Small codestyle touches
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_threads();
86     void put_threads_to_sleep();
87     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
88
89     template <bool Fake>
90     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
91                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
92
93   private:
94     friend void poll();
95
96     int ActiveThreads;
97     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
98     Thread threads[MAX_THREADS];
99
100     Lock MPLock, WaitLock;
101
102 #if !defined(_MSC_VER)
103     pthread_cond_t WaitCond;
104 #else
105     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
106 #endif
107
108   };
109
110
111   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
112   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
113   // in the case of moves which fail low).
114
115   struct RootMove {
116
117     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
118
119     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
120     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
121     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
122     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
123     bool operator<(const RootMove& m) const {
124
125         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
126     }
127
128     Move move;
129     Value score;
130     int mp_score;
131     int64_t nodes;
132     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
133   };
134
135
136   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
137   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
138
139   class RootMoveList {
140
141   public:
142     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
143
144     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
145     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
146     int move_count() const { return count; }
147     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
148     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
149     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
150     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
151
152     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
153     void score_moves(const Position& pos);
154     void sort();
155     void sort_multipv(int n);
156
157   private:
158     RootMove moves[MOVES_MAX];
159     int count;
160   };
161
162
163   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
164   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
165   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
166   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
167   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
168   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
169   enum set960 {};
170
171   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
172
173     os.iword(0) = int(m);
174     return os;
175   }
176
177
178   /// Adjustments
179
180   // Step 6. Razoring
181
182   // Maximum depth for razoring
183   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
184
185   // Dynamic razoring margin based on depth
186   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
187
188   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
189   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
190
191   // Step 9. Internal iterative deepening
192
193   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
194   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
195
196   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
197   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
198   const Value IIDMargin = Value(0x100);
199
200   // Step 11. Decide the new search depth
201
202   // Extensions. Configurable UCI options
203   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
204   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
205   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
206
207   // Minimum depth for use of singular extension
208   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
209
210   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
211   // remaining ones we will extend it.
212   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
213
214   // Step 12. Futility pruning
215
216   // Futility margin for quiescence search
217   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
218
219   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
220   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
221   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
222
223   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
224   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
225
226   // Step 14. Reduced search
227
228   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
229   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
230
231   template <NodeType PV>
232   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
233
234   // Common adjustments
235
236   // Search depth at iteration 1
237   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
238
239   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
240   // better than the second best move.
241   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
261   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
262   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
263   TimeManager TimeMgr;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager ThreadsMgr;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
292
293   template <NodeType PvNode>
294   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
295
296   template <NodeType PvNode>
297   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
298
299   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
300   bool value_is_mate(Value value);
301   Value value_to_tt(Value v, int ply);
302   Value value_from_tt(Value v, int ply);
303   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
304   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
305   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
306   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
307   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
308   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
309   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
310
311   int current_search_time();
312   std::string value_to_uci(Value v);
313   int nps();
314   void poll();
315   void ponderhit();
316   void wait_for_stop_or_ponderhit();
317   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
318   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
319   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
320   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
321
322 #if !defined(_MSC_VER)
323   void *init_thread(void *threadID);
324 #else
325   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
326 #endif
327
328 }
329
330
331 ////
332 //// Functions
333 ////
334
335 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
336 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
337
338 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
339 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
340 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
341
342
343 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
344
345 void init_search() {
346
347   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
348   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
349   int mc; // moveCount
350
351   // Init reductions array
352   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
353   {
354       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
355       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
356       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
357       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
358   }
359
360   // Init futility margins array
361   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
362       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
363
364   // Init futility move count array
365   for (d = 0; d < 32; d++)
366       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
367 }
368
369
370 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
371 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
372
373 int perft(Position& pos, Depth depth)
374 {
375     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
376     StateInfo st;
377     Move m;
378     int sum = 0;
379
380     // Generate all legal moves
381     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
382
383     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
384     // the moves, just to count them.
385     if (depth <= ONE_PLY)
386         return int(last - mlist);
387
388     // Loop through all legal moves
389     CheckInfo ci(pos);
390     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
391     {
392         m = cur->move;
393         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
394         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
395         pos.undo_move(m);
396     }
397     return sum;
398 }
399
400
401 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
402 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
403 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
404 /// when a quit command is received during the search.
405
406 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
407            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
408
409   // Initialize global search variables
410   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
411   NodesSincePoll = 0;
412   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
413   SearchStartTime = get_system_time();
414   ExactMaxTime = maxTime;
415   MaxDepth = maxDepth;
416   MaxNodes = maxNodes;
417   InfiniteSearch = infinite;
418   PonderSearch = ponder;
419   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
420
421   // Look for a book move, only during games, not tests
422   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
423   {
424       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
425           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
426
427       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
428       if (bookMove != MOVE_NONE)
429       {
430           if (PonderSearch)
431               wait_for_stop_or_ponderhit();
432
433           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
434           return true;
435       }
436   }
437
438   // Read UCI option values
439   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
440   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
441       TT.clear();
442
443   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
444   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
445   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
446   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
447   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
448   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
449   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
450   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
451   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
452   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
453   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
454   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
455
456   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
457   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
458   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
459   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
460
461   if (UseLogFile)
462       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
463
464   read_weights(pos.side_to_move());
465
466   // Set the number of active threads
467   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
468   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
469   {
470       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
471       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
472   }
473
474   // Wake up sleeping threads
475   ThreadsMgr.wake_sleeping_threads();
476
477   // Set thinking time
478   int myTime = time[pos.side_to_move()];
479   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
480   if (UseTimeManagement)
481       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
482
483   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
484   // heavy time pressure.
485   if (MaxNodes)
486       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
487   else if (myTime && myTime < 1000)
488       NodesBetweenPolls = 1000;
489   else if (myTime && myTime < 5000)
490       NodesBetweenPolls = 5000;
491   else
492       NodesBetweenPolls = 30000;
493
494   // Write search information to log file
495   if (UseLogFile)
496       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
497               << "infinite: "  << infinite
498               << " ponder: "   << ponder
499               << " time: "     << myTime
500               << " increment: " << myIncrement
501               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
502
503   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
504   id_loop(pos, searchMoves);
505
506   if (UseLogFile)
507       LogFile.close();
508
509   ThreadsMgr.put_threads_to_sleep();
510
511   return !Quit;
512 }
513
514
515 namespace {
516
517   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
518   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
519   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
520   // reached.
521
522   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
523
524     Position p(pos, pos.thread());
525     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
526     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
527     Move EasyMove = MOVE_NONE;
528     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
529
530     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
531     RootMoveList rml(p, searchMoves);
532
533     // Handle special case of searching on a mate/stale position
534     if (rml.move_count() == 0)
535     {
536         if (PonderSearch)
537             wait_for_stop_or_ponderhit();
538
539         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
540     }
541
542     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
543     // so to output information also for iteration 1.
544     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
545          << "info depth " << 1
546          << "\ninfo depth " << 1
547          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
548          << " time " << current_search_time()
549          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
550          << " nps " << nps()
551          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
552
553     // Initialize
554     TT.new_search();
555     H.clear();
556     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
557     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
558     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
559     Iteration = 1;
560
561     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
562     if (   rml.move_count() == 1
563         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
564         EasyMove = rml.move(0);
565
566     // Iterative deepening loop
567     while (Iteration < PLY_MAX)
568     {
569         // Initialize iteration
570         Iteration++;
571         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
572
573         cout << "info depth " << Iteration << endl;
574
575         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
576         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
577         {
578             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
579             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
580
581             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
582             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
583
584             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
585             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
586         }
587
588         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
589         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
590
591         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
592         // been overwritten during the search.
593         insert_pv_in_tt(p, pv);
594
595         if (AbortSearch)
596             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
597
598         //Save info about search result
599         ValueByIteration[Iteration] = value;
600
601         // Drop the easy move if differs from the new best move
602         if (pv[0] != EasyMove)
603             EasyMove = MOVE_NONE;
604
605         if (UseTimeManagement)
606         {
607             // Time to stop?
608             bool stopSearch = false;
609
610             // Stop search early if there is only a single legal move,
611             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
612             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
613                 stopSearch = true;
614
615             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
616             if (  Iteration >= 6
617                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
618                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
619                 stopSearch = true;
620
621             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
622             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
623             if (   Iteration >= 8
624                 && EasyMove == pv[0]
625                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
626                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
627                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
628                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
629                 stopSearch = true;
630
631             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
632             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
633                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
634                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
635
636             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
637             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
638             // move at the next iteration anyway.
639             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
640                 stopSearch = true;
641
642             if (stopSearch)
643             {
644                 if (PonderSearch)
645                     StopOnPonderhit = true;
646                 else
647                     break;
648             }
649         }
650
651         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
652             break;
653     }
654
655     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
656     // best move before we are told to do so.
657     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
658         wait_for_stop_or_ponderhit();
659     else
660         // Print final search statistics
661         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
662              << " nps " << nps()
663              << " time " << current_search_time() << endl;
664
665     // Print the best move and the ponder move to the standard output
666     if (pv[0] == MOVE_NONE)
667     {
668         pv[0] = rml.move(0);
669         pv[1] = MOVE_NONE;
670     }
671
672     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
673
674     cout << "bestmove " << pv[0];
675
676     if (pv[1] != MOVE_NONE)
677         cout << " ponder " << pv[1];
678
679     cout << endl;
680
681     if (UseLogFile)
682     {
683         if (dbg_show_mean)
684             dbg_print_mean(LogFile);
685
686         if (dbg_show_hit_rate)
687             dbg_print_hit_rate(LogFile);
688
689         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
690                 << "\nNodes/second: " << nps()
691                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
692
693         StateInfo st;
694         p.do_move(pv[0], st);
695         LogFile << "\nPonder move: "
696                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
697                 << endl;
698     }
699     return rml.move_score(0);
700   }
701
702
703   // root_search() is the function which searches the root node. It is
704   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
705   // scheme, prints some information to the standard output and handles
706   // the fail low/high loops.
707
708   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
709
710     StateInfo st;
711     CheckInfo ci(pos);
712     int64_t nodes;
713     Move move;
714     Depth depth, ext, newDepth;
715     Value value, evalMargin, alpha, beta;
716     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
717     int researchCountFH, researchCountFL;
718
719     researchCountFH = researchCountFL = 0;
720     alpha = *alphaPtr;
721     beta = *betaPtr;
722     isCheck = pos.is_check();
723     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
724
725     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
726     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
727
728     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
729     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
730     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
731
732     // Step 5. Evaluate the position statically
733     // At root we do this only to get reference value for child nodes
734     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, evalMargin);
735
736     // Step 6. Razoring (omitted at root)
737     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
738     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
739     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
740
741     // Step extra. Fail low loop
742     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
743     // with bigger window until we are not failing low anymore.
744     while (1)
745     {
746         // Sort the moves before to (re)search
747         rml.score_moves(pos);
748         rml.sort();
749
750         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
751         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
752         {
753             // This is used by time management
754             FirstRootMove = (i == 0);
755
756             // Save the current node count before the move is searched
757             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
758
759             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
760             // the standard output.
761             move = ss->currentMove = rml.move(i);
762
763             if (current_search_time() >= 1000)
764                 cout << "info currmove " << move
765                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
766
767             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
768             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
769
770             // Step 11. Decide the new search depth
771             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
772             newDepth = depth + ext;
773
774             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
775
776             // Step extra. Fail high loop
777             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
778             // high anymore.
779             value = - VALUE_INFINITE;
780
781             while (1)
782             {
783                 // Step 13. Make the move
784                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
785
786                 // Step extra. pv search
787                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
788                 // and for fail high research (value > alpha)
789                 if (i < MultiPV || value > alpha)
790                 {
791                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
792                     if (MultiPV > 1)
793                         alpha = -VALUE_INFINITE;
794
795                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
796                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
797                 }
798                 else
799                 {
800                     // Step 14. Reduced search
801                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
802                     bool doFullDepthSearch = true;
803
804                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
805                         && !dangerous
806                         && !captureOrPromotion
807                         && !move_is_castle(move))
808                     {
809                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
810                         if (ss->reduction)
811                         {
812                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
813
814                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
815                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
816                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
817                         }
818
819                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
820                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
821                         // if the move fails high again then go with full depth search.
822                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
823                         {
824                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
825
826                             ss->reduction = ONE_PLY;
827                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
828                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
829                         }
830                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
831                     }
832
833                     // Step 15. Full depth search
834                     if (doFullDepthSearch)
835                     {
836                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
837                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
838
839                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
840                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
841                         if (value > alpha)
842                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
843                     }
844                 }
845
846                 // Step 16. Undo move
847                 pos.undo_move(move);
848
849                 // Can we exit fail high loop ?
850                 if (AbortSearch || value < beta)
851                     break;
852
853                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
854                 // the score before research in case we run out of time while researching.
855                 rml.set_move_score(i, value);
856                 ss->bestMove = move;
857                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
858                 rml.set_move_pv(i, pv);
859
860                 // Print information to the standard output
861                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
862
863                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
864                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
865                 researchCountFH++;
866
867             } // End of fail high loop
868
869             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
870             // was aborted because the user interrupted the search or because we
871             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
872             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
873             // move and/or PV.
874             if (AbortSearch)
875                 break;
876
877             // Remember searched nodes counts for this move
878             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
879
880             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
881             assert(value < beta);
882
883             // Step 17. Check for new best move
884             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
885                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
886             else
887             {
888                 // PV move or new best move!
889
890                 // Update PV
891                 rml.set_move_score(i, value);
892                 ss->bestMove = move;
893                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
894                 rml.set_move_pv(i, pv);
895
896                 if (MultiPV == 1)
897                 {
898                     // We record how often the best move has been changed in each
899                     // iteration. This information is used for time managment: When
900                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
901                     if (i > 0)
902                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
903
904                     // Print information to the standard output
905                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
906
907                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
908                     if (value > alpha)
909                         alpha = value;
910                 }
911                 else // MultiPV > 1
912                 {
913                     rml.sort_multipv(i);
914                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
915                     {
916                         cout << "info multipv " << j + 1
917                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
918                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
919                              << " time " << current_search_time()
920                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
921                              << " nps " << nps()
922                              << " pv ";
923
924                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
925                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
926
927                         cout << endl;
928                     }
929                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
930                 }
931             } // PV move or new best move
932
933             assert(alpha >= *alphaPtr);
934
935             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
936
937             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
938                 StopOnPonderhit = false;
939         }
940
941         // Can we exit fail low loop ?
942         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
943             break;
944
945         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
946         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
947         researchCountFL++;
948
949     } // Fail low loop
950
951     // Sort the moves before to return
952     rml.sort();
953
954     return alpha;
955   }
956
957
958   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
959
960   template <NodeType PvNode>
961   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
962
963     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
964     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
965     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
966     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
967     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
968
969     Move movesSearched[MOVES_MAX];
970     StateInfo st;
971     const TTEntry *tte;
972     Key posKey;
973     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
974     Depth ext, newDepth;
975     Value bestValue, value, evalMargin, oldAlpha;
976     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
977     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
978     bool mateThreat = false;
979     int moveCount = 0;
980     int threadID = pos.thread();
981     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
982     oldAlpha = alpha;
983
984     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
985     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
986     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
987     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
988
989     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
990     {
991         NodesSincePoll = 0;
992         poll();
993     }
994
995     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
996     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
997         return VALUE_ZERO;
998
999     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1000         return VALUE_DRAW;
1001
1002     // Step 3. Mate distance pruning
1003     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1004     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1005     if (alpha >= beta)
1006         return alpha;
1007
1008     // Step 4. Transposition table lookup
1009
1010     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1011     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1012     excludedMove = ss->excludedMove;
1013     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1014
1015     tte = TT.retrieve(posKey);
1016     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1017
1018     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1019     // This is to avoid problems in the following areas:
1020     //
1021     // * Repetition draw detection
1022     // * Fifty move rule detection
1023     // * Searching for a mate
1024     // * Printing of full PV line
1025
1026     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1027     {
1028         // Refresh tte entry to avoid aging
1029         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1030
1031         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1032         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1033     }
1034
1035     // Step 5. Evaluate the position statically and
1036     // update gain statistics of parent move.
1037     isCheck = pos.is_check();
1038     if (isCheck)
1039         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1040     else if (tte)
1041     {
1042         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1043
1044         ss->eval = tte->static_value();
1045         evalMargin = tte->static_value_margin();
1046         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1047     }
1048     else
1049     {
1050         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, evalMargin);
1051         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1052     }
1053
1054     // Save gain for the parent non-capture move
1055     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1056
1057     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1058     if (   !PvNode
1059         &&  depth < RazorDepth
1060         && !isCheck
1061         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1062         &&  ttMove == MOVE_NONE
1063         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1064         && !value_is_mate(beta)
1065         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1066     {
1067         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1068         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1069         if (v < rbeta)
1070             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1071             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1072             return v;
1073     }
1074
1075     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1076     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1077     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1078     if (   !PvNode
1079         && !ss->skipNullMove
1080         &&  depth < RazorDepth
1081         && !isCheck
1082         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1083         && !value_is_mate(beta)
1084         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1085         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1086
1087     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1088     if (   !PvNode
1089         && !ss->skipNullMove
1090         &&  depth > ONE_PLY
1091         && !isCheck
1092         &&  refinedValue >= beta
1093         && !value_is_mate(beta)
1094         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1095     {
1096         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1097
1098         // Null move dynamic reduction based on depth
1099         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1100
1101         // Null move dynamic reduction based on value
1102         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1103             R++;
1104
1105         pos.do_null_move(st);
1106         (ss+1)->skipNullMove = true;
1107
1108         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1109                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1110         (ss+1)->skipNullMove = false;
1111         pos.undo_null_move();
1112
1113         if (nullValue >= beta)
1114         {
1115             // Do not return unproven mate scores
1116             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1117                 nullValue = beta;
1118
1119             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1120                 return nullValue;
1121
1122             // Do verification search at high depths
1123             ss->skipNullMove = true;
1124             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1125             ss->skipNullMove = false;
1126
1127             if (v >= beta)
1128                 return nullValue;
1129         }
1130         else
1131         {
1132             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1133             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1134             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1135             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1136             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1137             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1138             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1139                 mateThreat = true;
1140
1141             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1142             if (   depth < ThreatDepth
1143                 && (ss-1)->reduction
1144                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1145                 return beta - 1;
1146         }
1147     }
1148
1149     // Step 9. Internal iterative deepening
1150     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1151         &&  ttMove == MOVE_NONE
1152         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1153     {
1154         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1155
1156         ss->skipNullMove = true;
1157         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1158         ss->skipNullMove = false;
1159
1160         ttMove = ss->bestMove;
1161         tte = TT.retrieve(posKey);
1162     }
1163
1164     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1165     if (PvNode)
1166         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1167
1168     // Initialize a MovePicker object for the current position
1169     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1170     CheckInfo ci(pos);
1171     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1172     singleEvasion = isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1173     futilityBase = ss->eval + evalMargin;
1174     singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1175                            && tte
1176                            && tte->move()
1177                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1178                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1179                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1180
1181     // Step 10. Loop through moves
1182     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1183     while (   bestValue < beta
1184            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1185            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1186     {
1187       assert(move_is_ok(move));
1188
1189       if (move == excludedMove)
1190           continue;
1191
1192       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1193       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1194
1195       // Step 11. Decide the new search depth
1196       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1197
1198       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1199       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1200       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1201       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1202       if (   singularExtensionNode
1203           && move == tte->move()
1204           && ext < ONE_PLY)
1205       {
1206           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1207
1208           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1209           {
1210               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1211               ss->excludedMove = move;
1212               ss->skipNullMove = true;
1213               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1214               ss->skipNullMove = false;
1215               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1216               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1217               if (v < b)
1218                   ext = ONE_PLY;
1219           }
1220       }
1221
1222       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1223
1224       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1225       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1226
1227       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1228       if (   !PvNode
1229           && !captureOrPromotion
1230           && !isCheck
1231           && !dangerous
1232           &&  move != ttMove
1233           && !move_is_castle(move))
1234       {
1235           // Move count based pruning
1236           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1237               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1238               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1239               continue;
1240
1241           // Value based pruning
1242           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1243           // but fixing this made program slightly weaker.
1244           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1245           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1246                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1247
1248           if (futilityValueScaled < beta)
1249           {
1250               if (futilityValueScaled > bestValue)
1251                   bestValue = futilityValueScaled;
1252               continue;
1253           }
1254       }
1255
1256       // Step 13. Make the move
1257       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1258
1259       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1260       // The first move in list is the expected PV
1261       if (PvNode && moveCount == 1)
1262           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1263                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1264       else
1265       {
1266           // Step 14. Reduced depth search
1267           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1268           bool doFullDepthSearch = true;
1269
1270           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1271               && !captureOrPromotion
1272               && !dangerous
1273               && !move_is_castle(move)
1274               && !move_is_killer(move, ss))
1275           {
1276               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1277               if (ss->reduction)
1278               {
1279                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1280                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1281                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1282
1283                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1284               }
1285
1286               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1287               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1288               // if the move fails high again then go with full depth search.
1289               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1290               {
1291                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1292
1293                   ss->reduction = ONE_PLY;
1294                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1295                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1296               }
1297               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1298           }
1299
1300           // Step 15. Full depth search
1301           if (doFullDepthSearch)
1302           {
1303               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1304                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1305
1306               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1307               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1308               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1309               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1310                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1311                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1312           }
1313       }
1314
1315       // Step 16. Undo move
1316       pos.undo_move(move);
1317
1318       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1319
1320       // Step 17. Check for new best move
1321       if (value > bestValue)
1322       {
1323           bestValue = value;
1324           if (value > alpha)
1325           {
1326               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1327                   alpha = value;
1328
1329               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1330                   ss->mateKiller = move;
1331
1332               ss->bestMove = move;
1333           }
1334       }
1335
1336       // Step 18. Check for split
1337       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1338           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1339           && bestValue < beta
1340           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1341           && !AbortSearch
1342           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1343           && Iteration <= 99)
1344           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1345                                       threatMove, mateThreat, &moveCount, &mp, PvNode);
1346     }
1347
1348     // Step 19. Check for mate and stalemate
1349     // All legal moves have been searched and if there are
1350     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1351     // If one move was excluded return fail low score.
1352     if (!moveCount)
1353         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1354
1355     // Step 20. Update tables
1356     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1357     // history counters, and killer moves.
1358     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1359         return bestValue;
1360
1361     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1362     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1363     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, evalMargin);
1364
1365     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1366     if (    bestValue >= beta
1367         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1368     {
1369             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1370             update_killers(move, ss);
1371     }
1372
1373     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1374
1375     return bestValue;
1376   }
1377
1378
1379   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1380   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1381   // less than ONE_PLY).
1382
1383   template <NodeType PvNode>
1384   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1385
1386     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1387     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1388     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1389     assert(depth <= 0);
1390     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1391     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1392
1393     StateInfo st;
1394     Move ttMove, move;
1395     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1396     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1397     const TTEntry* tte;
1398     Value oldAlpha = alpha;
1399
1400     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1401     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1402
1403     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1404     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1405         return VALUE_DRAW;
1406
1407     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1408     // pruning, but only for move ordering.
1409     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1410     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1411
1412     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1413     {
1414         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1415         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1416     }
1417
1418     isCheck = pos.is_check();
1419
1420     // Evaluate the position statically
1421     if (isCheck)
1422     {
1423         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1424         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1425         deepChecks = enoughMaterial = false;
1426     }
1427     else
1428     {
1429         if (tte)
1430         {
1431             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1432
1433             evalMargin = tte->static_value_margin();
1434             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1435         }
1436         else
1437             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1438
1439         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1440
1441         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1442         if (bestValue >= beta)
1443         {
1444             if (!tte)
1445                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1446
1447             return bestValue;
1448         }
1449
1450         if (PvNode && bestValue > alpha)
1451             alpha = bestValue;
1452
1453         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1454         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1455
1456         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1457         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1458         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1459     }
1460
1461     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1462     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1463     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1464     // and we are near beta) will be generated.
1465     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1466     CheckInfo ci(pos);
1467
1468     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1469     while (   alpha < beta
1470            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1471     {
1472       assert(move_is_ok(move));
1473
1474       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1475
1476       // Futility pruning
1477       if (   !PvNode
1478           && !isCheck
1479           && !moveIsCheck
1480           &&  move != ttMove
1481           &&  enoughMaterial
1482           && !move_is_promotion(move)
1483           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1484       {
1485           futilityValue =  futilityBase
1486                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1487                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1488
1489           if (futilityValue < alpha)
1490           {
1491               if (futilityValue > bestValue)
1492                   bestValue = futilityValue;
1493               continue;
1494           }
1495       }
1496
1497       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1498       evasionPrunable =   isCheck
1499                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1500                        && !pos.move_is_capture(move)
1501                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1502
1503       // Don't search moves with negative SEE values
1504       if (   !PvNode
1505           && (!isCheck || evasionPrunable)
1506           &&  move != ttMove
1507           && !move_is_promotion(move)
1508           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1509           continue;
1510
1511       // Update current move
1512       ss->currentMove = move;
1513
1514       // Make and search the move
1515       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1516       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1517       pos.undo_move(move);
1518
1519       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1520
1521       // New best move?
1522       if (value > bestValue)
1523       {
1524           bestValue = value;
1525           if (value > alpha)
1526           {
1527               alpha = value;
1528               ss->bestMove = move;
1529           }
1530        }
1531     }
1532
1533     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1534     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1535     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1536         return value_mated_in(ply);
1537
1538     // Update transposition table
1539     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1540     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1541     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1542
1543     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1544
1545     return bestValue;
1546   }
1547
1548
1549   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1550   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1551   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1552   // table, done a null move search, and searched the first move before
1553   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1554   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1555   // care of after we return from the split point.
1556
1557   template <NodeType PvNode>
1558   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1559
1560     assert(threadID >= 0 && threadID < ThreadsMgr.active_threads());
1561     assert(ThreadsMgr.active_threads() > 1);
1562
1563     StateInfo st;
1564     Move move;
1565     Depth ext, newDepth;
1566     Value value;
1567     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1568     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1569     int moveCount;
1570     value = -VALUE_INFINITE;
1571
1572     Position pos(*sp->pos, threadID);
1573     CheckInfo ci(pos);
1574     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1575     isCheck = pos.is_check();
1576
1577     // Step 10. Loop through moves
1578     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1579     lock_grab(&(sp->lock));
1580
1581     while (    sp->bestValue < sp->beta
1582            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1583            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1584     {
1585       moveCount = ++sp->moveCount;
1586       lock_release(&(sp->lock));
1587
1588       assert(move_is_ok(move));
1589
1590       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1591       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1592
1593       // Step 11. Decide the new search depth
1594       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1595       newDepth = sp->depth - ONE_PLY + ext;
1596
1597       // Update current move
1598       ss->currentMove = move;
1599
1600       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1601       if (   !PvNode
1602           && !captureOrPromotion
1603           && !isCheck
1604           && !dangerous
1605           && !move_is_castle(move))
1606       {
1607           // Move count based pruning
1608           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1609               && !(sp->threatMove && connected_threat(pos, move, sp->threatMove))
1610               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1611           {
1612               lock_grab(&(sp->lock));
1613               continue;
1614           }
1615
1616           // Value based pruning
1617           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1618           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1619                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1620
1621           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1622           {
1623               lock_grab(&(sp->lock));
1624
1625               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1626                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1627               continue;
1628           }
1629       }
1630
1631       // Step 13. Make the move
1632       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1633
1634       // Step 14. Reduced search
1635       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1636       bool doFullDepthSearch = true;
1637
1638       if (   !captureOrPromotion
1639           && !dangerous
1640           && !move_is_castle(move)
1641           && !move_is_killer(move, ss))
1642       {
1643           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1644           if (ss->reduction)
1645           {
1646               Value localAlpha = sp->alpha;
1647               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1648               value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1649                                   : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, d, sp->ply+1);
1650
1651               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1652           }
1653
1654           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1655           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1656           // if the move fails high again then go with full depth search.
1657           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1658           {
1659               assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1660
1661               ss->reduction = ONE_PLY;
1662               Value localAlpha = sp->alpha;
1663               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, sp->ply+1);
1664               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1665           }
1666           ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1667       }
1668
1669       // Step 15. Full depth search
1670       if (doFullDepthSearch)
1671       {
1672           Value localAlpha = sp->alpha;
1673           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1674                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1);
1675
1676           // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1677           // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1678           // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1679           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1680               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, DEPTH_ZERO, sp->ply+1)
1681                                          : - search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1);
1682       }
1683
1684       // Step 16. Undo move
1685       pos.undo_move(move);
1686
1687       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1688
1689       // Step 17. Check for new best move
1690       lock_grab(&(sp->lock));
1691
1692       if (value > sp->bestValue && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1693       {
1694           sp->bestValue = value;
1695
1696           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1697           {
1698               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1699                   sp->stopRequest = true;
1700
1701               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1702                   sp->alpha = value;
1703
1704               sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove = move;
1705           }
1706       }
1707     }
1708
1709     /* Here we have the lock still grabbed */
1710
1711     sp->slaves[threadID] = 0;
1712
1713     lock_release(&(sp->lock));
1714   }
1715
1716
1717   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1718   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1719   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1720   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1721   // second move is assumed to be a move from the current position.
1722
1723   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1724
1725     Square f1, t1, f2, t2;
1726     Piece p;
1727
1728     assert(move_is_ok(m1));
1729     assert(move_is_ok(m2));
1730
1731     if (m2 == MOVE_NONE)
1732         return false;
1733
1734     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1735     f2 = move_from(m2);
1736     t1 = move_to(m1);
1737     if (f2 == t1)
1738         return true;
1739
1740     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1741     t2 = move_to(m2);
1742     f1 = move_from(m1);
1743     if (t2 == f1)
1744         return true;
1745
1746     // Case 3: Moving through the vacated square
1747     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1748         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1749       return true;
1750
1751     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1752     p = pos.piece_on(t1);
1753     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1754         return true;
1755
1756     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1757     if (    piece_is_slider(p)
1758         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1759         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1760     {
1761         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1762         // move is the opposite of the checking piece.
1763         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1764         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1765
1766         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1767             return true;
1768     }
1769     return false;
1770   }
1771
1772
1773   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1774   // compensated for the ply.
1775
1776   bool value_is_mate(Value value) {
1777
1778     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1779
1780     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1781           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1782   }
1783
1784
1785   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1786   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1787   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1788
1789   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1790
1791     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1792       return v + ply;
1793
1794     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1795       return v - ply;
1796
1797     return v;
1798   }
1799
1800
1801   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1802   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1803
1804   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1805
1806     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1807       return v - ply;
1808
1809     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1810       return v + ply;
1811
1812     return v;
1813   }
1814
1815
1816   // move_is_killer() checks if the given move is among the killer moves
1817
1818   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1819
1820       if (ss->killers[0] == m || ss->killers[1] == m)
1821           return true;
1822
1823       return false;
1824   }
1825
1826
1827   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1828   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1829   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1830   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1831   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1832   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1833   template <NodeType PvNode>
1834   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1835                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1836
1837     assert(m != MOVE_NONE);
1838
1839     Depth result = DEPTH_ZERO;
1840     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1841
1842     if (*dangerous)
1843     {
1844         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1845             result += CheckExtension[PvNode];
1846
1847         if (singleEvasion)
1848             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1849
1850         if (mateThreat)
1851             result += MateThreatExtension[PvNode];
1852     }
1853
1854     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1855     {
1856         Color c = pos.side_to_move();
1857         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1858         {
1859             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1860             *dangerous = true;
1861         }
1862         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1863         {
1864             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1865             *dangerous = true;
1866         }
1867     }
1868
1869     if (   captureOrPromotion
1870         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1871         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1872             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1873         && !move_is_promotion(m)
1874         && !move_is_ep(m))
1875     {
1876         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1877         *dangerous = true;
1878     }
1879
1880     if (   PvNode
1881         && captureOrPromotion
1882         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1883         && pos.see_sign(m) >= 0)
1884     {
1885         result += ONE_PLY / 2;
1886         *dangerous = true;
1887     }
1888
1889     return Min(result, ONE_PLY);
1890   }
1891
1892
1893   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1894   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1895
1896   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1897
1898     assert(move_is_ok(m));
1899     assert(threat && move_is_ok(threat));
1900     assert(!pos.move_is_check(m));
1901     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1902     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1903
1904     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1905
1906     mfrom = move_from(m);
1907     mto = move_to(m);
1908     tfrom = move_from(threat);
1909     tto = move_to(threat);
1910
1911     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1912     if (mfrom == tto)
1913         return true;
1914
1915     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1916     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1917     if (   pos.move_is_capture(threat)
1918         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1919             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1920         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1921         return true;
1922
1923     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1924     // prune safe moves which block its ray.
1925     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1926         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1927         && pos.see_sign(m) >= 0)
1928         return true;
1929
1930     return false;
1931   }
1932
1933
1934   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1935   // can be used at a given point in search.
1936
1937   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1938
1939     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1940
1941     return   (   tte->depth() >= depth
1942               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1943               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1944
1945           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1946               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1947   }
1948
1949
1950   // refine_eval() returns the transposition table score if
1951   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1952
1953   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1954
1955       assert(tte);
1956
1957       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1958
1959       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1960           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1961           return v;
1962
1963       return defaultEval;
1964   }
1965
1966
1967   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1968   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1969
1970   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1971                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1972
1973     Move m;
1974
1975     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1976
1977     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1978     {
1979         m = movesSearched[i];
1980
1981         assert(m != move);
1982
1983         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1984             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1985     }
1986   }
1987
1988
1989   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1990   // among the killer moves of that ply.
1991
1992   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1993
1994     if (m == ss->killers[0])
1995         return;
1996
1997     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1998     ss->killers[0] = m;
1999   }
2000
2001
2002   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2003   // the static position evaluation before and after the move.
2004
2005   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2006
2007     if (   m != MOVE_NULL
2008         && before != VALUE_NONE
2009         && after != VALUE_NONE
2010         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
2011         && !move_is_special(m))
2012         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2013   }
2014
2015
2016   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2017   // since the beginning of the current search.
2018
2019   int current_search_time() {
2020
2021     return get_system_time() - SearchStartTime;
2022   }
2023
2024
2025   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2026
2027   std::string value_to_uci(Value v) {
2028
2029     std::stringstream s;
2030
2031     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2032       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2033     else
2034       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2035
2036     return s.str();
2037   }
2038
2039   // nps() computes the current nodes/second count.
2040
2041   int nps() {
2042
2043     int t = current_search_time();
2044     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2045   }
2046
2047
2048   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2049   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2050   // search.
2051
2052   void poll() {
2053
2054     static int lastInfoTime;
2055     int t = current_search_time();
2056
2057     //  Poll for input
2058     if (Bioskey())
2059     {
2060         // We are line oriented, don't read single chars
2061         std::string command;
2062
2063         if (!std::getline(std::cin, command))
2064             command = "quit";
2065
2066         if (command == "quit")
2067         {
2068             AbortSearch = true;
2069             PonderSearch = false;
2070             Quit = true;
2071             return;
2072         }
2073         else if (command == "stop")
2074         {
2075             AbortSearch = true;
2076             PonderSearch = false;
2077         }
2078         else if (command == "ponderhit")
2079             ponderhit();
2080     }
2081
2082     // Print search information
2083     if (t < 1000)
2084         lastInfoTime = 0;
2085
2086     else if (lastInfoTime > t)
2087         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2088         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2089         lastInfoTime = 0;
2090
2091     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2092     {
2093         lastInfoTime = t;
2094
2095         if (dbg_show_mean)
2096             dbg_print_mean();
2097
2098         if (dbg_show_hit_rate)
2099             dbg_print_hit_rate();
2100
2101         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
2102              << " time " << t << endl;
2103     }
2104
2105     // Should we stop the search?
2106     if (PonderSearch)
2107         return;
2108
2109     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2110                            && !AspirationFailLow
2111                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2112
2113     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2114                      || stillAtFirstMove;
2115
2116     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2117         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2118         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2119         AbortSearch = true;
2120   }
2121
2122
2123   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2124   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2125   // it correctly predicted the opponent's move.
2126
2127   void ponderhit() {
2128
2129     int t = current_search_time();
2130     PonderSearch = false;
2131
2132     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2133                            && !AspirationFailLow
2134                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2135
2136     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2137                      || stillAtFirstMove;
2138
2139     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2140         AbortSearch = true;
2141   }
2142
2143
2144   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2145   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2146
2147   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2148
2149     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2150     {
2151         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2152         ss->skipNullMove = false;
2153         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2154
2155         if (i < 3)
2156             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2157     }
2158   }
2159
2160
2161   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2162   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2163   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2164   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2165   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2166   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2167
2168   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2169
2170     std::string command;
2171
2172     while (true)
2173     {
2174         if (!std::getline(std::cin, command))
2175             command = "quit";
2176
2177         if (command == "quit")
2178         {
2179             Quit = true;
2180             break;
2181         }
2182         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2183             break;
2184     }
2185   }
2186
2187
2188   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2189   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2190
2191   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2192
2193     cout << "info depth " << Iteration
2194          << " score "     << value_to_uci(value)
2195          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2196          << " time "  << current_search_time()
2197          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2198          << " nps "   << nps()
2199          << " pv ";
2200
2201     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2202         cout << *m << " ";
2203
2204     cout << endl;
2205
2206     if (UseLogFile)
2207     {
2208         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2209                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2210
2211         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2212                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2213     }
2214   }
2215
2216
2217   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2218   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2219   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2220
2221   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2222
2223     StateInfo st;
2224     TTEntry* tte;
2225     Position p(pos, pos.thread());
2226     Value v, m = VALUE_NONE;
2227
2228     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2229     {
2230         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2231         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2232         {
2233             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2234             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2235         }
2236         p.do_move(pv[i], st);
2237     }
2238   }
2239
2240
2241   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2242   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2243   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2244   // long PV to print that is important for position analysis.
2245
2246   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2247
2248     StateInfo st;
2249     TTEntry* tte;
2250     Position p(pos, pos.thread());
2251     int ply = 0;
2252
2253     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2254
2255     pv[ply] = bestMove;
2256     p.do_move(pv[ply++], st);
2257
2258     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2259            && tte->move() != MOVE_NONE
2260            && move_is_legal(p, tte->move())
2261            && ply < PLY_MAX
2262            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2263     {
2264         pv[ply] = tte->move();
2265         p.do_move(pv[ply++], st);
2266     }
2267     pv[ply] = MOVE_NONE;
2268   }
2269
2270
2271   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2272   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2273   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2274   // threads and one for Windows threads.
2275
2276 #if !defined(_MSC_VER)
2277
2278   void* init_thread(void *threadID) {
2279
2280     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2281     return NULL;
2282   }
2283
2284 #else
2285
2286   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2287
2288     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2289     return 0;
2290   }
2291
2292 #endif
2293
2294
2295   /// The ThreadsManager class
2296
2297   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2298   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2299   // counters used to sort the moves at root.
2300
2301   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2302
2303     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2304         threads[i].nodes = 0ULL;
2305   }
2306
2307   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2308
2309     int64_t result = 0ULL;
2310     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2311         result += threads[i].nodes;
2312
2313     return result;
2314   }
2315
2316
2317   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2318   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2319   // object for which the current thread is the master.
2320
2321   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2322
2323     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2324
2325     while (true)
2326     {
2327         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2328         // master should exit as last one.
2329         if (AllThreadsShouldExit)
2330         {
2331             assert(!sp);
2332             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2333             return;
2334         }
2335
2336         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2337         // instead of wasting CPU time polling for work.
2338         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2339         {
2340             assert(!sp);
2341             assert(threadID != 0);
2342             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2343
2344 #if !defined(_MSC_VER)
2345             lock_grab(&WaitLock);
2346             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2347                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2348             lock_release(&WaitLock);
2349 #else
2350             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2351 #endif
2352         }
2353
2354         // If thread has just woken up, mark it as available
2355         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2356             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2357
2358         // If this thread has been assigned work, launch a search
2359         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2360         {
2361             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2362
2363             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2364
2365             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2366                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2367             else
2368                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2369
2370             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2371
2372             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2373         }
2374
2375         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2376         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2377         int i = 0;
2378         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2379
2380         if (i == ActiveThreads)
2381         {
2382             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2383             // be sure sp->lock has been released before to return.
2384             lock_grab(&(sp->lock));
2385             lock_release(&(sp->lock));
2386
2387             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2388
2389             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2390             return;
2391         }
2392     }
2393   }
2394
2395
2396   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2397   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2398   // objects.
2399
2400   void ThreadsManager::init_threads() {
2401
2402     volatile int i;
2403     bool ok;
2404
2405 #if !defined(_MSC_VER)
2406     pthread_t pthread[1];
2407 #endif
2408
2409     // Initialize global locks
2410     lock_init(&MPLock);
2411     lock_init(&WaitLock);
2412
2413 #if !defined(_MSC_VER)
2414     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2415 #else
2416     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2417         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2418 #endif
2419
2420     // Initialize splitPoints[] locks
2421     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2422         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2423             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2424
2425     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2426     AllThreadsShouldExit = false;
2427
2428     // Threads will be put to sleep as soon as created
2429     AllThreadsShouldSleep = true;
2430
2431     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2432     ActiveThreads = 1;
2433     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2434     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2435         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2436
2437     // Launch the helper threads
2438     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2439     {
2440
2441 #if !defined(_MSC_VER)
2442         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2443 #else
2444         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2445 #endif
2446
2447         if (!ok)
2448         {
2449             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2450             Application::exit_with_failure();
2451         }
2452
2453         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2454         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2455     }
2456   }
2457
2458
2459   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2460   // helper threads exit cleanly.
2461
2462   void ThreadsManager::exit_threads() {
2463
2464     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2465     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2466     wake_sleeping_threads();
2467
2468     // This makes the threads to exit idle_loop()
2469     AllThreadsShouldExit = true;
2470
2471     // Wait for thread termination
2472     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2473         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2474
2475     // Now we can safely destroy the locks
2476     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2477         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2478             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2479
2480     lock_destroy(&WaitLock);
2481     lock_destroy(&MPLock);
2482   }
2483
2484
2485   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2486   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2487   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2488
2489   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2490
2491     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2492
2493     SplitPoint* sp;
2494
2495     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2496     return sp != NULL;
2497   }
2498
2499
2500   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2501   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2502   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2503   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2504   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2505   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2506   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2507
2508   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2509
2510     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2511     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2512     assert(ActiveThreads > 1);
2513
2514     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2515         return false;
2516
2517     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2518     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2519
2520     if (localActiveSplitPoints == 0)
2521         // No active split points means that the thread is available as
2522         // a slave for any other thread.
2523         return true;
2524
2525     if (ActiveThreads == 2)
2526         return true;
2527
2528     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2529     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2530     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2531     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2532         return true;
2533
2534     return false;
2535   }
2536
2537
2538   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2539   // a slave for the thread with threadID "master".
2540
2541   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2542
2543     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2544     assert(ActiveThreads > 1);
2545
2546     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2547         if (thread_is_available(i, master))
2548             return true;
2549
2550     return false;
2551   }
2552
2553
2554   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2555   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2556   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2557   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2558   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2559   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2560   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2561   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2562   // split() returns.
2563
2564   template <bool Fake>
2565   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2566                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2567                              bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2568     assert(p.is_ok());
2569     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2570     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2571     assert(*bestValue <= *alpha);
2572     assert(*alpha < beta);
2573     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2574     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2575     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2576     assert(ActiveThreads > 1);
2577
2578     int i, master = p.thread();
2579     Thread& masterThread = threads[master];
2580
2581     lock_grab(&MPLock);
2582
2583     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2584     // active split points, don't split.
2585     if (   !available_thread_exists(master)
2586         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2587     {
2588         lock_release(&MPLock);
2589         return;
2590     }
2591
2592     // Pick the next available split point object from the split point stack
2593     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2594
2595     // Initialize the split point object
2596     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2597     splitPoint.stopRequest = false;
2598     splitPoint.ply = ply;
2599     splitPoint.depth = depth;
2600     splitPoint.threatMove = threatMove;
2601     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2602     splitPoint.alpha = *alpha;
2603     splitPoint.beta = beta;
2604     splitPoint.pvNode = pvNode;
2605     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2606     splitPoint.mp = mp;
2607     splitPoint.moveCount = *moveCount;
2608     splitPoint.pos = &p;
2609     splitPoint.parentSstack = ss;
2610     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2611         splitPoint.slaves[i] = 0;
2612
2613     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2614
2615     // If we are here it means we are not available
2616     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2617
2618     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2619
2620     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2621     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2622         if (thread_is_available(i, master))
2623         {
2624             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2625             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2626             splitPoint.slaves[i] = 1;
2627             workersCnt++;
2628         }
2629
2630     assert(Fake || workersCnt > 1);
2631
2632     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2633     lock_release(&MPLock);
2634
2635     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2636     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2637     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2638         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2639         {
2640             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2641
2642             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2643
2644             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2645         }
2646
2647     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2648     // which it will instantly launch a search, because its state is
2649     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2650     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2651     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2652     idle_loop(master, &splitPoint);
2653
2654     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2655     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2656     lock_grab(&MPLock);
2657
2658     *alpha = splitPoint.alpha;
2659     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2660     masterThread.activeSplitPoints--;
2661     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2662
2663     lock_release(&MPLock);
2664   }
2665
2666
2667   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2668   // to start a new search from the root.
2669
2670   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2671
2672     assert(AllThreadsShouldSleep);
2673     assert(ActiveThreads > 0);
2674
2675     AllThreadsShouldSleep = false;
2676
2677     if (ActiveThreads == 1)
2678         return;
2679
2680 #if !defined(_MSC_VER)
2681     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2682     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2683     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2684 #else
2685     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2686         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2687 #endif
2688
2689   }
2690
2691
2692   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2693   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2694   // finished the job and should be idle.
2695
2696   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2697
2698     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2699
2700     // This makes the threads to go to sleep
2701     AllThreadsShouldSleep = true;
2702   }
2703
2704   /// The RootMoveList class
2705
2706   // RootMoveList c'tor
2707
2708   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2709
2710     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2711     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2712     StateInfo st;
2713     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2714
2715     // Initialize search stack
2716     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2717     ss[0].eval = VALUE_NONE;
2718     count = 0;
2719
2720     // Generate all legal moves
2721     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2722
2723     // Add each move to the moves[] array
2724     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2725     {
2726         bool includeMove = includeAllMoves;
2727
2728         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2729             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2730
2731         if (!includeMove)
2732             continue;
2733
2734         // Find a quick score for the move
2735         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2736         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2737         pos.do_move(cur->move, st);
2738         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2739         pos.undo_move(cur->move);
2740         count++;
2741     }
2742     sort();
2743   }
2744
2745   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2746   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2747
2748   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2749   {
2750       Move move;
2751       int score = 1000;
2752       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2753
2754       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2755           for (int i = 0; i < count; i++)
2756               if (moves[i].move == move)
2757               {
2758                   moves[i].mp_score = score--;
2759                   break;
2760               }
2761   }
2762
2763   // RootMoveList simple methods definitions
2764
2765   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2766
2767     int j;
2768
2769     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2770         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2771
2772     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2773   }
2774
2775
2776   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2777   // iteration.
2778
2779   void RootMoveList::sort() {
2780
2781     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2782   }
2783
2784
2785   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2786   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2787   // correctly in MultiPV mode.
2788
2789   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2790
2791     int i,j;
2792
2793     for (i = 1; i <= n; i++)
2794     {
2795         RootMove rm = moves[i];
2796         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2797             moves[j] = moves[j - 1];
2798
2799         moves[j] = rm;
2800     }
2801   }
2802
2803 } // namespace