c1a91a97ea0f637ca1658bb946c1886060f3ce65
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movegen.h"
36 #include "movepick.h"
37 #include "lock.h"
38 #include "san.h"
39 #include "search.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "tt.h"
42 #include "ucioption.h"
43
44
45 ////
46 //// Local definitions
47 ////
48
49 namespace {
50
51   /// Types
52
53   // IterationInfoType stores search results for each iteration
54   //
55   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
56   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
57   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
58   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
59   // we guess what the right value might be and store our guess
60   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
61   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
62   // not exact is not big a problem.
63
64   struct IterationInfoType {
65
66     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
67     : value(v), speculatedValue(sv) {}
68
69     Value value, speculatedValue;
70   };
71
72
73   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
74   // Apart for the first one that has its score, following moves
75   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
76   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
77   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
78   // concurrent accessing under SMP case.
79
80   struct BetaCounterType {
81
82     BetaCounterType();
83     void clear();
84     void add(Color us, Depth d, int threadID);
85     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
86   };
87
88
89   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
90   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
91   // in the case of moves which fail low).
92
93   struct RootMove {
94
95     RootMove();
96     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
97
98     Move move;
99     Value score;
100     int64_t nodes, cumulativeNodes;
101     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
102     int64_t ourBeta, theirBeta;
103   };
104
105
106   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
107   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
108
109   class RootMoveList {
110
111   public:
112     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
113     inline Move get_move(int moveNum) const;
114     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
115     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
116     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
117     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
118     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
119     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
120     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
121     inline int move_count() const;
122     Move scan_for_easy_move() const;
123     inline void sort();
124     void sort_multipv(int n);
125
126   private:
127     static const int MaxRootMoves = 500;
128     RootMove moves[MaxRootMoves];
129     int count;
130   };
131
132
133   /// Constants
134
135   // Search depth at iteration 1
136   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
137
138   // Depth limit for selective search
139   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
140
141   // Use internal iterative deepening?
142   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
143   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
144
145   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
146   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
147   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
148   const Value IIDMargin = Value(0x100);
149
150   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
151   // better than the second best move.
152   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
153
154   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
155   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
156   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
157   // time looking for a better move.
158   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
159
160   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
161   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
162   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
163   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
164
165   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
166   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
167   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
168
169   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
170   // understand their precise meaning.
171   const bool PruneEscapeMoves    = false;
172   const bool PruneDefendingMoves = false;
173   const bool PruneBlockingMoves  = false;
174
175   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
176   // and near frontier nodes.
177   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
178
179   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
180   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
181   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
182                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
183   // Razoring
184   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
185
186   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
187   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
188
189   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
190   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
191
192
193   /// Variables initialized by UCI options
194
195   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
196   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
197
198   // Depth limit for use of dynamic threat detection
199   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
200
201   // Last seconds noise filtering (LSN)
202   const bool UseLSNFiltering = true;
203   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
204   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
205   bool loseOnTime = false;
206
207   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
208   // There is heavy SMP read access on these arrays
209   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
210   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
211
212   // Iteration counters
213   int Iteration;
214   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
215
216   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
217   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
218   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
219
220   // MultiPV mode
221   int MultiPV;
222
223   // Time managment variables
224   int SearchStartTime;
225   int MaxNodes, MaxDepth;
226   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
227   int RootMoveNumber;
228   bool InfiniteSearch;
229   bool PonderSearch;
230   bool StopOnPonderhit;
231   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
232   bool Quit;
233   bool FailHigh;
234   bool FailLow;
235   bool Problem;
236
237   // Show current line?
238   bool ShowCurrentLine;
239
240   // Log file
241   bool UseLogFile;
242   std::ofstream LogFile;
243
244   // MP related variables
245   int ActiveThreads = 1;
246   Depth MinimumSplitDepth;
247   int MaxThreadsPerSplitPoint;
248   Thread Threads[THREAD_MAX];
249   Lock MPLock;
250   Lock IOLock;
251   bool AllThreadsShouldExit = false;
252   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
253   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
254   bool Idle = true;
255
256 #if !defined(_MSC_VER)
257   pthread_cond_t WaitCond;
258   pthread_mutex_t WaitLock;
259 #else
260   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
261 #endif
262
263   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
264   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
265   int NodesSincePoll;
266   int NodesBetweenPolls = 30000;
267
268   // History table
269   History H;
270
271
272   /// Functions
273
274   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
275   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
276   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
277   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
278   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
279   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
280   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
281   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
282   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
283   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
284   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
285   bool value_is_mate(Value value);
286   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
287   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
288   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
289   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
290   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
291   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
292   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
293
294   bool fail_high_ply_1();
295   int current_search_time();
296   int nps();
297   void poll();
298   void ponderhit();
299   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
300   void wait_for_stop_or_ponderhit();
301   void init_ss_array(SearchStack ss[]);
302
303   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
304   void init_split_point_stack();
305   void destroy_split_point_stack();
306   bool thread_should_stop(int threadID);
307   bool thread_is_available(int slave, int master);
308   bool idle_thread_exists(int master);
309   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
310              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
311              const Value futilityValue, const Value approximateValue,
312              Depth depth, int *moves,
313              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
314   void wake_sleeping_threads();
315
316 #if !defined(_MSC_VER)
317   void *init_thread(void *threadID);
318 #else
319   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
320 #endif
321
322 }
323
324
325 ////
326 //// Functions
327 ////
328
329
330 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the
331 /// legal moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
332
333 int perft(Position& pos, Depth depth)
334 {
335     Move move;
336     MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
337     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
338     int sum = 0;
339
340     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
341     // the moves, just to count them.
342     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
343     {
344         while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE) sum++;
345         return sum;
346     }
347
348     // Loop through all legal moves
349     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
350     {
351       StateInfo st;
352       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
353       sum += perft(pos, depth - OnePly);
354       pos.undo_move(move);
355     }
356     return sum;
357 }
358
359
360 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
361 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
362 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
363 /// when a quit command is received during the search.
364
365 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
366            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
367            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
368
369   // Look for a book move
370   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
371   {
372       Move bookMove;
373       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
374           OpeningBook.open("book.bin");
375
376       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
377       if (bookMove != MOVE_NONE)
378       {
379           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
380           return true;
381       }
382   }
383
384   // Initialize global search variables
385   Idle = false;
386   SearchStartTime = get_system_time();
387   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
388   {
389       Threads[i].nodes = 0ULL;
390       Threads[i].failHighPly1 = false;
391   }
392   NodesSincePoll = 0;
393   InfiniteSearch = infinite;
394   PonderSearch = ponder;
395   StopOnPonderhit = false;
396   AbortSearch = false;
397   Quit = false;
398   FailHigh = false;
399   FailLow = false;
400   Problem = false;
401   ExactMaxTime = maxTime;
402
403   // Read UCI option values
404   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
405   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
406   {
407       TT.clear();
408       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
409   }
410
411   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
412   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
413
414   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
415   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
416
417   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
418   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
419
420   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
421   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
422
423   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
424   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
425
426   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
427   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
428
429   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
430   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
431
432   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
433   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
434   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
435
436   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
437   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
438   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
439   if (UseLogFile)
440       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
441
442   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
443   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
444
445   read_weights(pos.side_to_move());
446
447   // Set the number of active threads
448   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
449   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
450   {
451       ActiveThreads = newActiveThreads;
452       init_eval(ActiveThreads);
453   }
454
455   // Wake up sleeping threads
456   wake_sleeping_threads();
457
458   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
459       assert(thread_is_available(i, 0));
460
461   // Set thinking time
462   int myTime = time[side_to_move];
463   int myIncrement = increment[side_to_move];
464
465   if (!movesToGo) // Sudden death time control
466   {
467       if (myIncrement)
468       {
469           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
470           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
471       } else { // Blitz game without increment
472           MaxSearchTime = myTime / 30;
473           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
474       }
475   }
476   else // (x moves) / (y minutes)
477   {
478       if (movesToGo == 1)
479       {
480           MaxSearchTime = myTime / 2;
481           AbsoluteMaxSearchTime =
482              (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
483       } else {
484           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
485           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
486       }
487   }
488
489   if (PonderingEnabled)
490   {
491       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
492       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
493   }
494
495   // Fixed depth or fixed number of nodes?
496   MaxDepth = maxDepth;
497   if (MaxDepth)
498       InfiniteSearch = true; // HACK
499
500   MaxNodes = maxNodes;
501   if (MaxNodes)
502   {
503       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
504       InfiniteSearch = true; // HACK
505   }
506   else if (myTime && myTime < 1000)
507       NodesBetweenPolls = 1000;
508   else if (myTime && myTime < 5000)
509       NodesBetweenPolls = 5000;
510   else
511       NodesBetweenPolls = 30000;
512
513   // Write information to search log file
514   if (UseLogFile)
515       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
516               << "infinite: "  << infinite
517               << " ponder: "   << ponder
518               << " time: "     << myTime
519               << " increment: " << myIncrement
520               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
521
522
523   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
524   //
525   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
526   if (!loseOnTime)
527   {
528       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
529       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
530                     && myTime < LSNTime
531                     && myIncrement == 0
532                     && v < -LSNValue);
533   }
534   else
535   {
536       loseOnTime = false; // reset for next match
537       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
538           ; // wait here
539       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
540   }
541
542   if (UseLogFile)
543       LogFile.close();
544
545   Idle = true;
546   return !Quit;
547 }
548
549
550 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
551 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
552 /// objects.
553
554 void init_threads() {
555
556   volatile int i;
557
558 #if !defined(_MSC_VER)
559   pthread_t pthread[1];
560 #endif
561
562   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
563       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
564
565   // Initialize global locks
566   lock_init(&MPLock, NULL);
567   lock_init(&IOLock, NULL);
568
569   init_split_point_stack();
570
571 #if !defined(_MSC_VER)
572   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
573   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
574 #else
575   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
576       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
577 #endif
578
579   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
580   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
581   {
582       Threads[i].stop = false;
583       Threads[i].workIsWaiting = false;
584       Threads[i].idle = true;
585       Threads[i].running = false;
586   }
587
588   // Launch the helper threads
589   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
590   {
591 #if !defined(_MSC_VER)
592       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
593 #else
594       DWORD iID[1];
595       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
596 #endif
597
598       // Wait until the thread has finished launching
599       while (!Threads[i].running);
600   }
601 }
602
603
604 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
605 /// helper threads exit cleanly.
606
607 void stop_threads() {
608
609   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
610   Idle = false;  // HACK
611   wake_sleeping_threads();
612   AllThreadsShouldExit = true;
613   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
614   {
615       Threads[i].stop = true;
616       while(Threads[i].running);
617   }
618   destroy_split_point_stack();
619 }
620
621
622 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
623 /// the current search.
624
625 int64_t nodes_searched() {
626
627   int64_t result = 0ULL;
628   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
629       result += Threads[i].nodes;
630   return result;
631 }
632
633
634 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
635 // new search from the root.
636 void SearchStack::init(int ply) {
637
638   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
639   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
640   reduction = Depth(0);
641 }
642
643 void SearchStack::initKillers() {
644
645   mateKiller = MOVE_NONE;
646   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
647       killers[i] = MOVE_NONE;
648 }
649
650 namespace {
651
652   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
653   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
654   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
655   // reached.
656
657   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
658
659     Position p(pos);
660     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
661
662     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
663     RootMoveList rml(p, searchMoves);
664
665     // Print RootMoveList c'tor startup scoring to the standard output,
666     // so that we print information also for iteration 1.
667     std::cout << "info depth " << 1 << "\ninfo depth " << 1
668               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
669               << " time " << current_search_time()
670               << " nodes " << nodes_searched()
671               << " nps " << nps()
672               << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
673
674     // Initialize
675     TT.new_search();
676     H.clear();
677     init_ss_array(ss);
678     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
679     Iteration = 1;
680
681     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
682
683     // Iterative deepening loop
684     while (Iteration < PLY_MAX)
685     {
686         // Initialize iteration
687         rml.sort();
688         Iteration++;
689         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
690         if (Iteration <= 5)
691             ExtraSearchTime = 0;
692
693         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
694
695         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
696         Value alpha, beta;
697
698         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
699         {
700             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
701             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
702
703             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
704
705             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
706             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
707         }
708         else
709         {
710             alpha = - VALUE_INFINITE;
711             beta  =   VALUE_INFINITE;
712         }
713
714         // Search to the current depth
715         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
716
717         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
718         // been overwritten during the search.
719         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
720
721         if (AbortSearch)
722             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
723
724         //Save info about search result
725         Value speculatedValue;
726         bool fHigh = false;
727         bool fLow = false;
728         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
729
730         if (value >= beta)
731         {
732             assert(delta > 0);
733
734             fHigh = true;
735             speculatedValue = value + delta;
736             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
737         }
738         else if (value <= alpha)
739         {
740             assert(value == alpha);
741             assert(delta < 0);
742
743             fLow = true;
744             speculatedValue = value + delta;
745             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
746         } else
747             speculatedValue = value;
748
749         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
750         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
751
752         // Erase the easy move if it differs from the new best move
753         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
754             EasyMove = MOVE_NONE;
755
756         Problem = false;
757
758         if (!InfiniteSearch)
759         {
760             // Time to stop?
761             bool stopSearch = false;
762
763             // Stop search early if there is only a single legal move
764             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
765                 stopSearch = true;
766
767             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
768             if (  Iteration >= 6
769                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
770                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
771                 stopSearch = true;
772
773             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
774             int64_t nodes = nodes_searched();
775             if (   Iteration >= 8
776                 && !fLow
777                 && !fHigh
778                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
779                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
780                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
781                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
782                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
783                 stopSearch = true;
784
785             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
786             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
787                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
788                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
789
790             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
791             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
792             // move at the next iteration anyway.
793             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
794                 stopSearch = true;
795
796             if (stopSearch)
797             {
798                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
799                 if (!PonderSearch)
800                     break;
801                 else
802                     StopOnPonderhit = true;
803             }
804         }
805
806         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
807             break;
808     }
809
810     rml.sort();
811
812     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
813     // are told to do so
814     if (PonderSearch)
815         wait_for_stop_or_ponderhit();
816     else
817         // Print final search statistics
818         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
819                   << " nps " << nps()
820                   << " time " << current_search_time()
821                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
822
823     // Print the best move and the ponder move to the standard output
824     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
825     {
826         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
827         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
828     }
829     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
830     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
831         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
832
833     std::cout << std::endl;
834
835     if (UseLogFile)
836     {
837         if (dbg_show_mean)
838             dbg_print_mean(LogFile);
839
840         if (dbg_show_hit_rate)
841             dbg_print_hit_rate(LogFile);
842
843         StateInfo st;
844         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
845                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
846                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
847
848         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
849         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
850                 << std::endl << std::endl;
851     }
852     return rml.get_move_score(0);
853   }
854
855
856   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
857   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
858   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
859   // and prints some information to the standard output.
860
861   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
862
863     Value oldAlpha = alpha;
864     Value value;
865     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
866
867     // Loop through all the moves in the root move list
868     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
869     {
870         if (alpha >= beta)
871         {
872             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
873             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
874             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
875             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
876             continue;
877         }
878         int64_t nodes;
879         Move move;
880         StateInfo st;
881         Depth ext, newDepth;
882
883         RootMoveNumber = i + 1;
884         FailHigh = false;
885
886         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
887         // are used to sort the root moves at the next iteration.
888         nodes = nodes_searched();
889
890         // Reset beta cut-off counters
891         BetaCounter.clear();
892
893         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
894         // the standard output.
895         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
896         if (current_search_time() >= 1000)
897             std::cout << "info currmove " << move
898                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
899
900         // Decide search depth for this move
901         bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
902         bool dangerous;
903         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
904         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
905
906         // Make the move, and search it
907         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
908
909         if (i < MultiPV)
910         {
911             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
912             if (MultiPV > 1)
913                 alpha = -VALUE_INFINITE;
914
915             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
916             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
917             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
918             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
919             // current iteration before playing a move.
920             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
921
922             if (Problem && StopOnPonderhit)
923                 StopOnPonderhit = false;
924         }
925         else
926         {
927             if (   newDepth >= 3*OnePly
928                 && i >= MultiPV + LMRPVMoves
929                 && !dangerous
930                 && !captureOrPromotion
931                 && !move_is_castle(move))
932             {
933                 ss[0].reduction = OnePly;
934                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
935             } else
936                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
937
938             if (value > alpha)
939             {
940                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
941                 if (value > alpha)
942                 {
943                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
944                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
945                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
946                     // prematurely during a fail high research.
947                     FailHigh = true;
948                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
949                 }
950             }
951         }
952
953         pos.undo_move(move);
954
955         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
956         // was aborted because the user interrupted the search or because we
957         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
958         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
959         // move and/or PV.
960         if (AbortSearch)
961             break;
962
963         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
964         // sort the root moves at the next iteration.
965         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
966
967         // Remember the beta-cutoff statistics
968         int64_t our, their;
969         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
970         rml.set_beta_counters(i, our, their);
971
972         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
973
974         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
975             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
976         else
977         {
978             // PV move or new best move!
979
980             // Update PV
981             rml.set_move_score(i, value);
982             update_pv(ss, 0);
983             TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
984             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
985
986             if (MultiPV == 1)
987             {
988                 // We record how often the best move has been changed in each
989                 // iteration. This information is used for time managment: When
990                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
991                 if (i > 0)
992                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
993
994                 // Print search information to the standard output
995                 std::cout << "info depth " << Iteration
996                           << " score " << value_to_string(value)
997                           << ((value >= beta)?
998                               " lowerbound" : ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
999                           << " time " << current_search_time()
1000                           << " nodes " << nodes_searched()
1001                           << " nps " << nps()
1002                           << " pv ";
1003
1004                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
1005                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
1006
1007                 std::cout << std::endl;
1008
1009                 if (UseLogFile)
1010                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value,
1011                                          ((value >= beta)? VALUE_TYPE_LOWER
1012                                           : ((value <= alpha)? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT)),
1013                                          ss[0].pv)
1014                             << std::endl;
1015
1016                 if (value > alpha)
1017                     alpha = value;
1018
1019                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
1020                 // far below the final value from the last iteration.
1021                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
1022                     Problem = false;
1023             }
1024             else // MultiPV > 1
1025             {
1026                 rml.sort_multipv(i);
1027                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1028                 {
1029                     int k;
1030                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1031                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1032                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1033                               << " time " << current_search_time()
1034                               << " nodes " << nodes_searched()
1035                               << " nps " << nps()
1036                               << " pv ";
1037
1038                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1039                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1040
1041                     std::cout << std::endl;
1042                 }
1043                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1044             }
1045         } // New best move case
1046
1047         assert(alpha >= oldAlpha);
1048
1049         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1050     }
1051     return alpha;
1052   }
1053
1054
1055   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1056
1057   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1058                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1059
1060     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1061     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1062     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1063     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1064
1065     Move movesSearched[256];
1066     EvalInfo ei;
1067     StateInfo st;
1068     Bitboard dcCandidates;
1069     const TTEntry* tte;
1070     Move ttMove, move;
1071     Depth ext, newDepth;
1072     Value oldAlpha, value;
1073     bool isCheck, mateThreat, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1074     int moveCount = 0;
1075     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1076
1077     if (depth < OnePly)
1078         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1079
1080     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1081     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1082     init_node(ss, ply, threadID);
1083
1084     // After init_node() that calls poll()
1085     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1086         return Value(0);
1087
1088     if (pos.is_draw())
1089         return VALUE_DRAW;
1090
1091     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1092         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1093
1094     // Mate distance pruning
1095     oldAlpha = alpha;
1096     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1097     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1098     if (alpha >= beta)
1099         return alpha;
1100
1101     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1102     // pruning, but only for move ordering.
1103     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1104     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1105
1106     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1107     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1108     {
1109         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1110         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1111     }
1112
1113     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1114     // to search all moves
1115     isCheck = pos.is_check();
1116     mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1117     dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
1118     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1119
1120     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1121     // occurs.
1122     while (   alpha < beta
1123            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1124            && !thread_should_stop(threadID))
1125     {
1126       assert(move_is_ok(move));
1127
1128       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1129       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1130       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1131
1132       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1133
1134       // Decide the new search depth
1135       ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1136       newDepth = depth - OnePly + ext;
1137
1138       // Make and search the move
1139       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1140
1141       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1142           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1143       else
1144       {
1145         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1146         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1147         if (    depth >= 3*OnePly
1148             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1149             && !dangerous
1150             && !captureOrPromotion
1151             && !move_is_castle(move)
1152             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1153         {
1154             ss[ply].reduction = OnePly;
1155             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1156         }
1157         else
1158             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1159
1160         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1161         {
1162             ss[ply].reduction = Depth(0);
1163             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1164             if (value > alpha && value < beta)
1165             {
1166                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1167                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1168                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1169                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1170                 // result in a big drop in score at the root.
1171                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1172                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1173
1174                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1175                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1176                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1177           }
1178         }
1179       }
1180       pos.undo_move(move);
1181
1182       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1183
1184       // New best move?
1185       if (value > bestValue)
1186       {
1187           bestValue = value;
1188           if (value > alpha)
1189           {
1190               alpha = value;
1191               update_pv(ss, ply);
1192               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1193                   ss[ply].mateKiller = move;
1194           }
1195           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1196           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1197           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1198           if (   ply == 1
1199               && Iteration >= 2
1200               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1201               Problem = true;
1202       }
1203
1204       // Split?
1205       if (   ActiveThreads > 1
1206           && bestValue < beta
1207           && depth >= MinimumSplitDepth
1208           && Iteration <= 99
1209           && idle_thread_exists(threadID)
1210           && !AbortSearch
1211           && !thread_should_stop(threadID)
1212           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE, depth,
1213                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1214           break;
1215     }
1216
1217     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1218     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1219     if (moveCount == 0)
1220         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1221
1222     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1223     // history counters, and killer moves.
1224     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1225         return bestValue;
1226
1227     if (bestValue <= oldAlpha)
1228         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1229
1230     else if (bestValue >= beta)
1231     {
1232         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1233         move = ss[ply].pv[ply];
1234         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1235         {
1236             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1237             update_killers(move, ss[ply]);
1238         }
1239         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1240     }
1241     else
1242         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1243
1244     return bestValue;
1245   }
1246
1247
1248   // search() is the search function for zero-width nodes.
1249
1250   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1251                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1252
1253     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1254     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1255     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1256
1257     Move movesSearched[256];
1258     EvalInfo ei;
1259     StateInfo st;
1260     Bitboard dcCandidates;
1261     const TTEntry* tte;
1262     Move ttMove, move;
1263     Depth ext, newDepth;
1264     Value approximateEval, nullValue, value, futilityValue;
1265     bool isCheck, useFutilityPruning, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1266     bool mateThreat = false;
1267     int moveCount = 0;
1268     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1269
1270     if (depth < OnePly)
1271         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1272
1273     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1274     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1275     init_node(ss, ply, threadID);
1276
1277     // After init_node() that calls poll()
1278     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1279         return Value(0);
1280
1281     if (pos.is_draw())
1282         return VALUE_DRAW;
1283
1284     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1285         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1286
1287     // Mate distance pruning
1288     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1289         return beta;
1290
1291     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1292         return beta - 1;
1293
1294     // Transposition table lookup
1295     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1296     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1297
1298     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1299     {
1300         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1301         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1302     }
1303
1304     approximateEval = quick_evaluate(pos);
1305     isCheck = pos.is_check();
1306
1307     // Null move search
1308     if (    allowNullmove
1309         &&  depth > OnePly
1310         && !isCheck
1311         && !value_is_mate(beta)
1312         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1313         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1314     {
1315         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1316
1317         pos.do_null_move(st);
1318         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1319
1320         nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1321
1322         pos.undo_null_move();
1323
1324         if (nullValue >= beta)
1325         {
1326             if (depth < 6 * OnePly)
1327                 return beta;
1328
1329             // Do zugzwang verification search
1330             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1331             if (v >= beta)
1332                 return beta;
1333         } else {
1334             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1335             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1336             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1337             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1338             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1339             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1340             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1341                 mateThreat = true;
1342
1343             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1344             if (   depth < ThreatDepth
1345                 && ss[ply - 1].reduction
1346                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1347                 return beta - 1;
1348         }
1349     }
1350     // Null move search not allowed, try razoring
1351     else if (   !value_is_mate(beta)
1352              && depth < RazorDepth
1353              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1354              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1355              && ttMove == MOVE_NONE
1356              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1357     {
1358         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1359         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1360           return v;
1361     }
1362
1363     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1364     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1365         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1366     {
1367         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1368         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1369     }
1370
1371     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1372     // to search all moves.
1373     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1374     dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
1375     futilityValue = VALUE_NONE;
1376     useFutilityPruning = depth < SelectiveDepth && !isCheck;
1377
1378     // Avoid calling evaluate() if we already have the score in TT
1379     if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1380         futilityValue = value_from_tt(tte->value(), ply) + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1381
1382     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1383     // occurs.
1384     while (   bestValue < beta
1385            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1386            && !thread_should_stop(threadID))
1387     {
1388       assert(move_is_ok(move));
1389
1390       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1391       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1392       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1393
1394       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1395
1396       // Decide the new search depth
1397       ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1398       newDepth = depth - OnePly + ext;
1399
1400       // Futility pruning
1401       if (    useFutilityPruning
1402           && !dangerous
1403           && !captureOrPromotion)
1404       {
1405           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1406           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1407               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth)
1408               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1409               continue;
1410
1411           // Value based pruning
1412           if (approximateEval < beta)
1413           {
1414               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1415                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1416                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1417
1418               if (futilityValue < beta)
1419               {
1420                   if (futilityValue > bestValue)
1421                       bestValue = futilityValue;
1422                   continue;
1423               }
1424           }
1425       }
1426
1427       // Make and search the move
1428       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1429
1430       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1431       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1432       if (    depth >= 3*OnePly
1433           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1434           && !dangerous
1435           && !captureOrPromotion
1436           && !move_is_castle(move)
1437           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1438       {
1439           ss[ply].reduction = OnePly;
1440           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1441       }
1442       else
1443         value = beta; // Just to trigger next condition
1444
1445       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1446       {
1447           ss[ply].reduction = Depth(0);
1448           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1449       }
1450       pos.undo_move(move);
1451
1452       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1453
1454       // New best move?
1455       if (value > bestValue)
1456       {
1457         bestValue = value;
1458         if (value >= beta)
1459             update_pv(ss, ply);
1460
1461         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1462             ss[ply].mateKiller = move;
1463       }
1464
1465       // Split?
1466       if (   ActiveThreads > 1
1467           && bestValue < beta
1468           && depth >= MinimumSplitDepth
1469           && Iteration <= 99
1470           && idle_thread_exists(threadID)
1471           && !AbortSearch
1472           && !thread_should_stop(threadID)
1473           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval, depth, &moveCount,
1474                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1475         break;
1476     }
1477
1478     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1479     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1480     if (moveCount == 0)
1481         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1482
1483     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1484     // history counters, and killer moves.
1485     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1486         return bestValue;
1487
1488     if (bestValue < beta)
1489         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1490     else
1491     {
1492         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1493         move = ss[ply].pv[ply];
1494         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1495         {
1496             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1497             update_killers(move, ss[ply]);
1498         }
1499         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1500     }
1501
1502     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1503
1504     return bestValue;
1505   }
1506
1507
1508   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1509   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1510   // less than OnePly).
1511
1512   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1513                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1514
1515     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1516     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1517     assert(depth <= 0);
1518     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1519     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1520
1521     EvalInfo ei;
1522     StateInfo st;
1523     Bitboard dcCandidates;
1524     Move ttMove, move;
1525     Value staticValue, bestValue, value, futilityValue;
1526     bool isCheck, enoughMaterial;
1527     const TTEntry* tte = NULL;
1528     int moveCount = 0;
1529     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1530
1531     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1532     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1533     init_node(ss, ply, threadID);
1534
1535     // After init_node() that calls poll()
1536     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1537         return Value(0);
1538
1539     if (pos.is_draw())
1540         return VALUE_DRAW;
1541
1542     // Transposition table lookup, only when not in PV
1543     if (!pvNode)
1544     {
1545         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1546         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1547         {
1548             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1549
1550             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1551         }
1552     }
1553     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1554
1555     // Evaluate the position statically
1556     isCheck = pos.is_check();
1557     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1558
1559     if (isCheck)
1560         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1561
1562     else if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1563     {
1564         // Use the cached evaluation score if possible
1565         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1566
1567         staticValue = tte->value();
1568     }
1569     else
1570         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1571
1572     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1573         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1574
1575     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1576     // at least beta.
1577     bestValue = staticValue;
1578
1579     if (bestValue >= beta)
1580     {
1581         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1582         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1583             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1584
1585         return bestValue;
1586     }
1587
1588     if (bestValue > alpha)
1589         alpha = bestValue;
1590
1591     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1592     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1593     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1594     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1595     dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
1596     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1597
1598     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1599     // occurs.
1600     while (   alpha < beta
1601            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1602     {
1603       assert(move_is_ok(move));
1604
1605       moveCount++;
1606       ss[ply].currentMove = move;
1607
1608       // Futility pruning
1609       if (   enoughMaterial
1610           && !isCheck
1611           && !pvNode
1612           && !move_is_promotion(move)
1613           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1614           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1615       {
1616           futilityValue =  staticValue
1617                          + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1618                                pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1619                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1620                          + FutilityMarginQS
1621                          + ei.futilityMargin;
1622
1623           if (futilityValue < alpha)
1624           {
1625               if (futilityValue > bestValue)
1626                   bestValue = futilityValue;
1627               continue;
1628           }
1629       }
1630
1631       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1632       if (   !isCheck
1633           &&  move != ttMove
1634           && !move_is_promotion(move)
1635           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1636           continue;
1637
1638       // Make and search the move
1639       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1640       value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1641       pos.undo_move(move);
1642
1643       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1644
1645       // New best move?
1646       if (value > bestValue)
1647       {
1648           bestValue = value;
1649           if (value > alpha)
1650           {
1651               alpha = value;
1652               update_pv(ss, ply);
1653           }
1654        }
1655     }
1656
1657     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1658     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1659     if (!moveCount && pos.is_check()) // Mate!
1660         return value_mated_in(ply);
1661
1662     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1663
1664     // Update transposition table
1665     move = ss[ply].pv[ply];
1666     if (!pvNode)
1667     {
1668         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation of
1669         // the node, so keep this info to avoid a future costly evaluation() call.
1670         ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
1671         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1672
1673         if (bestValue < beta)
1674             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
1675         else
1676             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move);
1677     }
1678
1679     // Update killers only for good check moves
1680     if (alpha >= beta && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1681         update_killers(move, ss[ply]);
1682
1683     return bestValue;
1684   }
1685
1686
1687   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1688   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1689   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1690   // table, done a null move search, and searched the first move before
1691   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1692   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1693   // care of after we return from the split point.
1694
1695   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1696
1697     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1698     assert(ActiveThreads > 1);
1699
1700     Position pos = Position(sp->pos);
1701     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1702     Value value;
1703     Move move;
1704     bool isCheck = pos.is_check();
1705     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1706                               && !isCheck;
1707
1708     while (    sp->bestValue < sp->beta
1709            && !thread_should_stop(threadID)
1710            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1711     {
1712       assert(move_is_ok(move));
1713
1714       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1715       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1716
1717       lock_grab(&(sp->lock));
1718       int moveCount = ++sp->moves;
1719       lock_release(&(sp->lock));
1720
1721       ss[sp->ply].currentMove = move;
1722
1723       // Decide the new search depth.
1724       bool dangerous;
1725       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1726       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1727
1728       // Prune?
1729       if (    useFutilityPruning
1730           && !dangerous
1731           && !captureOrPromotion)
1732       {
1733           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1734           if (   moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1735               && ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth)
1736               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1737               continue;
1738
1739           // Value based pruning
1740           if (sp->approximateEval < sp->beta)
1741           {
1742               if (sp->futilityValue == VALUE_NONE)
1743               {
1744                   EvalInfo ei;
1745                   sp->futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1746                                     + FutilityMargins[int(sp->depth) - 2];
1747               }
1748
1749               if (sp->futilityValue < sp->beta)
1750               {
1751                   if (sp->futilityValue > sp->bestValue) // Less then 1% of cases
1752                   {
1753                       lock_grab(&(sp->lock));
1754                       if (sp->futilityValue > sp->bestValue)
1755                           sp->bestValue = sp->futilityValue;
1756                       lock_release(&(sp->lock));
1757                   }
1758                   continue;
1759               }
1760           }
1761       }
1762
1763       // Make and search the move.
1764       StateInfo st;
1765       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1766
1767       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1768       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1769       if (   !dangerous
1770           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1771           && !captureOrPromotion
1772           && !move_is_castle(move)
1773           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1774       {
1775           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1776           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1777       }
1778       else
1779           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1780
1781       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1782       {
1783           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1784           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1785       }
1786       pos.undo_move(move);
1787
1788       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1789
1790       if (thread_should_stop(threadID))
1791           break;
1792
1793       // New best move?
1794       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
1795       {
1796           lock_grab(&(sp->lock));
1797           if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1798           {
1799               sp->bestValue = value;
1800               if (sp->bestValue >= sp->beta)
1801               {
1802                   sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1803                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1804                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1805                           Threads[i].stop = true;
1806
1807                   sp->finished = true;
1808               }
1809           }
1810           lock_release(&(sp->lock));
1811       }
1812     }
1813
1814     lock_grab(&(sp->lock));
1815
1816     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1817     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1818     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1819         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1820             if (sp->slaves[i])
1821                 Threads[i].stop = true;
1822
1823     sp->cpus--;
1824     sp->slaves[threadID] = 0;
1825
1826     lock_release(&(sp->lock));
1827   }
1828
1829
1830   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1831   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1832   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1833   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1834   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1835   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1836   // after we return from the split point.
1837
1838   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1839
1840     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1841     assert(ActiveThreads > 1);
1842
1843     Position pos = Position(sp->pos);
1844     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1845     Value value;
1846     Move move;
1847
1848     while (    sp->alpha < sp->beta
1849            && !thread_should_stop(threadID)
1850            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1851     {
1852       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1853       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1854
1855       assert(move_is_ok(move));
1856
1857       lock_grab(&(sp->lock));
1858       int moveCount = ++sp->moves;
1859       lock_release(&(sp->lock));
1860
1861       ss[sp->ply].currentMove = move;
1862
1863       // Decide the new search depth.
1864       bool dangerous;
1865       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1866       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1867
1868       // Make and search the move.
1869       StateInfo st;
1870       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1871
1872       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1873       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1874       if (   !dangerous
1875           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1876           && !captureOrPromotion
1877           && !move_is_castle(move)
1878           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1879       {
1880           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1881           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1882       }
1883       else
1884           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1885
1886       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1887       {
1888           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1889           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1890
1891           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1892           {
1893               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1894               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1895               // time managment: We don't want to stop the search early in
1896               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1897               // result in a big drop in score at the root.
1898               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1899                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1900
1901               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1902               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1903         }
1904       }
1905       pos.undo_move(move);
1906
1907       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1908
1909       if (thread_should_stop(threadID))
1910           break;
1911
1912       // New best move?
1913       lock_grab(&(sp->lock));
1914       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1915       {
1916           sp->bestValue = value;
1917           if (value > sp->alpha)
1918           {
1919               sp->alpha = value;
1920               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1921               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1922                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1923
1924               if (value >= sp->beta)
1925               {
1926                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1927                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1928                           Threads[i].stop = true;
1929
1930                   sp->finished = true;
1931               }
1932         }
1933         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1934         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1935         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1936         if (   sp->ply == 1
1937             && Iteration >= 2
1938             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1939             Problem = true;
1940       }
1941       lock_release(&(sp->lock));
1942     }
1943
1944     lock_grab(&(sp->lock));
1945
1946     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1947     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1948     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1949         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1950             if (sp->slaves[i])
1951                 Threads[i].stop = true;
1952
1953     sp->cpus--;
1954     sp->slaves[threadID] = 0;
1955
1956     lock_release(&(sp->lock));
1957   }
1958
1959   /// The BetaCounterType class
1960
1961   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1962
1963   void BetaCounterType::clear() {
1964
1965     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1966         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
1967   }
1968
1969   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1970
1971     // Weighted count based on depth
1972     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
1973   }
1974
1975   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1976
1977     our = their = 0UL;
1978     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1979     {
1980         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
1981         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
1982     }
1983   }
1984
1985
1986   /// The RootMove class
1987
1988   // Constructor
1989
1990   RootMove::RootMove() {
1991     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1992   }
1993
1994   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1995   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1996   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1997   // have equal score but m1 has the higher node count.
1998
1999   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
2000
2001     if (score != m.score)
2002         return (score < m.score);
2003
2004     return theirBeta <= m.theirBeta;
2005   }
2006
2007   /// The RootMoveList class
2008
2009   // Constructor
2010
2011   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2012
2013     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2014     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2015
2016     // Generate all legal moves
2017     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2018
2019     // Add each move to the moves[] array
2020     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2021     {
2022         bool includeMove = includeAllMoves;
2023
2024         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2025             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2026
2027         if (!includeMove)
2028             continue;
2029
2030         // Find a quick score for the move
2031         StateInfo st;
2032         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2033         init_ss_array(ss);
2034
2035         moves[count].move = cur->move;
2036         pos.do_move(moves[count].move, st);
2037         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
2038         pos.undo_move(moves[count].move);
2039         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
2040         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
2041         count++;
2042     }
2043     sort();
2044   }
2045
2046
2047   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
2048
2049   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
2050     return moves[moveNum].move;
2051   }
2052
2053   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
2054     return moves[moveNum].score;
2055   }
2056
2057   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2058     moves[moveNum].score = score;
2059   }
2060
2061   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2062     moves[moveNum].nodes = nodes;
2063     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2064   }
2065
2066   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2067     moves[moveNum].ourBeta = our;
2068     moves[moveNum].theirBeta = their;
2069   }
2070
2071   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2072     int j;
2073     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2074       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2075     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2076   }
2077
2078   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2079     return moves[moveNum].pv[i];
2080   }
2081
2082   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2083     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2084   }
2085
2086   inline int RootMoveList::move_count() const {
2087     return count;
2088   }
2089
2090
2091   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2092   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2093   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2094   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2095   // important that this function is called at the right moment:  The code
2096   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2097   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2098
2099   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2100
2101     assert(count);
2102
2103     if (count == 1)
2104         return get_move(0);
2105
2106     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2107     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2108         return get_move(0);
2109
2110     return MOVE_NONE;
2111   }
2112
2113   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2114   // iteration.
2115
2116   inline void RootMoveList::sort() {
2117
2118     sort_multipv(count - 1); // all items
2119   }
2120
2121
2122   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2123   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2124   // correctly in MultiPV mode.
2125
2126   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2127
2128     for (int i = 1; i <= n; i++)
2129     {
2130       RootMove rm = moves[i];
2131       int j;
2132       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2133           moves[j] = moves[j-1];
2134       moves[j] = rm;
2135     }
2136   }
2137
2138
2139   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2140   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2141   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2142   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2143   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2144
2145   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2146
2147     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2148     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2149
2150     Threads[threadID].nodes++;
2151
2152     if (threadID == 0)
2153     {
2154         NodesSincePoll++;
2155         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2156         {
2157             poll();
2158             NodesSincePoll = 0;
2159         }
2160     }
2161     ss[ply].init(ply);
2162     ss[ply+2].initKillers();
2163
2164     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2165         print_current_line(ss, ply, threadID);
2166   }
2167
2168
2169   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2170   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2171   // node.
2172
2173   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2174     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2175
2176     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2177     int p;
2178     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2179       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2180     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2181   }
2182
2183
2184   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2185   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2186   // the PV at the parent node.
2187
2188   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2189     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2190
2191     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2192     int p;
2193     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2194       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2195     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2196   }
2197
2198
2199   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2200   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2201   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2202   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2203   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2204
2205   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2206
2207     Square f1, t1, f2, t2;
2208     Piece p;
2209
2210     assert(move_is_ok(m1));
2211     assert(move_is_ok(m2));
2212
2213     if (m2 == MOVE_NONE)
2214         return false;
2215
2216     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2217     f2 = move_from(m2);
2218     t1 = move_to(m1);
2219     if (f2 == t1)
2220         return true;
2221
2222     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2223     t2 = move_to(m2);
2224     f1 = move_from(m1);
2225     if (t2 == f1)
2226         return true;
2227
2228     // Case 3: Moving through the vacated square
2229     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2230         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2231       return true;
2232
2233     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2234     p = pos.piece_on(t1);
2235     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
2236         return true;
2237
2238     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2239     if (   piece_is_slider(p)
2240         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2241         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2242     {
2243         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2244         Color us = pos.side_to_move();
2245         Square ksq = pos.king_square(us);
2246         clear_bit(&occ, f2);
2247         if (type_of_piece(p) == BISHOP)
2248         {
2249             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2250                 return true;
2251         }
2252         else if (type_of_piece(p) == ROOK)
2253         {
2254             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2255                 return true;
2256         }
2257         else
2258         {
2259             assert(type_of_piece(p) == QUEEN);
2260             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2261                 return true;
2262         }
2263     }
2264     return false;
2265   }
2266
2267
2268   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2269   // eventually compensated for the ply.
2270
2271   bool value_is_mate(Value value) {
2272
2273     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2274
2275     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2276           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2277   }
2278
2279
2280   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2281   // killer moves of that ply.
2282
2283   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2284
2285       const Move* k = ss.killers;
2286       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2287           if (*k == m)
2288               return true;
2289
2290       return false;
2291   }
2292
2293
2294   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2295   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2296   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2297   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2298   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2299   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2300
2301   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool captureOrPromotion,
2302                   bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2303
2304     assert(m != MOVE_NONE);
2305
2306     Depth result = Depth(0);
2307     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2308
2309     if (*dangerous)
2310     {
2311         if (check)
2312             result += CheckExtension[pvNode];
2313
2314         if (singleReply)
2315             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2316
2317         if (mateThreat)
2318             result += MateThreatExtension[pvNode];
2319     }
2320
2321     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2322     {
2323         Color c = pos.side_to_move();
2324         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
2325         {
2326             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2327             *dangerous = true;
2328         }
2329         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
2330         {
2331             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2332             *dangerous = true;
2333         }
2334     }
2335
2336     if (   captureOrPromotion
2337         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2338         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2339             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2340         && !move_is_promotion(m)
2341         && !move_is_ep(m))
2342     {
2343         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2344         *dangerous = true;
2345     }
2346
2347     if (   pvNode
2348         && captureOrPromotion
2349         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2350         && pos.see_sign(m) >= 0)
2351     {
2352         result += OnePly/2;
2353         *dangerous = true;
2354     }
2355
2356     return Min(result, OnePly);
2357   }
2358
2359
2360   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2361   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2362   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2363   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2364   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2365   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2366   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2367
2368   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2369
2370     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2371   }
2372
2373
2374   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2375   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2376   // candidates for pruning.
2377
2378   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2379
2380     assert(move_is_ok(m));
2381     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2382     assert(!pos.move_is_check(m));
2383     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
2384     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2385     assert(d >= OnePly);
2386
2387     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2388
2389     mfrom = move_from(m);
2390     mto = move_to(m);
2391     tfrom = move_from(threat);
2392     tto = move_to(threat);
2393
2394     // Case 1: Castling moves are never pruned
2395     if (move_is_castle(m))
2396         return false;
2397
2398     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2399     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2400         return false;
2401
2402     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2403     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2404     if (   !PruneDefendingMoves
2405         && threat != MOVE_NONE
2406         && pos.move_is_capture(threat)
2407         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2408             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2409         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2410         return false;
2411
2412     // Case 4: Don't prune moves with good history
2413     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2414         return false;
2415
2416     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2417     // prune safe moves which block its ray.
2418     if (  !PruneBlockingMoves
2419         && threat != MOVE_NONE
2420         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2421         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2422         && pos.see_sign(m) >= 0)
2423         return false;
2424
2425     return true;
2426   }
2427
2428
2429   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2430   // can be used at a given point in search.
2431
2432   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2433
2434     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2435
2436     return   (   tte->depth() >= depth
2437               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2438               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2439
2440           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2441               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2442   }
2443
2444
2445   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2446   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2447
2448   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2449                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2450
2451     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2452
2453     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2454     {
2455         assert(m != movesSearched[i]);
2456         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(movesSearched[i]))
2457             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2458     }
2459   }
2460
2461
2462   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2463   // among the killer moves of that ply.
2464
2465   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2466
2467     if (m == ss.killers[0])
2468         return;
2469
2470     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2471         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2472
2473     ss.killers[0] = m;
2474   }
2475
2476
2477   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2478   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2479   // is used for time managment.
2480
2481   bool fail_high_ply_1() {
2482
2483     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2484         if (Threads[i].failHighPly1)
2485             return true;
2486
2487     return false;
2488   }
2489
2490
2491   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2492   // since the beginning of the current search.
2493
2494   int current_search_time() {
2495     return get_system_time() - SearchStartTime;
2496   }
2497
2498
2499   // nps() computes the current nodes/second count.
2500
2501   int nps() {
2502     int t = current_search_time();
2503     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2504   }
2505
2506
2507   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2508   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2509   // search.
2510
2511   void poll() {
2512
2513     static int lastInfoTime;
2514     int t = current_search_time();
2515
2516     //  Poll for input
2517     if (Bioskey())
2518     {
2519         // We are line oriented, don't read single chars
2520         std::string command;
2521         if (!std::getline(std::cin, command))
2522             command = "quit";
2523
2524         if (command == "quit")
2525         {
2526             AbortSearch = true;
2527             PonderSearch = false;
2528             Quit = true;
2529             return;
2530         }
2531         else if (command == "stop")
2532         {
2533             AbortSearch = true;
2534             PonderSearch = false;
2535         }
2536         else if (command == "ponderhit")
2537             ponderhit();
2538     }
2539     // Print search information
2540     if (t < 1000)
2541         lastInfoTime = 0;
2542
2543     else if (lastInfoTime > t)
2544         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2545         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2546         lastInfoTime = 0;
2547
2548     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2549     {
2550         lastInfoTime = t;
2551         lock_grab(&IOLock);
2552         if (dbg_show_mean)
2553             dbg_print_mean();
2554
2555         if (dbg_show_hit_rate)
2556             dbg_print_hit_rate();
2557
2558         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2559                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2560         lock_release(&IOLock);
2561         if (ShowCurrentLine)
2562             Threads[0].printCurrentLine = true;
2563     }
2564     // Should we stop the search?
2565     if (PonderSearch)
2566         return;
2567
2568     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2569                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2570                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2571                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2572
2573     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2574         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2575         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2576         AbortSearch = true;
2577   }
2578
2579
2580   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2581   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2582   // it correctly predicted the opponent's move.
2583
2584   void ponderhit() {
2585
2586     int t = current_search_time();
2587     PonderSearch = false;
2588     if (Iteration >= 3 &&
2589        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2590                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2591                             (RootMoveNumber == 1 &&
2592                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2593                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2594                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2595       AbortSearch = true;
2596   }
2597
2598
2599   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2600   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2601
2602   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2603
2604     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2605     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2606
2607     if (!Threads[threadID].idle)
2608     {
2609         lock_grab(&IOLock);
2610         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2611         for (int p = 0; p < ply; p++)
2612             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2613
2614         std::cout << std::endl;
2615         lock_release(&IOLock);
2616     }
2617     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2618     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2619         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2620   }
2621
2622
2623   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2624
2625   void init_ss_array(SearchStack ss[]) {
2626
2627     for (int i = 0; i < 3; i++)
2628     {
2629         ss[i].init(i);
2630         ss[i].initKillers();
2631     }
2632   }
2633
2634
2635   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2636   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2637   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2638   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2639   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2640   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2641
2642   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2643
2644     std::string command;
2645
2646     while (true)
2647     {
2648         if (!std::getline(std::cin, command))
2649             command = "quit";
2650
2651         if (command == "quit")
2652         {
2653             Quit = true;
2654             break;
2655         }
2656         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2657             break;
2658     }
2659   }
2660
2661
2662   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2663   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2664   // object for which the current thread is the master.
2665
2666   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2667     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2668
2669     Threads[threadID].running = true;
2670
2671     while(true) {
2672       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2673         break;
2674
2675       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2676       // of wasting CPU time polling for work:
2677       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2678 #if !defined(_MSC_VER)
2679         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2680         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2681           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2682         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2683 #else
2684         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2685 #endif
2686       }
2687
2688       // If this thread has been assigned work, launch a search
2689       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2690         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2691         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2692           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2693         else
2694           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2695         Threads[threadID].idle = true;
2696       }
2697
2698       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2699       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2700       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2701         return;
2702     }
2703
2704     Threads[threadID].running = false;
2705   }
2706
2707
2708   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2709   // initializes all split point objects.
2710
2711   void init_split_point_stack() {
2712     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2713       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2714         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2715         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2716       }
2717   }
2718
2719
2720   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2721   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2722
2723   void destroy_split_point_stack() {
2724     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2725       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2726         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2727   }
2728
2729
2730   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2731   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2732   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2733   // some ancestor of the current split point.
2734
2735   bool thread_should_stop(int threadID) {
2736     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2737
2738     SplitPoint* sp;
2739
2740     if(Threads[threadID].stop)
2741       return true;
2742     if(ActiveThreads <= 2)
2743       return false;
2744     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2745       if(sp->finished) {
2746         Threads[threadID].stop = true;
2747         return true;
2748       }
2749     return false;
2750   }
2751
2752
2753   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2754   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2755   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2756   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2757   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2758   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2759   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2760
2761   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2762     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2763     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2764     assert(ActiveThreads > 1);
2765
2766     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2767       return false;
2768
2769     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2770       // No active split points means that the thread is available as a slave
2771       // for any other thread.
2772       return true;
2773
2774     if(ActiveThreads == 2)
2775       return true;
2776
2777     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2778     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2779       return true;
2780
2781     return false;
2782   }
2783
2784
2785   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2786   // a slave for the thread with threadID "master".
2787
2788   bool idle_thread_exists(int master) {
2789     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2790     assert(ActiveThreads > 1);
2791
2792     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2793       if(thread_is_available(i, master))
2794         return true;
2795     return false;
2796   }
2797
2798
2799   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2800   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2801   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2802   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2803   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2804   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2805   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2806   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2807   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2808   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2809   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2810
2811   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2812              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
2813              const Value approximateEval, Depth depth, int* moves,
2814              MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2815
2816     assert(p.is_ok());
2817     assert(sstck != NULL);
2818     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2819     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2820     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2821     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2822     assert(depth > Depth(0));
2823     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2824     assert(ActiveThreads > 1);
2825
2826     SplitPoint* splitPoint;
2827     int i;
2828
2829     lock_grab(&MPLock);
2830
2831     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2832     // active split points, don't split.
2833     if(!idle_thread_exists(master) ||
2834        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2835       lock_release(&MPLock);
2836       return false;
2837     }
2838
2839     // Pick the next available split point object from the split point stack
2840     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2841     Threads[master].activeSplitPoints++;
2842
2843     // Initialize the split point object
2844     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2845     splitPoint->finished = false;
2846     splitPoint->ply = ply;
2847     splitPoint->depth = depth;
2848     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2849     splitPoint->beta = *beta;
2850     splitPoint->pvNode = pvNode;
2851     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2852     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2853     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
2854     splitPoint->approximateEval = approximateEval;
2855     splitPoint->master = master;
2856     splitPoint->mp = mp;
2857     splitPoint->moves = *moves;
2858     splitPoint->cpus = 1;
2859     splitPoint->pos.copy(p);
2860     splitPoint->parentSstack = sstck;
2861     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2862       splitPoint->slaves[i] = 0;
2863
2864     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2865     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2866     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2867
2868     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2869     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2870         i++)
2871       if(thread_is_available(i, master)) {
2872         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2873         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2874         splitPoint->slaves[i] = 1;
2875         splitPoint->cpus++;
2876       }
2877
2878     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2879     // their idle loop.
2880     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2881       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2882         Threads[i].workIsWaiting = true;
2883         Threads[i].idle = false;
2884         Threads[i].stop = false;
2885       }
2886
2887     lock_release(&MPLock);
2888
2889     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2890     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2891     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2892     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2893     // loop when all threads have finished their work at this split point
2894     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2895     idle_loop(master, splitPoint);
2896
2897     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2898     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2899     lock_grab(&MPLock);
2900     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2901     *beta = splitPoint->beta;
2902     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2903     Threads[master].stop = false;
2904     Threads[master].idle = false;
2905     Threads[master].activeSplitPoints--;
2906     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2907     lock_release(&MPLock);
2908
2909     return true;
2910   }
2911
2912
2913   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2914   // to start a new search from the root.
2915
2916   void wake_sleeping_threads() {
2917     if(ActiveThreads > 1) {
2918       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2919         Threads[i].idle = true;
2920         Threads[i].workIsWaiting = false;
2921       }
2922 #if !defined(_MSC_VER)
2923       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2924       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2925       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2926 #else
2927       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2928         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2929 #endif
2930     }
2931   }
2932
2933
2934   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2935   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2936   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2937   // and one for Windows threads.
2938
2939 #if !defined(_MSC_VER)
2940
2941   void *init_thread(void *threadID) {
2942     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2943     return NULL;
2944   }
2945
2946 #else
2947
2948   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2949     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2950     return NULL;
2951   }
2952
2953 #endif
2954
2955 }