2196
2197   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2198
2199     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2200         threads[i].nodes = 0ULL;
2201   }
2202
2203   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2204
2205     int64_t result = 0ULL;
2206     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2207         result += threads[i].nodes;
2208
2209     return result;
2210   }
2211
2212
2213   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2214   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2215   // object for which the current thread is the master.
2216
2217   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2218
2219     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2220
2221     while (true)
2222     {
2223         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2224         // master should exit as last one.
2225         if (AllThreadsShouldExit)
2226         {
2227             assert(!sp);
2228             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2229             return;
2230         }
2231
2232         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2233         // instead of wasting CPU time polling for work.
2234         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2235         {
2236             assert(!sp);
2237             assert(threadID != 0);
2238             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2239
2240 #if !defined(_MSC_VER)
2241             lock_grab(&WaitLock);
2242             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2243                 pthread_cond_wait(&WaitCond[threadID], &WaitLock);
2244             lock_release(&WaitLock);
2245 #else
2246             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2247 #endif
2248         }
2249
2250         // If thread has just woken up, mark it as available
2251         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2252             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2253
2254         // If this thread has been assigned work, launch a search
2255         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2256         {
2257             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2258
2259             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2260
2261             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2262             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2263             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2264             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2265             ss->sp = tsp;
2266
2267             if (tsp->pvNode)
2268                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2269             else
2270                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2271
2272             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2273
2274             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2275         }
2276
2277         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2278         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2279         int i = 0;
2280         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2281
2282         if (i == ActiveThreads)
2283         {
2284             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2285             // be sure sp->lock has been released before to return.
2286             lock_grab(&(sp->lock));
2287             lock_release(&(sp->lock));
2288
2289             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2290             // because here is all finished is not possible master is booked.
2291             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2292
2293             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2294             return;
2295         }
2296     }
2297   }
2298
2299
2300   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2301   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2302   // objects.
2303
2304   void ThreadsManager::init_threads() {
2305
2306     volatile int i;
2307     bool ok;
2308
2309 #if !defined(_MSC_VER)
2310     pthread_t pthread[1];
2311 #endif
2312
2313     // Initialize global locks
2314     lock_init(&MPLock);
2315     lock_init(&WaitLock);
2316
2317     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2318 #if !defined(_MSC_VER)
2319         pthread_cond_init(&WaitCond[i], NULL);
2320 #else
2321         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2322 #endif
2323
2324     // Initialize splitPoints[] locks
2325     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2326         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2327             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2328
2329     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2330     AllThreadsShouldExit = false;
2331
2332     // Threads will be put to sleep as soon as created
2333     AllThreadsShouldSleep = true;
2334
2335     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2336     ActiveThreads = 1;
2337     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2338     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2339         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2340
2341     // Launch the helper threads
2342     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2343     {
2344
2345 #if !defined(_MSC_VER)
2346         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2347 #else
2348         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2349 #endif
2350
2351         if (!ok)
2352         {
2353             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2354             Application::exit_with_failure();
2355         }
2356
2357         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2358         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2359     }
2360   }
2361
2362
2363   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2364   // helper threads exit cleanly.
2365
2366   void ThreadsManager::exit_threads() {
2367
2368     AllThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2369     ActiveThreads = MAX_THREADS; // Avoid any woken up thread comes back to sleep
2370
2371     // Wake up all the threads and waits for termination
2372     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2373     {
2374         wake_sleeping_thread(i);
2375         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2376     }
2377
2378     // Now we can safely destroy the locks
2379     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2380         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2381             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2382
2383     lock_destroy(&WaitLock);
2384     lock_destroy(&MPLock);
2385   }
2386
2387
2388   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2389   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2390   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2391
2392   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2393
2394     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2395
2396     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2397
2398     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2399     return sp != NULL;
2400   }
2401
2402
2403   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2404   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2405   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2406   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2407   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2408   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2409   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2410
2411   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2412
2413     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2414     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2415     assert(ActiveThreads > 1);
2416
2417     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2418         return false;
2419
2420     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2421     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2422
2423     // No active split points means that the thread is available as
2424     // a slave for any other thread.
2425     if (localActiveSplitPoints == 0 || ActiveThreads == 2)
2426         return true;
2427
2428     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2429     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2430     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2431     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2432         return true;
2433
2434     return false;
2435   }
2436
2437
2438   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2439   // a slave for the thread with threadID "master".
2440
2441   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2442
2443     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2444     assert(ActiveThreads > 1);
2445
2446     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2447         if (thread_is_available(i, master))
2448             return true;
2449
2450     return false;
2451   }
2452
2453
2454   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2455   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2456   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2457   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2458   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2459   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2460   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2461   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2462   // split() returns.
2463
2464   template <bool Fake>
2465   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2466                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2467                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2468     assert(p.is_ok());
2469     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2470     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2471     assert(*bestValue <= *alpha);
2472     assert(*alpha < beta);
2473     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2474     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2475     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2476     assert(ActiveThreads > 1);
2477
2478     int i, master = p.thread();
2479     Thread& masterThread = threads[master];
2480
2481     lock_grab(&MPLock);
2482
2483     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2484     // active split points, don't split.
2485     if (   !available_thread_exists(master)
2486         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2487     {
2488         lock_release(&MPLock);
2489         return;
2490     }
2491
2492     // Pick the next available split point object from the split point stack
2493     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2494
2495     // Initialize the split point object
2496     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2497     splitPoint.stopRequest = false;
2498     splitPoint.ply = ply;
2499     splitPoint.depth = depth;
2500     splitPoint.threatMove = threatMove;
2501     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2502     splitPoint.alpha = *alpha;
2503     splitPoint.beta = beta;
2504     splitPoint.pvNode = pvNode;
2505     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2506     splitPoint.mp = mp;
2507     splitPoint.moveCount = moveCount;
2508     splitPoint.pos = &p;
2509     splitPoint.parentSstack = ss;
2510     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2511         splitPoint.slaves[i] = 0;
2512
2513     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2514
2515     // If we are here it means we are not available
2516     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2517
2518     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2519
2520     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2521     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2522         if (thread_is_available(i, master))
2523         {
2524             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2525             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2526             splitPoint.slaves[i] = 1;
2527             workersCnt++;
2528         }
2529
2530     assert(Fake || workersCnt > 1);
2531
2532     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2533     lock_release(&MPLock);
2534
2535     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2536     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2537     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2538         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2539         {
2540             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2541
2542             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2543
2544             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2545         }
2546
2547     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2548     // which it will instantly launch a search, because its state is
2549     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2550     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2551     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2552     idle_loop(master, &splitPoint);
2553
2554     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2555     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2556     lock_grab(&MPLock);
2557
2558     *alpha = splitPoint.alpha;
2559     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2560     masterThread.activeSplitPoints--;
2561     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2562
2563     lock_release(&MPLock);
2564   }
2565
2566
2567   // wake_sleeping_thread() wakes up all sleeping threads when it is time
2568   // to start a new search from the root.
2569
2570   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2571
2572     assert(threadID > 0);
2573     assert(threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING);
2574
2575     AllThreadsShouldSleep = false; // Avoid the woken up thread comes back to sleep
2576
2577 #if !defined(_MSC_VER)
2578         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2579         pthread_cond_signal(&WaitCond[threadID]);
2580         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2581 #else
2582         SetEvent(SitIdleEvent[threadID]);
2583 #endif
2584   }
2585
2586
2587   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2588   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2589   // finished the job and should be idle.
2590
2591   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2592
2593     assert(!AllThreadsShouldSleep || ActiveThreads == 1);
2594
2595     // This makes the threads to go to sleep
2596     AllThreadsShouldSleep = true;
2597   }
2598
2599   /// The RootMoveList class
2600
2601   // RootMoveList c'tor
2602
2603   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2604
2605     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2606     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2607     StateInfo st;
2608     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2609
2610     // Initialize search stack
2611     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2612     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2613     count = 0;
2614
2615     // Generate all legal moves
2616     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2617
2618     // Add each move to the moves[] array
2619     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2620     {
2621         bool includeMove = includeAllMoves;
2622
2623         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2624             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2625
2626         if (!includeMove)
2627             continue;
2628
2629         // Find a quick score for the move
2630         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2631         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2632         pos.do_move(cur->move, st);
2633         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2634         pos.undo_move(cur->move);
2635         count++;
2636     }
2637     sort();
2638   }
2639
2640   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2641   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2642
2643   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2644   {
2645       Move move;
2646       int score = 1000;
2647       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2648
2649       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2650           for (int i = 0; i < count; i++)
2651               if (moves[i].move == move)
2652               {
2653                   moves[i].mp_score = score--;
2654                   break;
2655               }
2656   }
2657
2658   // RootMoveList simple methods definitions
2659
2660   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2661
2662     int j;
2663
2664     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2665         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2666
2667     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2668   }
2669
2670
2671   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2672   // iteration.
2673
2674   void RootMoveList::sort() {
2675
2676     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2677   }
2678
2679
2680   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2681   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2682   // correctly in MultiPV mode.
2683
2684   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2685
2686     int i,j;
2687
2688     for (i = 1; i <= n; i++)
2689     {
2690         RootMove rm = moves[i];
2691         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2692             moves[j] = moves[j - 1];
2693
2694         moves[j] = rm;
2695     }
2696   }
2697
2698 } // namespace