Restore calling insert_pv after search is aborted + small clean-up
[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 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <fstream>
27 #include <iostream>
28 #include <sstream>
29
30 #include "book.h"
31 #include "evaluate.h"
32 #include "history.h"
33 #include "misc.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "san.h"
36 #include "search.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41
42 ////
43 //// Local definitions
44 ////
45
46 namespace {
47
48   /// Types
49
50   // IterationInfoType stores search results for each iteration
51   //
52   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
53   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
54   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
55   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
56   // we guess what the right value might be and store our guess
57   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
58   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
59   // not exact is not big a problem.
60
61   struct IterationInfoType {
62
63     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0), bool fh = false, bool fl = false)
64     : value(v), speculatedValue(sv), failHigh(fh), failLow(fl) {}
65
66     Value value, speculatedValue;
67     bool failHigh, failLow;
68   };
69
70
71   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
72   // Apart for the first one that has its score, following moves
73   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
74   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
75   // the last iteration.
76
77   struct BetaCounterType {
78
79     BetaCounterType();
80     void clear();
81     void add(Color us, Depth d, int threadID);
82     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
83
84     int64_t hits[THREAD_MAX][2];
85   };
86
87
88   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
89   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
90   // in the case of moves which fail low).
91
92   struct RootMove {
93
94     RootMove();
95     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
96
97     Move move;
98     Value score;
99     int64_t nodes, cumulativeNodes;
100     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
101     int64_t ourBeta, theirBeta;
102   };
103
104
105   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
106   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
107
108   class RootMoveList {
109
110   public:
111     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
112     inline Move get_move(int moveNum) const;
113     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
114     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
115     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
116     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
117     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
118     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
119     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
120     inline int move_count() const;
121     Move scan_for_easy_move() const;
122     inline void sort();
123     void sort_multipv(int n);
124
125   private:
126     static const int MaxRootMoves = 500;
127     RootMove moves[MaxRootMoves];
128     int count;
129   };
130
131
132   /// Constants and variables
133
134   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV
135   // nodes:
136   int LMRPVMoves = 15;
137   int LMRNonPVMoves = 4;
138
139   // Depth limit for use of dynamic threat detection:
140   Depth ThreatDepth = 5*OnePly;
141
142   // Depth limit for selective search:
143   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
144
145   // Use internal iterative deepening?
146   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
147   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
148
149   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
150   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
151   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
152   const Value IIDMargin = Value(0x100);
153
154   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
155   // better than the second best move.
156   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
157
158   // Problem margin.  If the score of the first move at iteration N+1 has
159   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
160   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
161   // time looking for a better move.
162   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
163
164   // No problem margin.  If the boolean "Problem" is true, and a new move
165   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
166   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
167   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
168
169   // Null move margin.  A null move search will not be done if the approximate
170   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
171   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
172
173   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
174   // understand their precise meaning.
175   const bool PruneEscapeMoves = false;
176   const bool PruneDefendingMoves = false;
177   const bool PruneBlockingMoves = false;
178
179   // Use futility pruning?
180   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
181   bool UseFutilityPruning = true;
182
183   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
184   // and near frontier nodes
185   Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
186   Value FutilityMargins[6] = { Value(0x100), Value(0x200), Value(0x250),
187                                Value(0x2A0), Value(0x340), Value(0x3A0) };
188
189   // Razoring
190   const bool RazorAtDepthOne = false;
191   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
192   Value RazorMargin = Value(0x300);
193
194   // Last seconds noise filtering (LSN)
195   bool UseLSNFiltering = false;
196   bool looseOnTime = false;
197   int LSNTime = 4 * 1000; // In milliseconds
198   Value LSNValue = Value(0x200);
199
200   // Extensions.  Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
201   Depth CheckExtension[2] = {OnePly, OnePly};
202   Depth SingleReplyExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
203   Depth PawnPushTo7thExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
204   Depth PassedPawnExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
205   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
206   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
207
208   // Search depth at iteration 1
209   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
210
211   // Node counters
212   int NodesSincePoll;
213   int NodesBetweenPolls = 30000;
214
215   // Iteration counters
216   int Iteration;
217   BetaCounterType BetaCounter;
218
219   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
220   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
221   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
222
223   // MultiPV mode
224   int MultiPV = 1;
225
226   // Time managment variables
227   int SearchStartTime;
228   int MaxNodes, MaxDepth;
229   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
230   Move EasyMove;
231   int RootMoveNumber;
232   bool InfiniteSearch;
233   bool PonderSearch;
234   bool StopOnPonderhit;
235   bool AbortSearch;
236   bool Quit;
237   bool FailHigh;
238   bool FailLow;
239   bool Problem;
240   bool PonderingEnabled;
241   int ExactMaxTime;
242
243   // Show current line?
244   bool ShowCurrentLine = false;
245
246   // Log file
247   bool UseLogFile = false;
248   std::ofstream LogFile;
249
250   // MP related variables
251   Depth MinimumSplitDepth = 4*OnePly;
252   int MaxThreadsPerSplitPoint = 4;
253   Thread Threads[THREAD_MAX];
254   Lock MPLock;
255   bool AllThreadsShouldExit = false;
256   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
257   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
258   bool Idle = true;
259
260 #if !defined(_MSC_VER)
261   pthread_cond_t WaitCond;
262   pthread_mutex_t WaitLock;
263 #else
264   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
265 #endif
266
267
268   /// Functions
269
270   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
271   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta);
272   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
273   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
274   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
275   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
276   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
277   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
278   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
279   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
280   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
281   bool value_is_mate(Value value);
282   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
283   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
284   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
285   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
286   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
287   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
288   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
289   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
290
291   bool fail_high_ply_1();
292   int current_search_time();
293   int nps();
294   void poll();
295   void ponderhit();
296   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
297   void wait_for_stop_or_ponderhit();
298
299   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp);
300   void init_split_point_stack();
301   void destroy_split_point_stack();
302   bool thread_should_stop(int threadID);
303   bool thread_is_available(int slave, int master);
304   bool idle_thread_exists(int master);
305   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
306              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
307              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
308   void wake_sleeping_threads();
309
310 #if !defined(_MSC_VER)
311   void *init_thread(void *threadID);
312 #else
313   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
314 #endif
315
316 }
317
318
319 ////
320 //// Global variables
321 ////
322
323 // The main transposition table
324 TranspositionTable TT = TranspositionTable(TTDefaultSize);
325
326
327 // Number of active threads:
328 int ActiveThreads = 1;
329
330 // Locks.  In principle, there is no need for IOLock to be a global variable,
331 // but it could turn out to be useful for debugging.
332 Lock IOLock;
333
334 History H;  // Should be made local?
335
336 // The empty search stack
337 SearchStack EmptySearchStack;
338
339
340 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
341 // new search from the root.
342 void SearchStack::init(int ply) {
343
344   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
345   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
346   reduction = Depth(0);
347 }
348
349 void SearchStack::initKillers() {
350
351   mateKiller = MOVE_NONE;
352   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
353       killers[i] = MOVE_NONE;
354 }
355
356
357 ////
358 //// Functions
359 ////
360
361 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
362 /// the program receives the UCI 'go' command.  It initializes various
363 /// search-related global variables, and calls root_search()
364
365 void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
366            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
367            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
368
369   // Look for a book move
370   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
371   {
372       Move bookMove;
373       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
374       {
375           OpeningBook.close();
376           OpeningBook.open("book.bin");
377       }
378       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
379       if (bookMove != MOVE_NONE)
380       {
381           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
382           return;
383       }
384   }
385
386   // Initialize global search variables
387   Idle = false;
388   SearchStartTime = get_system_time();
389   EasyMove = MOVE_NONE;
390   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
391   {
392       Threads[i].nodes = 0ULL;
393       Threads[i].failHighPly1 = false;
394   }
395   NodesSincePoll = 0;
396   InfiniteSearch = infinite;
397   PonderSearch = ponder;
398   StopOnPonderhit = false;
399   AbortSearch = false;
400   Quit = false;
401   FailHigh = false;
402   FailLow = false;
403   Problem = false;
404   ExactMaxTime = maxTime;
405
406   // Read UCI option values
407   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
408   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
409       TT.clear();
410
411   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
412   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
413
414   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
415   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
416
417   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
418   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
419
420   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
421   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
422
423   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
424   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
425
426   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
427   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
428
429   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
430   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
431
432   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
433   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
434   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
435   SelectiveDepth = get_option_value_int("Selective Plies") * OnePly;
436
437   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
438   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
439   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
440   if (UseLogFile)
441       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
442
443   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
444   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
445
446   FutilityMarginQS = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin (Quiescence Search)"));
447   int fmScale = get_option_value_int("Futility Margin Scale Factor (Main Search)");
448   for (int i = 0; i < 6; i++)
449       FutilityMargins[i] = (FutilityMargins[i] * fmScale) / 100;
450
451   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
452   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
453
454   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
455   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
456   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
457
458   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
459   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
460
461   read_weights(pos.side_to_move());
462
463   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
464   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
465   {
466       ActiveThreads = newActiveThreads;
467       init_eval(ActiveThreads);
468   }
469
470   // Wake up sleeping threads:
471   wake_sleeping_threads();
472
473   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
474       assert(thread_is_available(i, 0));
475
476   // Set thinking time:
477   int myTime = time[side_to_move];
478   int myIncrement = increment[side_to_move];
479
480   if (!movesToGo) // Sudden death time control
481   {
482       if (myIncrement)
483       {
484           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
485           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
486       } else { // Blitz game without increment
487           MaxSearchTime = myTime / 30;
488           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
489       }
490   }
491   else // (x moves) / (y minutes)
492   {
493       if (movesToGo == 1)
494       {
495           MaxSearchTime = myTime / 2;
496           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
497       } else {
498           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
499           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
500       }
501   }
502
503   if (PonderingEnabled)
504   {
505       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
506       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
507   }
508
509   // Fixed depth or fixed number of nodes?
510   MaxDepth = maxDepth;
511   if (MaxDepth)
512       InfiniteSearch = true; // HACK
513
514   MaxNodes = maxNodes;
515   if (MaxNodes)
516   {
517       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
518       InfiniteSearch = true; // HACK
519   }
520   else
521       NodesBetweenPolls = 30000;
522
523
524   // Write information to search log file:
525   if (UseLogFile)
526       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
527               << "infinite: " << infinite
528               << " ponder: " << ponder
529               << " time: " << myTime
530               << " increment: " << myIncrement
531               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
532
533
534   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
535   // function:
536   if (!looseOnTime)
537   {
538       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
539       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
540                      && myTime < LSNTime
541                      && myIncrement == 0
542                      && v < -LSNValue);
543   }
544   else
545   {
546       looseOnTime = false; // reset for next match
547       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
548           ; // wait here
549       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
550   }
551
552   if (UseLogFile)
553       LogFile.close();
554
555   if (Quit)
556   {
557       OpeningBook.close();
558       stop_threads();
559       quit_eval();
560       exit(0);
561   }
562   Idle = true;
563 }
564
565
566 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
567 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
568 /// objects.
569
570 void init_threads() {
571
572   volatile int i;
573
574 #if !defined(_MSC_VER)
575   pthread_t pthread[1];
576 #endif
577
578   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
579       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
580
581   // Initialize global locks:
582   lock_init(&MPLock, NULL);
583   lock_init(&IOLock, NULL);
584
585   init_split_point_stack();
586
587 #if !defined(_MSC_VER)
588   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
589   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
590 #else
591   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
592       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
593 #endif
594
595   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
596   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
597   {
598       Threads[i].stop = false;
599       Threads[i].workIsWaiting = false;
600       Threads[i].idle = true;
601       Threads[i].running = false;
602   }
603
604   // Launch the helper threads
605   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
606   {
607 #if !defined(_MSC_VER)
608       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
609 #else
610       DWORD iID[1];
611       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
612 #endif
613
614       // Wait until the thread has finished launching:
615       while (!Threads[i].running);
616   }
617
618   // Init also the empty search stack
619   EmptySearchStack.init(0);
620   EmptySearchStack.initKillers();
621 }
622
623
624 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
625 /// helper threads exit cleanly.
626
627 void stop_threads() {
628
629   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
630   Idle = false;  // HACK
631   wake_sleeping_threads();
632   AllThreadsShouldExit = true;
633   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
634   {
635       Threads[i].stop = true;
636       while(Threads[i].running);
637   }
638   destroy_split_point_stack();
639 }
640
641
642 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
643 /// the current search.
644
645 int64_t nodes_searched() {
646
647   int64_t result = 0ULL;
648   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
649       result += Threads[i].nodes;
650   return result;
651 }
652
653
654 namespace {
655
656   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
657   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
658   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
659   // reached.
660
661   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
662
663     Position p(pos);
664     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
665
666     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
667     RootMoveList rml(p, searchMoves);
668
669     // Initialize
670     TT.new_search();
671     H.clear();
672     for (int i = 0; i < 3; i++)
673     {
674         ss[i].init(i);
675         ss[i].initKillers();
676     }
677     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
678     Iteration = 1;
679
680     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
681
682     // Iterative deepening loop
683     while (Iteration < PLY_MAX)
684     {
685         // Initialize iteration
686         rml.sort();
687         Iteration++;
688         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
689         if (Iteration <= 5)
690             ExtraSearchTime = 0;
691
692         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
693
694         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
695         Value alpha, beta;
696
697         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6)
698         {
699             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
700             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
701
702             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
703
704             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
705             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
706         }
707         else
708         {
709             alpha = - VALUE_INFINITE;
710             beta  =   VALUE_INFINITE;
711         }
712
713         // Search to the current depth
714         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
715
716         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
717         // been overwritten during the search.
718         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
719
720         if (AbortSearch)
721             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
722
723         //Save info about search result
724         Value speculatedValue;
725         bool fHigh = false;
726         bool fLow = false;
727         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
728
729         if (value >= beta)
730         {
731             assert(delta > 0);
732
733             fHigh = true;
734             speculatedValue = value + delta;
735             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
736         }
737         else if (value <= alpha)
738         {
739             assert(delta < 0);
740
741             fLow = true;
742             speculatedValue = value + delta;
743             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
744         } else
745             speculatedValue = value;
746
747         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
748         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue, fHigh, fLow);
749
750         // Erase the easy move if it differs from the new best move
751         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
752             EasyMove = MOVE_NONE;
753
754         Problem = false;
755
756         if (!InfiniteSearch)
757         {
758             // Time to stop?
759             bool stopSearch = false;
760
761             // Stop search early if there is only a single legal move:
762             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
763                 stopSearch = true;
764
765             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
766             if (  Iteration >= 6
767                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
768                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
769                 stopSearch = true;
770
771             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
772             int64_t nodes = nodes_searched();
773             if (   Iteration >= 8
774                 && !fLow
775                 && !fHigh
776                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
777                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
778                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
779                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
780                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
781                 stopSearch = true;
782
783             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
784             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
785                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
786                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
787
788             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
789             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
790             // move at the next iteration anyway.
791             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
792                 stopSearch = true;
793
794             if (stopSearch)
795             {
796                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
797                 if (!PonderSearch)
798                     break;
799                 else
800                     StopOnPonderhit = true;
801             }
802         }
803
804         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
805             break;
806     }
807
808     rml.sort();
809
810     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
811     // are told to do so
812     if (PonderSearch)
813         wait_for_stop_or_ponderhit();
814     else
815         // Print final search statistics
816         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
817                   << " nps " << nps()
818                   << " time " << current_search_time()
819                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
820
821     // Print the best move and the ponder move to the standard output
822     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
823     {
824         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
825         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
826     }
827     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
828     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
829         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
830
831     std::cout << std::endl;
832
833     if (UseLogFile)
834     {
835         if (dbg_show_mean)
836             dbg_print_mean(LogFile);
837
838         if (dbg_show_hit_rate)
839             dbg_print_hit_rate(LogFile);
840
841         StateInfo st;
842         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
843                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
844                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
845
846         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
847         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
848                 << std::endl << std::endl;
849     }
850     return rml.get_move_score(0);
851   }
852
853
854   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
855   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
856   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
857   // and prints some information to the standard output.
858
859   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
860
861     Value oldAlpha = alpha;
862     Value value;
863     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
864
865     // Loop through all the moves in the root move list
866     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
867     {
868         if (alpha >= beta)
869         {
870             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
871             continue; // Leave node-counters and beta-counters as they are
872         }
873         int64_t nodes;
874         Move move;
875         StateInfo st;
876         Depth ext, newDepth;
877
878         RootMoveNumber = i + 1;
879         FailHigh = false;
880
881         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
882         // are used to sort the root moves at the next iteration.
883         nodes = nodes_searched();
884
885         // Reset beta cut-off counters
886         BetaCounter.clear();
887
888         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
889         // the standard output.
890         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
891         if (current_search_time() >= 1000)
892             std::cout << "info currmove " << move
893                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
894
895         // Decide search depth for this move
896         bool dangerous;
897         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
898         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
899
900         // Make the move, and search it
901         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
902
903         if (i < MultiPV)
904         {
905             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
906             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
907             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
908             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
909             // current iteration before playing a move.
910             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
911
912             if (Problem && StopOnPonderhit)
913                 StopOnPonderhit = false;
914         }
915         else
916         {
917             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
918             if (value > alpha)
919             {
920                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
921                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
922                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
923                 // prematurely during a fail high research.
924                 FailHigh = true;
925                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
926             }
927         }
928
929         pos.undo_move(move);
930
931         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
932         // was aborted because the user interrupted the search or because we
933         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
934         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
935         // move and/or PV.
936         if (AbortSearch)
937             break;
938
939         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
940         // sort the root moves at the next iteration.
941         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
942
943         // Remember the beta-cutoff statistics
944         int64_t our, their;
945         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
946         rml.set_beta_counters(i, our, their);
947
948         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
949
950         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
951             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
952         else
953         {
954             // New best move!
955
956             // Update PV
957             rml.set_move_score(i, value);
958             update_pv(ss, 0);
959             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
960
961             if (MultiPV == 1)
962             {
963                 // We record how often the best move has been changed in each
964                 // iteration. This information is used for time managment: When
965                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
966                 if (i > 0)
967                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
968
969                 // Print search information to the standard output:
970                 std::cout << "info depth " << Iteration
971                           << " score " << value_to_string(value)
972                           << " time " << current_search_time()
973                           << " nodes " << nodes_searched()
974                           << " nps " << nps()
975                           << " pv ";
976
977                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
978                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
979
980                 std::cout << std::endl;
981
982                 if (UseLogFile)
983                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
984                             << std::endl;
985
986                 if (value > alpha)
987                     alpha = value;
988
989                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
990                 // far below the final value from the last iteration.
991                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
992                     Problem = false;
993             }
994             else // MultiPV > 1
995             {
996                 rml.sort_multipv(i);
997                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
998                 {
999                     int k;
1000                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1001                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1002                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1003                               << " time " << current_search_time()
1004                               << " nodes " << nodes_searched()
1005                               << " nps " << nps()
1006                               << " pv ";
1007
1008                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1009                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1010
1011                     std::cout << std::endl;
1012                 }
1013                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1014             }
1015         } // New best move case
1016
1017         assert(alpha >= oldAlpha);
1018
1019         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1020     }
1021     return alpha;
1022   }
1023
1024
1025   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1026
1027   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1028                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1029
1030     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1031     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1032     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1033     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1034
1035     if (depth < OnePly)
1036         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1037
1038     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1039     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1040     init_node(ss, ply, threadID);
1041
1042     // After init_node() that calls poll()
1043     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1044         return Value(0);
1045
1046     if (pos.is_draw())
1047         return VALUE_DRAW;
1048
1049     EvalInfo ei;
1050
1051     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1052         return evaluate(pos, ei, threadID);
1053
1054     // Mate distance pruning
1055     Value oldAlpha = alpha;
1056     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1057     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1058     if (alpha >= beta)
1059         return alpha;
1060
1061     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1062     // pruning, but only for move ordering.
1063     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1064     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1065
1066     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1067     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1068     {
1069         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1070         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1071     }
1072
1073     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1074     // to search all moves
1075     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
1076
1077     Move move, movesSearched[256];
1078     int moveCount = 0;
1079     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1080     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1081     Color us = pos.side_to_move();
1082     bool isCheck = pos.is_check();
1083     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1084
1085     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1086     // occurs.
1087     while (   alpha < beta
1088            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1089            && !thread_should_stop(threadID))
1090     {
1091       assert(move_is_ok(move));
1092
1093       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1094       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1095       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1096
1097       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1098
1099       // Decide the new search depth
1100       bool dangerous;
1101       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1102       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1103
1104       // Make and search the move
1105       StateInfo st;
1106       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1107
1108       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1109           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1110       else
1111       {
1112         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1113         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1114         if (    depth >= 2*OnePly
1115             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1116             && !dangerous
1117             && !moveIsCapture
1118             && !move_promotion(move)
1119             && !move_is_castle(move)
1120             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1121         {
1122             ss[ply].reduction = OnePly;
1123             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1124         }
1125         else
1126             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1127
1128         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1129         {
1130             ss[ply].reduction = Depth(0);
1131             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1132             if (value > alpha && value < beta)
1133             {
1134                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1135                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1136                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1137                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1138                 // result in a big drop in score at the root.
1139                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1140                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1141
1142                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1143                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1144                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1145           }
1146         }
1147       }
1148       pos.undo_move(move);
1149
1150       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1151
1152       // New best move?
1153       if (value > bestValue)
1154       {
1155           bestValue = value;
1156           if (value > alpha)
1157           {
1158               alpha = value;
1159               update_pv(ss, ply);
1160               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1161                   ss[ply].mateKiller = move;
1162           }
1163           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1164           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1165           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1166           if (   ply == 1
1167               && Iteration >= 2
1168               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1169               Problem = true;
1170       }
1171
1172       // Split?
1173       if (   ActiveThreads > 1
1174           && bestValue < beta
1175           && depth >= MinimumSplitDepth
1176           && Iteration <= 99
1177           && idle_thread_exists(threadID)
1178           && !AbortSearch
1179           && !thread_should_stop(threadID)
1180           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1181                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1182           break;
1183     }
1184
1185     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1186     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1187     if (moveCount == 0)
1188         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1189
1190     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1191     // history counters, and killer moves.
1192     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1193         return bestValue;
1194
1195     if (bestValue <= oldAlpha)
1196         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1197
1198     else if (bestValue >= beta)
1199     {
1200         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1201         Move m = ss[ply].pv[ply];
1202         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1203         {
1204             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1205             update_killers(m, ss[ply]);
1206         }
1207         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1208     }
1209     else
1210         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, ss[ply].pv[ply], VALUE_TYPE_EXACT);
1211
1212     return bestValue;
1213   }
1214
1215
1216   // search() is the search function for zero-width nodes.
1217
1218   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1219                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1220
1221     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1222     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1223     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1224
1225     if (depth < OnePly)
1226         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1227
1228     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1229     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1230     init_node(ss, ply, threadID);
1231
1232     // After init_node() that calls poll()
1233     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1234         return Value(0);
1235
1236     if (pos.is_draw())
1237         return VALUE_DRAW;
1238
1239     EvalInfo ei;
1240
1241     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1242         return evaluate(pos, ei, threadID);
1243
1244     // Mate distance pruning
1245     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1246         return beta;
1247
1248     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1249         return beta - 1;
1250
1251     // Transposition table lookup
1252     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1253     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1254
1255     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1256     {
1257         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1258         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1259     }
1260
1261     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1262     bool mateThreat = false;
1263     bool isCheck = pos.is_check();
1264
1265     // Null move search
1266     if (    allowNullmove
1267         &&  depth > OnePly
1268         && !isCheck
1269         && !value_is_mate(beta)
1270         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1271         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1272     {
1273         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1274
1275         StateInfo st;
1276         pos.do_null_move(st);
1277         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1278
1279         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1280
1281         pos.undo_null_move();
1282
1283         if (value_is_mate(nullValue))
1284         {
1285             /* Do not return unproven mates */
1286         }
1287         else if (nullValue >= beta)
1288         {
1289             if (depth < 6 * OnePly)
1290                 return beta;
1291
1292             // Do zugzwang verification search
1293             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1294             if (v >= beta)
1295                 return beta;
1296         } else {
1297             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1298             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1299             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1300             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1301             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1302             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1303             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1304                 mateThreat = true;
1305
1306             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1307             if (   depth < ThreatDepth
1308                 && ss[ply - 1].reduction
1309                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1310                 return beta - 1;
1311         }
1312     }
1313     // Null move search not allowed, try razoring
1314     else if (   !value_is_mate(beta)
1315              && approximateEval < beta - RazorMargin
1316              && depth < RazorDepth
1317              && (RazorAtDepthOne || depth > OnePly)
1318              && ttMove == MOVE_NONE
1319              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1320     {
1321         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1322         if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
1323             || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
1324             || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
1325             return v;
1326     }
1327
1328     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1329     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1330         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1331     {
1332         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1333         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1334     }
1335
1336     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1337     // to search all moves:
1338     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1339
1340     Move move, movesSearched[256];
1341     int moveCount = 0;
1342     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1343     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1344     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1345     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1346                              && depth < SelectiveDepth
1347                              && !isCheck;
1348
1349     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1350     // occurs.
1351     while (   bestValue < beta
1352            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1353            && !thread_should_stop(threadID))
1354     {
1355       assert(move_is_ok(move));
1356
1357       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1358       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1359       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1360
1361       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1362
1363       // Decide the new search depth
1364       bool dangerous;
1365       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1366       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1367
1368       // Futility pruning
1369       if (    useFutilityPruning
1370           && !dangerous
1371           && !moveIsCapture
1372           && !move_promotion(move))
1373       {
1374           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1375           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1376               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1377               continue;
1378
1379           // Value based pruning
1380           if (depth < 7 * OnePly && approximateEval < beta)
1381           {
1382               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1383                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1384                                  + FutilityMargins[int(depth)/2 - 1]
1385                                  + 32 * (depth & 1);
1386
1387               if (futilityValue < beta)
1388               {
1389                   if (futilityValue > bestValue)
1390                       bestValue = futilityValue;
1391                   continue;
1392               }
1393           }
1394       }
1395
1396       // Make and search the move
1397       StateInfo st;
1398       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1399
1400       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1401       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1402       if (    depth >= 2*OnePly
1403           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1404           && !dangerous
1405           && !moveIsCapture
1406           && !move_promotion(move)
1407           && !move_is_castle(move)
1408           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1409       {
1410           ss[ply].reduction = OnePly;
1411           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1412       }
1413       else
1414         value = beta; // Just to trigger next condition
1415
1416       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1417       {
1418           ss[ply].reduction = Depth(0);
1419           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1420       }
1421       pos.undo_move(move);
1422
1423       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1424
1425       // New best move?
1426       if (value > bestValue)
1427       {
1428         bestValue = value;
1429         if (value >= beta)
1430             update_pv(ss, ply);
1431
1432         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1433             ss[ply].mateKiller = move;
1434       }
1435
1436       // Split?
1437       if (   ActiveThreads > 1
1438           && bestValue < beta
1439           && depth >= MinimumSplitDepth
1440           && Iteration <= 99
1441           && idle_thread_exists(threadID)
1442           && !AbortSearch
1443           && !thread_should_stop(threadID)
1444           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1445                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1446         break;
1447     }
1448
1449     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1450     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1451     if (moveCount == 0)
1452         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1453
1454     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1455     // history counters, and killer moves.
1456     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1457         return bestValue;
1458
1459     if (bestValue < beta)
1460         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1461     else
1462     {
1463         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1464         Move m = ss[ply].pv[ply];
1465         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1466         {
1467             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1468             update_killers(m, ss[ply]);
1469         }
1470         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1471     }
1472
1473     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1474
1475     return bestValue;
1476   }
1477
1478
1479   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1480   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1481   // less than OnePly).
1482
1483   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1484                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1485
1486     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1487     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1488     assert(depth <= 0);
1489     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1490     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1491
1492     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1493     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1494     init_node(ss, ply, threadID);
1495
1496     // After init_node() that calls poll()
1497     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1498         return Value(0);
1499
1500     if (pos.is_draw())
1501         return VALUE_DRAW;
1502
1503     // Transposition table lookup, only when not in PV
1504     TTEntry* tte = NULL;
1505     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1506     if (!pvNode)
1507     {
1508         tte = TT.retrieve(pos);
1509         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1510         {
1511             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1512
1513             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1514         }
1515     }
1516
1517     // Evaluate the position statically
1518     EvalInfo ei;
1519     Value staticValue;
1520     bool isCheck = pos.is_check();
1521     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1522
1523     if (isCheck)
1524         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1525
1526     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1527     {
1528         // Use the cached evaluation score if possible
1529         assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
1530         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1531
1532         staticValue = tte->value();
1533     }
1534     else
1535         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1536
1537     if (ply == PLY_MAX - 1)
1538         return evaluate(pos, ei, threadID);
1539
1540     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1541     // at least beta.
1542     Value bestValue = staticValue;
1543
1544     if (bestValue >= beta)
1545     {
1546         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1547         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1548             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EVAL);
1549
1550         return bestValue;
1551     }
1552
1553     if (bestValue > alpha)
1554         alpha = bestValue;
1555
1556     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1557     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1558     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1559     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
1560     Move move;
1561     int moveCount = 0;
1562     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1563     Color us = pos.side_to_move();
1564     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1565
1566     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1567     // occurs.
1568     while (   alpha < beta
1569            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1570     {
1571       assert(move_is_ok(move));
1572
1573       moveCount++;
1574       ss[ply].currentMove = move;
1575
1576       // Futility pruning
1577       if (    UseQSearchFutilityPruning
1578           &&  enoughMaterial
1579           && !isCheck
1580           && !pvNode
1581           && !move_promotion(move)
1582           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1583           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1584       {
1585           Value futilityValue = staticValue
1586                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1587                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1588                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1589                               + FutilityMarginQS
1590                               + ei.futilityMargin;
1591
1592           if (futilityValue < alpha)
1593           {
1594               if (futilityValue > bestValue)
1595                   bestValue = futilityValue;
1596               continue;
1597           }
1598       }
1599
1600       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1601       if (   !isCheck
1602           && !move_promotion(move)
1603           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1604               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1605           &&  pos.see(move) < 0)
1606           continue;
1607
1608       // Make and search the move.
1609       StateInfo st;
1610       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1611       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1612       pos.undo_move(move);
1613
1614       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1615
1616       // New best move?
1617       if (value > bestValue)
1618       {
1619           bestValue = value;
1620           if (value > alpha)
1621           {
1622               alpha = value;
1623               update_pv(ss, ply);
1624           }
1625        }
1626     }
1627
1628     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1629     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1630     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1631         return value_mated_in(ply);
1632
1633     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1634
1635     // Update transposition table
1636     if (!pvNode)
1637     {
1638         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1639         if (bestValue < beta)
1640             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1641         else
1642             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_LOWER);
1643     }
1644
1645     // Update killers only for good check moves
1646     Move m = ss[ply].currentMove;
1647     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1648     {
1649         // Wrong to update history when depth is <= 0
1650         update_killers(m, ss[ply]);
1651     }
1652     return bestValue;
1653   }
1654
1655
1656   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1657   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1658   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1659   // table, done a null move search, and searched the first move before
1660   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1661   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1662   // care of after we return from the split point.
1663
1664   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1665
1666     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1667     assert(ActiveThreads > 1);
1668
1669     Position pos = Position(sp->pos);
1670     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1671     Value value;
1672     Move move;
1673     bool isCheck = pos.is_check();
1674     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1675                               && sp->depth < SelectiveDepth
1676                               && !isCheck;
1677
1678     while (    sp->bestValue < sp->beta
1679            && !thread_should_stop(threadID)
1680            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1681     {
1682       assert(move_is_ok(move));
1683
1684       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1685       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1686
1687       lock_grab(&(sp->lock));
1688       int moveCount = ++sp->moves;
1689       lock_release(&(sp->lock));
1690
1691       ss[sp->ply].currentMove = move;
1692
1693       // Decide the new search depth.
1694       bool dangerous;
1695       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1696       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1697
1698       // Prune?
1699       if (    useFutilityPruning
1700           && !dangerous
1701           && !moveIsCapture
1702           && !move_promotion(move)
1703           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1704           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1705         continue;
1706
1707       // Make and search the move.
1708       StateInfo st;
1709       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1710
1711       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1712       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1713       if (   !dangerous
1714           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1715           && !moveIsCapture
1716           && !move_promotion(move)
1717           && !move_is_castle(move)
1718           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1719       {
1720           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1721           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1722       }
1723       else
1724           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1725
1726       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1727       {
1728           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1729           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1730       }
1731       pos.undo_move(move);
1732
1733       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1734
1735       if (thread_should_stop(threadID))
1736           break;
1737
1738       // New best move?
1739       lock_grab(&(sp->lock));
1740       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1741       {
1742           sp->bestValue = value;
1743           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1744           {
1745               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1746               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1747                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1748                       Threads[i].stop = true;
1749
1750               sp->finished = true;
1751         }
1752       }
1753       lock_release(&(sp->lock));
1754     }
1755
1756     lock_grab(&(sp->lock));
1757
1758     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1759     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1760     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1761         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1762             if (sp->slaves[i])
1763                 Threads[i].stop = true;
1764
1765     sp->cpus--;
1766     sp->slaves[threadID] = 0;
1767
1768     lock_release(&(sp->lock));
1769   }
1770
1771
1772   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1773   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1774   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1775   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1776   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1777   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1778   // after we return from the split point.
1779
1780   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1781
1782     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1783     assert(ActiveThreads > 1);
1784
1785     Position pos = Position(sp->pos);
1786     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1787     Value value;
1788     Move move;
1789
1790     while (    sp->alpha < sp->beta
1791            && !thread_should_stop(threadID)
1792            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1793     {
1794       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1795       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1796
1797       assert(move_is_ok(move));
1798
1799       lock_grab(&(sp->lock));
1800       int moveCount = ++sp->moves;
1801       lock_release(&(sp->lock));
1802
1803       ss[sp->ply].currentMove = move;
1804
1805       // Decide the new search depth.
1806       bool dangerous;
1807       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1808       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1809
1810       // Make and search the move.
1811       StateInfo st;
1812       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1813
1814       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1815       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1816       if (   !dangerous
1817           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1818           && !moveIsCapture
1819           && !move_promotion(move)
1820           && !move_is_castle(move)
1821           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1822       {
1823           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1824           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1825       }
1826       else
1827           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1828
1829       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1830       {
1831           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1832           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1833
1834           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1835           {
1836               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1837               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1838               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1839               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1840               // result in a big drop in score at the root.
1841               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1842                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1843
1844               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1845               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1846         }
1847       }
1848       pos.undo_move(move);
1849
1850       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1851
1852       if (thread_should_stop(threadID))
1853           break;
1854
1855       // New best move?
1856       lock_grab(&(sp->lock));
1857       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1858       {
1859           sp->bestValue = value;
1860           if (value > sp->alpha)
1861           {
1862               sp->alpha = value;
1863               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1864               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1865                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1866
1867               if(value >= sp->beta)
1868               {
1869                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1870                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1871                           Threads[i].stop = true;
1872
1873                   sp->finished = true;
1874               }
1875         }
1876         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1877         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1878         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1879         if (   sp->ply == 1
1880             && Iteration >= 2
1881             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1882             Problem = true;
1883       }
1884       lock_release(&(sp->lock));
1885     }
1886
1887     lock_grab(&(sp->lock));
1888
1889     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1890     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1891     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1892         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1893             if (sp->slaves[i])
1894                 Threads[i].stop = true;
1895
1896     sp->cpus--;
1897     sp->slaves[threadID] = 0;
1898
1899     lock_release(&(sp->lock));
1900   }
1901
1902   /// The BetaCounterType class
1903
1904   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1905
1906   void BetaCounterType::clear() {
1907
1908     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1909         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1910   }
1911
1912   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1913
1914     // Weighted count based on depth
1915     hits[threadID][us] += int(d);
1916   }
1917
1918   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1919
1920     our = their = 0UL;
1921     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1922     {
1923         our += hits[i][us];
1924         their += hits[i][opposite_color(us)];
1925     }
1926   }
1927
1928
1929   /// The RootMove class
1930
1931   // Constructor
1932
1933   RootMove::RootMove() {
1934     nodes = cumulativeNodes = 0ULL;
1935   }
1936
1937   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1938   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1939   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1940   // have equal score but m1 has the higher node count.
1941
1942   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1943
1944     if (score != m.score)
1945         return (score < m.score);
1946
1947     return theirBeta <= m.theirBeta;
1948   }
1949
1950   /// The RootMoveList class
1951
1952   // Constructor
1953
1954   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1955
1956     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1957     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1958
1959     // Generate all legal moves
1960     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1961
1962     // Add each move to the moves[] array
1963     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1964     {
1965         bool includeMove = includeAllMoves;
1966
1967         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1968             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1969
1970         if (includeMove)
1971         {
1972             // Find a quick score for the move
1973             StateInfo st;
1974             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1975
1976             moves[count].move = mlist[i].move;
1977             moves[count].nodes = 0ULL;
1978             pos.do_move(moves[count].move, st);
1979             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
1980                                           Depth(0), 1, 0);
1981             pos.undo_move(moves[count].move);
1982             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
1983             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1984             count++;
1985         }
1986     }
1987     sort();
1988   }
1989
1990
1991   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1992
1993   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1994     return moves[moveNum].move;
1995   }
1996
1997   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1998     return moves[moveNum].score;
1999   }
2000
2001   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2002     moves[moveNum].score = score;
2003   }
2004
2005   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2006     moves[moveNum].nodes = nodes;
2007     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2008   }
2009
2010   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2011     moves[moveNum].ourBeta = our;
2012     moves[moveNum].theirBeta = their;
2013   }
2014
2015   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2016     int j;
2017     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2018       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2019     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2020   }
2021
2022   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2023     return moves[moveNum].pv[i];
2024   }
2025
2026   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2027     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2028   }
2029
2030   inline int RootMoveList::move_count() const {
2031     return count;
2032   }
2033
2034
2035   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2036   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2037   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2038   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2039   // important that this function is called at the right moment:  The code
2040   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2041   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2042
2043   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2044
2045     assert(count);
2046
2047     if (count == 1)
2048         return get_move(0);
2049
2050     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2051     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2052         return get_move(0);
2053
2054     return MOVE_NONE;
2055   }
2056
2057   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2058   // iteration.
2059
2060   inline void RootMoveList::sort() {
2061
2062     sort_multipv(count - 1); // all items
2063   }
2064
2065
2066   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2067   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2068   // correctly in MultiPV mode.
2069
2070   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2071
2072     for (int i = 1; i <= n; i++)
2073     {
2074       RootMove rm = moves[i];
2075       int j;
2076       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2077           moves[j] = moves[j-1];
2078       moves[j] = rm;
2079     }
2080   }
2081
2082
2083   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2084   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2085   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2086   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2087   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2088
2089   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2090     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2091     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2092
2093     Threads[threadID].nodes++;
2094
2095     if(threadID == 0) {
2096       NodesSincePoll++;
2097       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2098         poll();
2099         NodesSincePoll = 0;
2100       }
2101     }
2102
2103     ss[ply].init(ply);
2104     ss[ply+2].initKillers();
2105
2106     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2107       print_current_line(ss, ply, threadID);
2108   }
2109
2110
2111   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2112   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2113   // node.
2114
2115   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2116     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2117
2118     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2119     int p;
2120     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2121       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2122     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2123   }
2124
2125
2126   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2127   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2128   // the PV at the parent node.
2129
2130   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2131     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2132
2133     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2134     int p;
2135     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2136       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2137     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2138   }
2139
2140
2141   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2142   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2143   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2144   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2145   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2146
2147   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2148     Square f1, t1, f2, t2;
2149
2150     assert(move_is_ok(m1));
2151     assert(move_is_ok(m2));
2152
2153     if(m2 == MOVE_NONE)
2154       return false;
2155
2156     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2157     f2 = move_from(m2);
2158     t1 = move_to(m1);
2159     if(f2 == t1)
2160       return true;
2161
2162     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2163     t2 = move_to(m2);
2164     f1 = move_from(m1);
2165     if(t2 == f1)
2166       return true;
2167
2168     // Case 3: Moving through the vacated square:
2169     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2170        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2171       return true;
2172
2173     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2174     // in m1:
2175     if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
2176       return true;
2177
2178     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2179     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2180        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2181                   f2) &&
2182        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2183                    t2)) {
2184       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2185       Color us = pos.side_to_move();
2186       Square ksq = pos.king_square(us);
2187       clear_bit(&occ, f2);
2188       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2189         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2190           return true;
2191       }
2192       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2193         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2194           return true;
2195       }
2196       else {
2197         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2198         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2199           return true;
2200       }
2201     }
2202
2203     return false;
2204   }
2205
2206
2207   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2208   // eventually compensated for the ply.
2209
2210   bool value_is_mate(Value value) {
2211
2212     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2213
2214     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2215           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2216   }
2217
2218
2219   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2220   // killer moves of that ply.
2221
2222   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2223
2224       const Move* k = ss.killers;
2225       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2226           if (*k == m)
2227               return true;
2228
2229       return false;
2230   }
2231
2232
2233   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2234   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2235   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2236   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2237   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2238   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2239
2240   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2241                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2242
2243     assert(m != MOVE_NONE);
2244
2245     Depth result = Depth(0);
2246     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2247
2248     if (check)
2249         result += CheckExtension[pvNode];
2250
2251     if (singleReply)
2252         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2253
2254     if (mateThreat)
2255         result += MateThreatExtension[pvNode];
2256
2257     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2258     {
2259         if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2260         {
2261             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2262             *dangerous = true;
2263         }
2264         if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2265         {
2266             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2267             *dangerous = true;
2268         }
2269     }
2270
2271     if (   capture
2272         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2273         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2274             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2275         && !move_promotion(m)
2276         && !move_is_ep(m))
2277     {
2278         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2279         *dangerous = true;
2280     }
2281
2282     if (   pvNode
2283         && capture
2284         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2285         && pos.see(m) >= 0)
2286     {
2287         result += OnePly/2;
2288         *dangerous = true;
2289     }
2290
2291     return Min(result, OnePly);
2292   }
2293
2294
2295   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2296   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2297   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2298   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2299   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2300   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2301   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2302
2303   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2304     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2305       return false;
2306     return true;
2307   }
2308
2309
2310   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2311   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2312   // candidates for pruning.
2313
2314   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2315     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2316
2317     assert(move_is_ok(m));
2318     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2319     assert(!move_promotion(m));
2320     assert(!pos.move_is_check(m));
2321     assert(!pos.move_is_capture(m));
2322     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2323     assert(d >= OnePly);
2324
2325     mfrom = move_from(m);
2326     mto = move_to(m);
2327     tfrom = move_from(threat);
2328     tto = move_to(threat);
2329
2330     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2331     if (move_is_castle(m))
2332         return false;
2333
2334     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2335     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2336         return false;
2337
2338     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2339     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2340     if (   !PruneDefendingMoves
2341         && threat != MOVE_NONE
2342         && pos.move_is_capture(threat)
2343         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2344             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2345         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2346       return false;
2347
2348     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2349     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2350         return false;
2351
2352     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2353     // prune safe moves which block its ray.
2354     if (  !PruneBlockingMoves
2355         && threat != MOVE_NONE
2356         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2357         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2358         && pos.see(m) >= 0)
2359             return false;
2360
2361     return true;
2362   }
2363
2364
2365   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2366   // can be used at a given point in search.
2367
2368   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2369
2370     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2371
2372     return   (   tte->depth() >= depth
2373               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2374               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2375
2376           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2377               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2378   }
2379
2380
2381   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2382   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2383
2384   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2385
2386     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2387   }
2388
2389
2390   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2391   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2392
2393   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2394                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2395
2396     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2397
2398     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2399     {
2400         assert(m != movesSearched[i]);
2401         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2402             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2403     }
2404   }
2405
2406
2407   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2408   // among the killer moves of that ply.
2409
2410   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2411
2412     if (m == ss.killers[0])
2413         return;
2414
2415     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2416         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2417
2418     ss.killers[0] = m;
2419   }
2420
2421   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2422   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2423   // is used for time managment.
2424
2425   bool fail_high_ply_1() {
2426     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2427       if(Threads[i].failHighPly1)
2428         return true;
2429     return false;
2430   }
2431
2432
2433   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2434   // since the beginning of the current search.
2435
2436   int current_search_time() {
2437     return get_system_time() - SearchStartTime;
2438   }
2439
2440
2441   // nps() computes the current nodes/second count.
2442
2443   int nps() {
2444     int t = current_search_time();
2445     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2446   }
2447
2448
2449   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2450   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2451   // search.
2452
2453   void poll() {
2454
2455     static int lastInfoTime;
2456     int t = current_search_time();
2457
2458     //  Poll for input
2459     if (Bioskey())
2460     {
2461         // We are line oriented, don't read single chars
2462         std::string command;
2463         if (!std::getline(std::cin, command))
2464             command = "quit";
2465
2466         if (command == "quit")
2467         {
2468             AbortSearch = true;
2469             PonderSearch = false;
2470             Quit = true;
2471         }
2472         else if(command == "stop")
2473         {
2474             AbortSearch = true;
2475             PonderSearch = false;
2476         }
2477         else if(command == "ponderhit")
2478             ponderhit();
2479     }
2480     // Print search information
2481     if (t < 1000)
2482         lastInfoTime = 0;
2483
2484     else if (lastInfoTime > t)
2485         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2486         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2487         lastInfoTime = 0;
2488
2489     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2490     {
2491         lastInfoTime = t;
2492         lock_grab(&IOLock);
2493         if (dbg_show_mean)
2494             dbg_print_mean();
2495
2496         if (dbg_show_hit_rate)
2497             dbg_print_hit_rate();
2498
2499         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2500                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2501         lock_release(&IOLock);
2502         if (ShowCurrentLine)
2503             Threads[0].printCurrentLine = true;
2504     }
2505     // Should we stop the search?
2506     if (PonderSearch)
2507         return;
2508
2509     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2510                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2511                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2512                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2513
2514     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2515         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2516         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2517         AbortSearch = true;
2518   }
2519
2520
2521   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2522   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2523   // it correctly predicted the opponent's move.
2524
2525   void ponderhit() {
2526     int t = current_search_time();
2527     PonderSearch = false;
2528     if(Iteration >= 3 &&
2529        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2530                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2531                             (RootMoveNumber == 1 &&
2532                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2533                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2534                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2535       AbortSearch = true;
2536   }
2537
2538
2539   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2540   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2541
2542   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2543     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2544     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2545
2546     if(!Threads[threadID].idle) {
2547       lock_grab(&IOLock);
2548       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2549       for(int p = 0; p < ply; p++)
2550         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2551       std::cout << std::endl;
2552       lock_release(&IOLock);
2553     }
2554     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2555     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2556       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2557   }
2558
2559
2560   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2561   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2562   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2563   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2564   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2565   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2566
2567   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2568     std::string command;
2569
2570     while(true) {
2571       if(!std::getline(std::cin, command))
2572         command = "quit";
2573
2574       if(command == "quit") {
2575         OpeningBook.close();
2576         stop_threads();
2577         quit_eval();
2578         exit(0);
2579       }
2580       else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2581         break;
2582     }
2583   }
2584
2585
2586   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2587   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2588   // object for which the current thread is the master.
2589
2590   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2591     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2592
2593     Threads[threadID].running = true;
2594
2595     while(true) {
2596       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2597         break;
2598
2599       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2600       // of wasting CPU time polling for work:
2601       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2602 #if !defined(_MSC_VER)
2603         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2604         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2605           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2606         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2607 #else
2608         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2609 #endif
2610       }
2611
2612       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2613       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2614         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2615         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2616           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2617         else
2618           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2619         Threads[threadID].idle = true;
2620       }
2621
2622       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2623       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2624       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2625         return;
2626     }
2627
2628     Threads[threadID].running = false;
2629   }
2630
2631
2632   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2633   // initializes all split point objects.
2634
2635   void init_split_point_stack() {
2636     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2637       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2638         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2639         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2640       }
2641   }
2642
2643
2644   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2645   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2646
2647   void destroy_split_point_stack() {
2648     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2649       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2650         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2651   }
2652
2653
2654   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2655   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2656   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2657   // some ancestor of the current split point.
2658
2659   bool thread_should_stop(int threadID) {
2660     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2661
2662     SplitPoint *sp;
2663
2664     if(Threads[threadID].stop)
2665       return true;
2666     if(ActiveThreads <= 2)
2667       return false;
2668     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2669       if(sp->finished) {
2670         Threads[threadID].stop = true;
2671         return true;
2672       }
2673     return false;
2674   }
2675
2676
2677   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2678   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2679   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2680   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2681   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2682   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2683   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2684
2685   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2686     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2687     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2688     assert(ActiveThreads > 1);
2689
2690     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2691       return false;
2692
2693     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2694       // No active split points means that the thread is available as a slave
2695       // for any other thread.
2696       return true;
2697
2698     if(ActiveThreads == 2)
2699       return true;
2700
2701     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2702     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2703       return true;
2704
2705     return false;
2706   }
2707
2708
2709   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2710   // a slave for the thread with threadID "master".
2711
2712   bool idle_thread_exists(int master) {
2713     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2714     assert(ActiveThreads > 1);
2715
2716     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2717       if(thread_is_available(i, master))
2718         return true;
2719     return false;
2720   }
2721
2722
2723   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2724   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2725   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2726   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2727   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2728   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2729   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2730   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2731   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2732   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2733   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2734
2735   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2736              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
2737              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2738
2739     assert(p.is_ok());
2740     assert(sstck != NULL);
2741     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2742     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2743     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2744     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2745     assert(depth > Depth(0));
2746     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2747     assert(ActiveThreads > 1);
2748
2749     SplitPoint *splitPoint;
2750     int i;
2751
2752     lock_grab(&MPLock);
2753
2754     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2755     // active split points, don't split:
2756     if(!idle_thread_exists(master) ||
2757        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2758       lock_release(&MPLock);
2759       return false;
2760     }
2761
2762     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2763     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2764     Threads[master].activeSplitPoints++;
2765
2766     // Initialize the split point object:
2767     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2768     splitPoint->finished = false;
2769     splitPoint->ply = ply;
2770     splitPoint->depth = depth;
2771     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2772     splitPoint->beta = *beta;
2773     splitPoint->pvNode = pvNode;
2774     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2775     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2776     splitPoint->master = master;
2777     splitPoint->mp = mp;
2778     splitPoint->moves = *moves;
2779     splitPoint->cpus = 1;
2780     splitPoint->pos.copy(p);
2781     splitPoint->parentSstack = sstck;
2782     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2783       splitPoint->slaves[i] = 0;
2784
2785     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2786     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2787     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2788
2789     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2790     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2791         i++)
2792       if(thread_is_available(i, master)) {
2793         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2794         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2795         splitPoint->slaves[i] = 1;
2796         splitPoint->cpus++;
2797       }
2798
2799     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2800     // their idle loop.
2801     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2802       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2803         Threads[i].workIsWaiting = true;
2804         Threads[i].idle = false;
2805         Threads[i].stop = false;
2806       }
2807
2808     lock_release(&MPLock);
2809
2810     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2811     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2812     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2813     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2814     // loop when all threads have finished their work at this split point
2815     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2816     idle_loop(master, splitPoint);
2817
2818     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2819     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2820     lock_grab(&MPLock);
2821     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2822     *beta = splitPoint->beta;
2823     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2824     Threads[master].stop = false;
2825     Threads[master].idle = false;
2826     Threads[master].activeSplitPoints--;
2827     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2828     lock_release(&MPLock);
2829
2830     return true;
2831   }
2832
2833
2834   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2835   // to start a new search from the root.
2836
2837   void wake_sleeping_threads() {
2838     if(ActiveThreads > 1) {
2839       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2840         Threads[i].idle = true;
2841         Threads[i].workIsWaiting = false;
2842       }
2843 #if !defined(_MSC_VER)
2844       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2845       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2846       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2847 #else
2848       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2849         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2850 #endif
2851     }
2852   }
2853
2854
2855   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2856   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2857   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2858   // and one for Windows threads.
2859
2860 #if !defined(_MSC_VER)
2861
2862   void *init_thread(void *threadID) {
2863     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2864     return NULL;
2865   }
2866
2867 #else
2868
2869   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2870     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2871     return NULL;
2872   }
2873
2874 #endif
2875
2876 }