Fully convert move_is_check() internally
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movegen.h"
36 #include "movepick.h"
37 #include "lock.h"
38 #include "san.h"
39 #include "search.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "tt.h"
42 #include "ucioption.h"
43
44
45 ////
46 //// Local definitions
47 ////
48
49 namespace {
50
51   /// Types
52
53   // IterationInfoType stores search results for each iteration
54   //
55   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
56   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
57   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
58   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
59   // we guess what the right value might be and store our guess
60   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
61   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
62   // not exact is not big a problem.
63
64   struct IterationInfoType {
65
66     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
67     : value(v), speculatedValue(sv) {}
68
69     Value value, speculatedValue;
70   };
71
72
73   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
74   // Apart for the first one that has its score, following moves
75   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
76   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
77   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
78   // concurrent accessing under SMP case.
79
80   struct BetaCounterType {
81
82     BetaCounterType();
83     void clear();
84     void add(Color us, Depth d, int threadID);
85     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
86   };
87
88
89   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
90   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
91   // in the case of moves which fail low).
92
93   struct RootMove {
94
95     RootMove();
96     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
97
98     Move move;
99     Value score;
100     int64_t nodes, cumulativeNodes;
101     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
102     int64_t ourBeta, theirBeta;
103   };
104
105
106   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
107   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
108
109   class RootMoveList {
110
111   public:
112     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
113     inline Move get_move(int moveNum) const;
114     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
115     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
116     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
117     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
118     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
119     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
120     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
121     inline int move_count() const;
122     Move scan_for_easy_move() const;
123     inline void sort();
124     void sort_multipv(int n);
125
126   private:
127     static const int MaxRootMoves = 500;
128     RootMove moves[MaxRootMoves];
129     int count;
130   };
131
132
133   /// Constants
134
135   // Search depth at iteration 1
136   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
137
138   // Depth limit for selective search
139   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
140
141   // Use internal iterative deepening?
142   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
143   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
144
145   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
146   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
147   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
148   const Value IIDMargin = Value(0x100);
149
150   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
151   // better than the second best move.
152   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
153
154   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
155   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
156   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
157   // time looking for a better move.
158   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
159
160   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
161   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
162   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
163   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
164
165   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
166   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
167   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
168
169   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
170   // understand their precise meaning.
171   const bool PruneEscapeMoves    = false;
172   const bool PruneDefendingMoves = false;
173   const bool PruneBlockingMoves  = false;
174
175   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
176   // and near frontier nodes.
177   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
178
179   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
180   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
181   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
182                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
183   // Razoring
184   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
185
186   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
187   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
188
189   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
190   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
191
192
193   /// Variables initialized by UCI options
194
195   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
196   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
197
198   // Depth limit for use of dynamic threat detection
199   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
200
201   // Last seconds noise filtering (LSN)
202   const bool UseLSNFiltering = true;
203   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
204   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
205   bool loseOnTime = false;
206
207   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
208   // There is heavy SMP read access on these arrays
209   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
210   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
211
212   // Iteration counters
213   int Iteration;
214   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
215
216   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
217   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
218   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
219
220   // MultiPV mode
221   int MultiPV;
222
223   // Time managment variables
224   int SearchStartTime;
225   int MaxNodes, MaxDepth;
226   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
227   int RootMoveNumber;
228   bool InfiniteSearch;
229   bool PonderSearch;
230   bool StopOnPonderhit;
231   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
232   bool Quit;
233   bool FailHigh;
234   bool FailLow;
235   bool Problem;
236
237   // Show current line?
238   bool ShowCurrentLine;
239
240   // Log file
241   bool UseLogFile;
242   std::ofstream LogFile;
243
244   // MP related variables
245   int ActiveThreads = 1;
246   Depth MinimumSplitDepth;
247   int MaxThreadsPerSplitPoint;
248   Thread Threads[THREAD_MAX];
249   Lock MPLock;
250   Lock IOLock;
251   bool AllThreadsShouldExit = false;
252   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
253   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
254   bool Idle = true;
255
256 #if !defined(_MSC_VER)
257   pthread_cond_t WaitCond;
258   pthread_mutex_t WaitLock;
259 #else
260   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
261 #endif
262
263   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
264   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
265   int NodesSincePoll;
266   int NodesBetweenPolls = 30000;
267
268   // History table
269   History H;
270
271
272   /// Functions
273
274   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
275   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
276   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
277   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
278   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
279   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
280   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
281   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
282   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
283   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
284   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
285   bool value_is_mate(Value value);
286   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
287   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
288   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
289   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
290   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
291   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
292   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
293
294   bool fail_high_ply_1();
295   int current_search_time();
296   int nps();
297   void poll();
298   void ponderhit();
299   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
300   void wait_for_stop_or_ponderhit();
301   void init_ss_array(SearchStack ss[]);
302
303   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
304   void init_split_point_stack();
305   void destroy_split_point_stack();
306   bool thread_should_stop(int threadID);
307   bool thread_is_available(int slave, int master);
308   bool idle_thread_exists(int master);
309   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
310              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
311              const Value futilityValue, const Value approximateValue,
312              Depth depth, int *moves,
313              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
314   void wake_sleeping_threads();
315
316 #if !defined(_MSC_VER)
317   void *init_thread(void *threadID);
318 #else
319   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
320 #endif
321
322 }
323
324
325 ////
326 //// Functions
327 ////
328
329
330 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the
331 /// legal moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
332
333 int perft(Position& pos, Depth depth)
334 {
335     Move move;
336     MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
337     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
338     int sum = 0;
339
340     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
341     // the moves, just to count them.
342     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
343     {
344         while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE) sum++;
345         return sum;
346     }
347
348     // Loop through all legal moves
349     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
350     {
351       StateInfo st;
352       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
353       sum += perft(pos, depth - OnePly);
354       pos.undo_move(move);
355     }
356     return sum;
357 }
358
359
360 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
361 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
362 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
363 /// when a quit command is received during the search.
364
365 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
366            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
367            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
368
369   // Look for a book move
370   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
371   {
372       Move bookMove;
373       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
374           OpeningBook.open("book.bin");
375
376       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
377       if (bookMove != MOVE_NONE)
378       {
379           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
380           return true;
381       }
382   }
383
384   // Initialize global search variables
385   Idle = false;
386   SearchStartTime = get_system_time();
387   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
388   {
389       Threads[i].nodes = 0ULL;
390       Threads[i].failHighPly1 = false;
391   }
392   NodesSincePoll = 0;
393   InfiniteSearch = infinite;
394   PonderSearch = ponder;
395   StopOnPonderhit = false;
396   AbortSearch = false;
397   Quit = false;
398   FailHigh = false;
399   FailLow = false;
400   Problem = false;
401   ExactMaxTime = maxTime;
402
403   // Read UCI option values
404   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
405   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
406   {
407       TT.clear();
408       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
409   }
410
411   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
412   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
413
414   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
415   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
416
417   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
418   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
419
420   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
421   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
422
423   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
424   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
425
426   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
427   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
428
429   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
430   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
431
432   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
433   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
434   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
435
436   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
437   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
438   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
439   if (UseLogFile)
440       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
441
442   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
443   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
444
445   read_weights(pos.side_to_move());
446
447   // Set the number of active threads
448   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
449   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
450   {
451       ActiveThreads = newActiveThreads;
452       init_eval(ActiveThreads);
453   }
454
455   // Wake up sleeping threads
456   wake_sleeping_threads();
457
458   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
459       assert(thread_is_available(i, 0));
460
461   // Set thinking time
462   int myTime = time[side_to_move];
463   int myIncrement = increment[side_to_move];
464
465   if (!movesToGo) // Sudden death time control
466   {
467       if (myIncrement)
468       {
469           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
470           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
471       } else { // Blitz game without increment
472           MaxSearchTime = myTime / 30;
473           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
474       }
475   }
476   else // (x moves) / (y minutes)
477   {
478       if (movesToGo == 1)
479       {
480           MaxSearchTime = myTime / 2;
481           AbsoluteMaxSearchTime =
482              (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
483       } else {
484           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
485           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
486       }
487   }
488
489   if (PonderingEnabled)
490   {
491       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
492       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
493   }
494
495   // Fixed depth or fixed number of nodes?
496   MaxDepth = maxDepth;
497   if (MaxDepth)
498       InfiniteSearch = true; // HACK
499
500   MaxNodes = maxNodes;
501   if (MaxNodes)
502   {
503       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
504       InfiniteSearch = true; // HACK
505   }
506   else if (myTime && myTime < 1000)
507       NodesBetweenPolls = 1000;
508   else if (myTime && myTime < 5000)
509       NodesBetweenPolls = 5000;
510   else
511       NodesBetweenPolls = 30000;
512
513   // Write information to search log file
514   if (UseLogFile)
515       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
516               << "infinite: "  << infinite
517               << " ponder: "   << ponder
518               << " time: "     << myTime
519               << " increment: " << myIncrement
520               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
521
522
523   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
524   //
525   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
526   if (!loseOnTime)
527   {
528       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
529       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
530                     && myTime < LSNTime
531                     && myIncrement == 0
532                     && v < -LSNValue);
533   }
534   else
535   {
536       loseOnTime = false; // reset for next match
537       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
538           ; // wait here
539       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
540   }
541
542   if (UseLogFile)
543       LogFile.close();
544
545   Idle = true;
546   return !Quit;
547 }
548
549
550 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
551 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
552 /// objects.
553
554 void init_threads() {
555
556   volatile int i;
557
558 #if !defined(_MSC_VER)
559   pthread_t pthread[1];
560 #endif
561
562   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
563       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
564
565   // Initialize global locks
566   lock_init(&MPLock, NULL);
567   lock_init(&IOLock, NULL);
568
569   init_split_point_stack();
570
571 #if !defined(_MSC_VER)
572   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
573   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
574 #else
575   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
576       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
577 #endif
578
579   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
580   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
581   {
582       Threads[i].stop = false;
583       Threads[i].workIsWaiting = false;
584       Threads[i].idle = true;
585       Threads[i].running = false;
586   }
587
588   // Launch the helper threads
589   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
590   {
591 #if !defined(_MSC_VER)
592       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
593 #else
594       DWORD iID[1];
595       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
596 #endif
597
598       // Wait until the thread has finished launching
599       while (!Threads[i].running);
600   }
601 }
602
603
604 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
605 /// helper threads exit cleanly.
606
607 void stop_threads() {
608
609   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
610   Idle = false;  // HACK
611   wake_sleeping_threads();
612   AllThreadsShouldExit = true;
613   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
614   {
615       Threads[i].stop = true;
616       while(Threads[i].running);
617   }
618   destroy_split_point_stack();
619 }
620
621
622 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
623 /// the current search.
624
625 int64_t nodes_searched() {
626
627   int64_t result = 0ULL;
628   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
629       result += Threads[i].nodes;
630   return result;
631 }
632
633
634 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
635 // new search from the root.
636 void SearchStack::init(int ply) {
637
638   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
639   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
640   reduction = Depth(0);
641 }
642
643 void SearchStack::initKillers() {
644
645   mateKiller = MOVE_NONE;
646   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
647       killers[i] = MOVE_NONE;
648 }
649
650 namespace {
651
652   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
653   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
654   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
655   // reached.
656
657   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
658
659     Position p(pos);
660     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
661
662     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
663     RootMoveList rml(p, searchMoves);
664
665     // Print RootMoveList c'tor startup scoring to the standard output,
666     // so that we print information also for iteration 1.
667     std::cout << "info depth " << 1 << "\ninfo depth " << 1
668               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
669               << " time " << current_search_time()
670               << " nodes " << nodes_searched()
671               << " nps " << nps()
672               << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
673
674     // Initialize
675     TT.new_search();
676     H.clear();
677     init_ss_array(ss);
678     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
679     Iteration = 1;
680
681     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
682
683     // Iterative deepening loop
684     while (Iteration < PLY_MAX)
685     {
686         // Initialize iteration
687         rml.sort();
688         Iteration++;
689         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
690         if (Iteration <= 5)
691             ExtraSearchTime = 0;
692
693         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
694
695         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
696         Value alpha, beta;
697
698         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
699         {
700             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
701             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
702
703             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
704
705             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
706             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
707         }
708         else
709         {
710             alpha = - VALUE_INFINITE;
711             beta  =   VALUE_INFINITE;
712         }
713
714         // Search to the current depth
715         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
716
717         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
718         // been overwritten during the search.
719         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
720
721         if (AbortSearch)
722             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
723
724         //Save info about search result
725         Value speculatedValue;
726         bool fHigh = false;
727         bool fLow = false;
728         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
729
730         if (value >= beta)
731         {
732             assert(delta > 0);
733
734             fHigh = true;
735             speculatedValue = value + delta;
736             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
737         }
738         else if (value <= alpha)
739         {
740             assert(value == alpha);
741             assert(delta < 0);
742
743             fLow = true;
744             speculatedValue = value + delta;
745             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
746         } else
747             speculatedValue = value;
748
749         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
750         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
751
752         // Erase the easy move if it differs from the new best move
753         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
754             EasyMove = MOVE_NONE;
755
756         Problem = false;
757
758         if (!InfiniteSearch)
759         {
760             // Time to stop?
761             bool stopSearch = false;
762
763             // Stop search early if there is only a single legal move
764             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
765                 stopSearch = true;
766
767             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
768             if (  Iteration >= 6
769                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
770                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
771                 stopSearch = true;
772
773             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
774             int64_t nodes = nodes_searched();
775             if (   Iteration >= 8
776                 && !fLow
777                 && !fHigh
778                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
779                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
780                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
781                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
782                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
783                 stopSearch = true;
784
785             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
786             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
787                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
788                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
789
790             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
791             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
792             // move at the next iteration anyway.
793             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
794                 stopSearch = true;
795
796             if (stopSearch)
797             {
798                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
799                 if (!PonderSearch)
800                     break;
801                 else
802                     StopOnPonderhit = true;
803             }
804         }
805
806         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
807             break;
808     }
809
810     rml.sort();
811
812     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
813     // are told to do so
814     if (PonderSearch)
815         wait_for_stop_or_ponderhit();
816     else
817         // Print final search statistics
818         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
819                   << " nps " << nps()
820                   << " time " << current_search_time()
821                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
822
823     // Print the best move and the ponder move to the standard output
824     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
825     {
826         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
827         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
828     }
829     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
830     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
831         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
832
833     std::cout << std::endl;
834
835     if (UseLogFile)
836     {
837         if (dbg_show_mean)
838             dbg_print_mean(LogFile);
839
840         if (dbg_show_hit_rate)
841             dbg_print_hit_rate(LogFile);
842
843         StateInfo st;
844         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
845                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
846                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
847
848         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
849         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
850                 << std::endl << std::endl;
851     }
852     return rml.get_move_score(0);
853   }
854
855
856   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
857   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
858   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
859   // and prints some information to the standard output.
860
861   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
862
863     Value oldAlpha = alpha;
864     Value value;
865     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
866
867     // Loop through all the moves in the root move list
868     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
869     {
870         if (alpha >= beta)
871         {
872             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
873             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
874             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
875             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
876             continue;
877         }
878         int64_t nodes;
879         Move move;
880         StateInfo st;
881         Depth ext, newDepth;
882
883         RootMoveNumber = i + 1;
884         FailHigh = false;
885
886         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
887         // are used to sort the root moves at the next iteration.
888         nodes = nodes_searched();
889
890         // Reset beta cut-off counters
891         BetaCounter.clear();
892
893         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
894         // the standard output.
895         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
896         if (current_search_time() >= 1000)
897             std::cout << "info currmove " << move
898                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
899
900         // Decide search depth for this move
901         bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
902         bool dangerous;
903         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
904         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
905
906         // Make the move, and search it
907         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
908
909         if (i < MultiPV)
910         {
911             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
912             if (MultiPV > 1)
913                 alpha = -VALUE_INFINITE;
914
915             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
916             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
917             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
918             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
919             // current iteration before playing a move.
920             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
921
922             if (Problem && StopOnPonderhit)
923                 StopOnPonderhit = false;
924         }
925         else
926         {
927             if (   newDepth >= 3*OnePly
928                 && i >= MultiPV + LMRPVMoves
929                 && !dangerous
930                 && !captureOrPromotion
931                 && !move_is_castle(move))
932             {
933                 ss[0].reduction = OnePly;
934                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
935             } else
936                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
937
938             if (value > alpha)
939             {
940                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
941                 if (value > alpha)
942                 {
943                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
944                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
945                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
946                     // prematurely during a fail high research.
947                     FailHigh = true;
948                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
949                 }
950             }
951         }
952
953         pos.undo_move(move);
954
955         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
956         // was aborted because the user interrupted the search or because we
957         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
958         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
959         // move and/or PV.
960         if (AbortSearch)
961             break;
962
963         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
964         // sort the root moves at the next iteration.
965         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
966
967         // Remember the beta-cutoff statistics
968         int64_t our, their;
969         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
970         rml.set_beta_counters(i, our, their);
971
972         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
973
974         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
975             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
976         else
977         {
978             // PV move or new best move!
979
980             // Update PV
981             rml.set_move_score(i, value);
982             update_pv(ss, 0);
983             TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
984             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
985
986             if (MultiPV == 1)
987             {
988                 // We record how often the best move has been changed in each
989                 // iteration. This information is used for time managment: When
990                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
991                 if (i > 0)
992                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
993
994                 // Print search information to the standard output
995                 std::cout << "info depth " << Iteration
996                           << " score " << value_to_string(value)
997                           << ((value >= beta)?
998                               " lowerbound" : ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
999                           << " time " << current_search_time()
1000                           << " nodes " << nodes_searched()
1001                           << " nps " << nps()
1002                           << " pv ";
1003
1004                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
1005                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
1006
1007                 std::cout << std::endl;
1008
1009                 if (UseLogFile)
1010                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value,
1011                                          ((value >= beta)? VALUE_TYPE_LOWER
1012                                           : ((value <= alpha)? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT)),
1013                                          ss[0].pv)
1014                             << std::endl;
1015
1016                 if (value > alpha)
1017                     alpha = value;
1018
1019                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
1020                 // far below the final value from the last iteration.
1021                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
1022                     Problem = false;
1023             }
1024             else // MultiPV > 1
1025             {
1026                 rml.sort_multipv(i);
1027                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1028                 {
1029                     int k;
1030                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1031                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1032                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1033                               << " time " << current_search_time()
1034                               << " nodes " << nodes_searched()
1035                               << " nps " << nps()
1036                               << " pv ";
1037
1038                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1039                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1040
1041                     std::cout << std::endl;
1042                 }
1043                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1044             }
1045         } // New best move case
1046
1047         assert(alpha >= oldAlpha);
1048
1049         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1050     }
1051     return alpha;
1052   }
1053
1054
1055   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1056
1057   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1058                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1059
1060     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1061     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1062     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1063     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1064
1065     Move movesSearched[256];
1066     EvalInfo ei;
1067     StateInfo st;
1068     Bitboard dcCandidates;
1069     const TTEntry* tte;
1070     Move ttMove, move;
1071     Depth ext, newDepth;
1072     Value oldAlpha, value;
1073     bool isCheck, mateThreat, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1074     int moveCount = 0;
1075     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1076
1077     if (depth < OnePly)
1078         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1079
1080     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1081     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1082     init_node(ss, ply, threadID);
1083
1084     // After init_node() that calls poll()
1085     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1086         return Value(0);
1087
1088     if (pos.is_draw())
1089         return VALUE_DRAW;
1090
1091     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1092         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1093
1094     // Mate distance pruning
1095     oldAlpha = alpha;
1096     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1097     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1098     if (alpha >= beta)
1099         return alpha;
1100
1101     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1102     // pruning, but only for move ordering.
1103     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1104     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1105
1106     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1107     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1108     {
1109         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1110         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1111     }
1112
1113     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1114     // to search all moves
1115     isCheck = pos.is_check();
1116     mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1117     CheckInfo ci(pos);
1118     dcCandidates = ci.dcCandidates;
1119     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1120
1121     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1122     // occurs.
1123     while (   alpha < beta
1124            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1125            && !thread_should_stop(threadID))
1126     {
1127       assert(move_is_ok(move));
1128
1129       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1130       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1131       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1132
1133       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1134
1135       // Decide the new search depth
1136       ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1137       newDepth = depth - OnePly + ext;
1138
1139       // Make and search the move
1140       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1141
1142       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1143           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1144       else
1145       {
1146         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1147         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1148         if (    depth >= 3*OnePly
1149             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1150             && !dangerous
1151             && !captureOrPromotion
1152             && !move_is_castle(move)
1153             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1154         {
1155             ss[ply].reduction = OnePly;
1156             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1157         }
1158         else
1159             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1160
1161         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1162         {
1163             ss[ply].reduction = Depth(0);
1164             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1165             if (value > alpha && value < beta)
1166             {
1167                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1168                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1169                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1170                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1171                 // result in a big drop in score at the root.
1172                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1173                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1174
1175                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1176                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1177                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1178           }
1179         }
1180       }
1181       pos.undo_move(move);
1182
1183       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1184
1185       // New best move?
1186       if (value > bestValue)
1187       {
1188           bestValue = value;
1189           if (value > alpha)
1190           {
1191               alpha = value;
1192               update_pv(ss, ply);
1193               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1194                   ss[ply].mateKiller = move;
1195           }
1196           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1197           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1198           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1199           if (   ply == 1
1200               && Iteration >= 2
1201               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1202               Problem = true;
1203       }
1204
1205       // Split?
1206       if (   ActiveThreads > 1
1207           && bestValue < beta
1208           && depth >= MinimumSplitDepth
1209           && Iteration <= 99
1210           && idle_thread_exists(threadID)
1211           && !AbortSearch
1212           && !thread_should_stop(threadID)
1213           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE, depth,
1214                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1215           break;
1216     }
1217
1218     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1219     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1220     if (moveCount == 0)
1221         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1222
1223     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1224     // history counters, and killer moves.
1225     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1226         return bestValue;
1227
1228     if (bestValue <= oldAlpha)
1229         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1230
1231     else if (bestValue >= beta)
1232     {
1233         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1234         move = ss[ply].pv[ply];
1235         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1236         {
1237             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1238             update_killers(move, ss[ply]);
1239         }
1240         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1241     }
1242     else
1243         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1244
1245     return bestValue;
1246   }
1247
1248
1249   // search() is the search function for zero-width nodes.
1250
1251   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1252                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1253
1254     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1255     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1256     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1257
1258     Move movesSearched[256];
1259     EvalInfo ei;
1260     StateInfo st;
1261     Bitboard dcCandidates;
1262     const TTEntry* tte;
1263     Move ttMove, move;
1264     Depth ext, newDepth;
1265     Value approximateEval, nullValue, value, futilityValue;
1266     bool isCheck, useFutilityPruning, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1267     bool mateThreat = false;
1268     int moveCount = 0;
1269     Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
1270
1271     if (depth < OnePly)
1272         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1273
1274     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1275     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1276     init_node(ss, ply, threadID);
1277
1278     // After init_node() that calls poll()
1279     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1280         return Value(0);
1281
1282     if (pos.is_draw())
1283         return VALUE_DRAW;
1284
1285     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1286         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1287
1288     // Mate distance pruning
1289     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1290         return beta;
1291
1292     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1293         return beta - 1;
1294
1295     // Transposition table lookup
1296     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1297     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1298
1299     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1300     {
1301         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1302         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1303     }
1304
1305     approximateEval = quick_evaluate(pos);
1306     isCheck = pos.is_check();
1307
1308     // Null move search
1309     if (    allowNullmove
1310         &&  depth > OnePly
1311         && !isCheck
1312         && !value_is_mate(beta)
1313         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1314         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1315     {
1316         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1317
1318         pos.do_null_move(st);
1319         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1320
1321         nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1322
1323         pos.undo_null_move();
1324
1325         if (nullValue >= beta)
1326         {
1327             if (depth < 6 * OnePly)
1328                 return beta;
1329
1330             // Do zugzwang verification search
1331             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1332             if (v >= beta)
1333                 return beta;
1334         } else {
1335             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1336             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1337             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1338             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1339             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1340             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1341             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1342                 mateThreat = true;
1343
1344             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1345             if (   depth < ThreatDepth
1346                 && ss[ply - 1].reduction
1347                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1348                 return beta - 1;
1349         }
1350     }
1351     // Null move search not allowed, try razoring
1352     else if (   !value_is_mate(beta)
1353              && depth < RazorDepth
1354              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1355              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1356              && ttMove == MOVE_NONE
1357              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1358     {
1359         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1360         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1361           return v;
1362     }
1363
1364     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1365     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1366         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1367     {
1368         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1369         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1370     }
1371
1372     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1373     // to search all moves.
1374     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1375     CheckInfo ci(pos);
1376     dcCandidates = ci.dcCandidates;
1377     futilityValue = VALUE_NONE;
1378     useFutilityPruning = depth < SelectiveDepth && !isCheck;
1379
1380     // Avoid calling evaluate() if we already have the score in TT
1381     if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1382         futilityValue = value_from_tt(tte->value(), ply) + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1383
1384     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1385     // occurs.
1386     while (   bestValue < beta
1387            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1388            && !thread_should_stop(threadID))
1389     {
1390       assert(move_is_ok(move));
1391
1392       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1393       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1394       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1395
1396       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1397
1398       // Decide the new search depth
1399       ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1400       newDepth = depth - OnePly + ext;
1401
1402       // Futility pruning
1403       if (    useFutilityPruning
1404           && !dangerous
1405           && !captureOrPromotion)
1406       {
1407           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1408           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1409               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth)
1410               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1411               continue;
1412
1413           // Value based pruning
1414           if (approximateEval < beta)
1415           {
1416               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1417                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1418                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1419
1420               if (futilityValue < beta)
1421               {
1422                   if (futilityValue > bestValue)
1423                       bestValue = futilityValue;
1424                   continue;
1425               }
1426           }
1427       }
1428
1429       // Make and search the move
1430       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1431
1432       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1433       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1434       if (    depth >= 3*OnePly
1435           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1436           && !dangerous
1437           && !captureOrPromotion
1438           && !move_is_castle(move)
1439           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1440       {
1441           ss[ply].reduction = OnePly;
1442           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1443       }
1444       else
1445         value = beta; // Just to trigger next condition
1446
1447       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1448       {
1449           ss[ply].reduction = Depth(0);
1450           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1451       }
1452       pos.undo_move(move);
1453
1454       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1455
1456       // New best move?
1457       if (value > bestValue)
1458       {
1459         bestValue = value;
1460         if (value >= beta)
1461             update_pv(ss, ply);
1462
1463         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1464             ss[ply].mateKiller = move;
1465       }
1466
1467       // Split?
1468       if (   ActiveThreads > 1
1469           && bestValue < beta
1470           && depth >= MinimumSplitDepth
1471           && Iteration <= 99
1472           && idle_thread_exists(threadID)
1473           && !AbortSearch
1474           && !thread_should_stop(threadID)
1475           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval, depth, &moveCount,
1476                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1477         break;
1478     }
1479
1480     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1481     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1482     if (moveCount == 0)
1483         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1484
1485     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1486     // history counters, and killer moves.
1487     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1488         return bestValue;
1489
1490     if (bestValue < beta)
1491         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1492     else
1493     {
1494         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1495         move = ss[ply].pv[ply];
1496         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1497         {
1498             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1499             update_killers(move, ss[ply]);
1500         }
1501         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
1502     }
1503
1504     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1505
1506     return bestValue;
1507   }
1508
1509
1510   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1511   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1512   // less than OnePly).
1513
1514   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1515                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1516
1517     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1518     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1519     assert(depth <= 0);
1520     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1521     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1522
1523     EvalInfo ei;
1524     StateInfo st;
1525     Bitboard dcCandidates;
1526     Move ttMove, move;
1527     Value staticValue, bestValue, value, futilityValue;
1528     bool isCheck, enoughMaterial;
1529     const TTEntry* tte = NULL;
1530     int moveCount = 0;
1531     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1532
1533     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1534     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1535     init_node(ss, ply, threadID);
1536
1537     // After init_node() that calls poll()
1538     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1539         return Value(0);
1540
1541     if (pos.is_draw())
1542         return VALUE_DRAW;
1543
1544     // Transposition table lookup, only when not in PV
1545     if (!pvNode)
1546     {
1547         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1548         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1549         {
1550             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1551
1552             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1553         }
1554     }
1555     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1556
1557     // Evaluate the position statically
1558     isCheck = pos.is_check();
1559     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1560
1561     if (isCheck)
1562         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1563
1564     else if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1565     {
1566         // Use the cached evaluation score if possible
1567         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1568
1569         staticValue = tte->value();
1570     }
1571     else
1572         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1573
1574     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1575         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1576
1577     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1578     // at least beta.
1579     bestValue = staticValue;
1580
1581     if (bestValue >= beta)
1582     {
1583         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1584         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1585             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1586
1587         return bestValue;
1588     }
1589
1590     if (bestValue > alpha)
1591         alpha = bestValue;
1592
1593     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1594     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1595     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1596     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1597     CheckInfo ci(pos);
1598     dcCandidates = ci.dcCandidates;
1599     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1600
1601     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1602     // occurs.
1603     while (   alpha < beta
1604            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1605     {
1606       assert(move_is_ok(move));
1607
1608       moveCount++;
1609       ss[ply].currentMove = move;
1610
1611       // Futility pruning
1612       if (   enoughMaterial
1613           && !isCheck
1614           && !pvNode
1615           && !move_is_promotion(move)
1616           && !pos.move_is_check(move, ci)
1617           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1618       {
1619           futilityValue =  staticValue
1620                          + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1621                                pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1622                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1623                          + FutilityMarginQS
1624                          + ei.futilityMargin;
1625
1626           if (futilityValue < alpha)
1627           {
1628               if (futilityValue > bestValue)
1629                   bestValue = futilityValue;
1630               continue;
1631           }
1632       }
1633
1634       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1635       if (   !isCheck
1636           &&  move != ttMove
1637           && !move_is_promotion(move)
1638           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1639           continue;
1640
1641       // Make and search the move
1642       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1643       value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1644       pos.undo_move(move);
1645
1646       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1647
1648       // New best move?
1649       if (value > bestValue)
1650       {
1651           bestValue = value;
1652           if (value > alpha)
1653           {
1654               alpha = value;
1655               update_pv(ss, ply);
1656           }
1657        }
1658     }
1659
1660     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1661     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1662     if (!moveCount && pos.is_check()) // Mate!
1663         return value_mated_in(ply);
1664
1665     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1666
1667     // Update transposition table
1668     move = ss[ply].pv[ply];
1669     if (!pvNode)
1670     {
1671         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation of
1672         // the node, so keep this info to avoid a future costly evaluation() call.
1673         ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
1674         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1675
1676         if (bestValue < beta)
1677             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
1678         else
1679             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move);
1680     }
1681
1682     // Update killers only for good check moves
1683     if (alpha >= beta && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1684         update_killers(move, ss[ply]);
1685
1686     return bestValue;
1687   }
1688
1689
1690   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1691   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1692   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1693   // table, done a null move search, and searched the first move before
1694   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1695   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1696   // care of after we return from the split point.
1697
1698   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1699
1700     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1701     assert(ActiveThreads > 1);
1702
1703     Position pos = Position(sp->pos);
1704     CheckInfo ci(pos);
1705     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1706     Value value;
1707     Move move;
1708     bool isCheck = pos.is_check();
1709     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1710                               && !isCheck;
1711
1712     while (    sp->bestValue < sp->beta
1713            && !thread_should_stop(threadID)
1714            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1715     {
1716       assert(move_is_ok(move));
1717
1718       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1719       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1720
1721       lock_grab(&(sp->lock));
1722       int moveCount = ++sp->moves;
1723       lock_release(&(sp->lock));
1724
1725       ss[sp->ply].currentMove = move;
1726
1727       // Decide the new search depth.
1728       bool dangerous;
1729       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1730       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1731
1732       // Prune?
1733       if (    useFutilityPruning
1734           && !dangerous
1735           && !captureOrPromotion)
1736       {
1737           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1738           if (   moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1739               && ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth)
1740               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1741               continue;
1742
1743           // Value based pruning
1744           if (sp->approximateEval < sp->beta)
1745           {
1746               if (sp->futilityValue == VALUE_NONE)
1747               {
1748                   EvalInfo ei;
1749                   sp->futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1750                                     + FutilityMargins[int(sp->depth) - 2];
1751               }
1752
1753               if (sp->futilityValue < sp->beta)
1754               {
1755                   if (sp->futilityValue > sp->bestValue) // Less then 1% of cases
1756                   {
1757                       lock_grab(&(sp->lock));
1758                       if (sp->futilityValue > sp->bestValue)
1759                           sp->bestValue = sp->futilityValue;
1760                       lock_release(&(sp->lock));
1761                   }
1762                   continue;
1763               }
1764           }
1765       }
1766
1767       // Make and search the move.
1768       StateInfo st;
1769       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1770
1771       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1772       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1773       if (   !dangerous
1774           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1775           && !captureOrPromotion
1776           && !move_is_castle(move)
1777           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1778       {
1779           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1780           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1781       }
1782       else
1783           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1784
1785       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1786       {
1787           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1788           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1789       }
1790       pos.undo_move(move);
1791
1792       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1793
1794       if (thread_should_stop(threadID))
1795           break;
1796
1797       // New best move?
1798       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
1799       {
1800           lock_grab(&(sp->lock));
1801           if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1802           {
1803               sp->bestValue = value;
1804               if (sp->bestValue >= sp->beta)
1805               {
1806                   sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1807                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1808                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1809                           Threads[i].stop = true;
1810
1811                   sp->finished = true;
1812               }
1813           }
1814           lock_release(&(sp->lock));
1815       }
1816     }
1817
1818     lock_grab(&(sp->lock));
1819
1820     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1821     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1822     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1823         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1824             if (sp->slaves[i])
1825                 Threads[i].stop = true;
1826
1827     sp->cpus--;
1828     sp->slaves[threadID] = 0;
1829
1830     lock_release(&(sp->lock));
1831   }
1832
1833
1834   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1835   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1836   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1837   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1838   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1839   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1840   // after we return from the split point.
1841
1842   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1843
1844     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1845     assert(ActiveThreads > 1);
1846
1847     Position pos = Position(sp->pos);
1848     CheckInfo ci(pos);
1849     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1850     Value value;
1851     Move move;
1852
1853     while (    sp->alpha < sp->beta
1854            && !thread_should_stop(threadID)
1855            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1856     {
1857       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1858       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1859
1860       assert(move_is_ok(move));
1861
1862       lock_grab(&(sp->lock));
1863       int moveCount = ++sp->moves;
1864       lock_release(&(sp->lock));
1865
1866       ss[sp->ply].currentMove = move;
1867
1868       // Decide the new search depth.
1869       bool dangerous;
1870       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1871       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1872
1873       // Make and search the move.
1874       StateInfo st;
1875       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1876
1877       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1878       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1879       if (   !dangerous
1880           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1881           && !captureOrPromotion
1882           && !move_is_castle(move)
1883           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1884       {
1885           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1886           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1887       }
1888       else
1889           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1890
1891       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1892       {
1893           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1894           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1895
1896           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1897           {
1898               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1899               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1900               // time managment: We don't want to stop the search early in
1901               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1902               // result in a big drop in score at the root.
1903               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1904                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1905
1906               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1907               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1908         }
1909       }
1910       pos.undo_move(move);
1911
1912       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1913
1914       if (thread_should_stop(threadID))
1915           break;
1916
1917       // New best move?
1918       lock_grab(&(sp->lock));
1919       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1920       {
1921           sp->bestValue = value;
1922           if (value > sp->alpha)
1923           {
1924               sp->alpha = value;
1925               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1926               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1927                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1928
1929               if (value >= sp->beta)
1930               {
1931                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1932                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1933                           Threads[i].stop = true;
1934
1935                   sp->finished = true;
1936               }
1937         }
1938         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1939         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1940         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1941         if (   sp->ply == 1
1942             && Iteration >= 2
1943             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1944             Problem = true;
1945       }
1946       lock_release(&(sp->lock));
1947     }
1948
1949     lock_grab(&(sp->lock));
1950
1951     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1952     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1953     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1954         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1955             if (sp->slaves[i])
1956                 Threads[i].stop = true;
1957
1958     sp->cpus--;
1959     sp->slaves[threadID] = 0;
1960
1961     lock_release(&(sp->lock));
1962   }
1963
1964   /// The BetaCounterType class
1965
1966   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1967
1968   void BetaCounterType::clear() {
1969
1970     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1971         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
1972   }
1973
1974   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1975
1976     // Weighted count based on depth
1977     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
1978   }
1979
1980   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1981
1982     our = their = 0UL;
1983     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1984     {
1985         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
1986         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
1987     }
1988   }
1989
1990
1991   /// The RootMove class
1992
1993   // Constructor
1994
1995   RootMove::RootMove() {
1996     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1997   }
1998
1999   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
2000   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
2001   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
2002   // have equal score but m1 has the higher node count.
2003
2004   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
2005
2006     if (score != m.score)
2007         return (score < m.score);
2008
2009     return theirBeta <= m.theirBeta;
2010   }
2011
2012   /// The RootMoveList class
2013
2014   // Constructor
2015
2016   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2017
2018     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2019     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2020
2021     // Generate all legal moves
2022     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2023
2024     // Add each move to the moves[] array
2025     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2026     {
2027         bool includeMove = includeAllMoves;
2028
2029         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2030             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2031
2032         if (!includeMove)
2033             continue;
2034
2035         // Find a quick score for the move
2036         StateInfo st;
2037         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2038         init_ss_array(ss);
2039
2040         moves[count].move = cur->move;
2041         pos.do_move(moves[count].move, st);
2042         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
2043         pos.undo_move(moves[count].move);
2044         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
2045         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
2046         count++;
2047     }
2048     sort();
2049   }
2050
2051
2052   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
2053
2054   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
2055     return moves[moveNum].move;
2056   }
2057
2058   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
2059     return moves[moveNum].score;
2060   }
2061
2062   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2063     moves[moveNum].score = score;
2064   }
2065
2066   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2067     moves[moveNum].nodes = nodes;
2068     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2069   }
2070
2071   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2072     moves[moveNum].ourBeta = our;
2073     moves[moveNum].theirBeta = their;
2074   }
2075
2076   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2077     int j;
2078     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2079       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2080     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2081   }
2082
2083   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2084     return moves[moveNum].pv[i];
2085   }
2086
2087   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2088     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2089   }
2090
2091   inline int RootMoveList::move_count() const {
2092     return count;
2093   }
2094
2095
2096   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2097   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2098   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2099   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2100   // important that this function is called at the right moment:  The code
2101   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2102   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2103
2104   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2105
2106     assert(count);
2107
2108     if (count == 1)
2109         return get_move(0);
2110
2111     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2112     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2113         return get_move(0);
2114
2115     return MOVE_NONE;
2116   }
2117
2118   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2119   // iteration.
2120
2121   inline void RootMoveList::sort() {
2122
2123     sort_multipv(count - 1); // all items
2124   }
2125
2126
2127   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2128   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2129   // correctly in MultiPV mode.
2130
2131   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2132
2133     for (int i = 1; i <= n; i++)
2134     {
2135       RootMove rm = moves[i];
2136       int j;
2137       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2138           moves[j] = moves[j-1];
2139       moves[j] = rm;
2140     }
2141   }
2142
2143
2144   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2145   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2146   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2147   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2148   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2149
2150   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2151
2152     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2153     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2154
2155     Threads[threadID].nodes++;
2156
2157     if (threadID == 0)
2158     {
2159         NodesSincePoll++;
2160         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2161         {
2162             poll();
2163             NodesSincePoll = 0;
2164         }
2165     }
2166     ss[ply].init(ply);
2167     ss[ply+2].initKillers();
2168
2169     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2170         print_current_line(ss, ply, threadID);
2171   }
2172
2173
2174   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2175   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2176   // node.
2177
2178   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2179     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2180
2181     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2182     int p;
2183     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2184       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2185     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2186   }
2187
2188
2189   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2190   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2191   // the PV at the parent node.
2192
2193   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2194     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2195
2196     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2197     int p;
2198     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2199       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2200     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2201   }
2202
2203
2204   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2205   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2206   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2207   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2208   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2209
2210   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2211
2212     Square f1, t1, f2, t2;
2213     Piece p;
2214
2215     assert(move_is_ok(m1));
2216     assert(move_is_ok(m2));
2217
2218     if (m2 == MOVE_NONE)
2219         return false;
2220
2221     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2222     f2 = move_from(m2);
2223     t1 = move_to(m1);
2224     if (f2 == t1)
2225         return true;
2226
2227     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2228     t2 = move_to(m2);
2229     f1 = move_from(m1);
2230     if (t2 == f1)
2231         return true;
2232
2233     // Case 3: Moving through the vacated square
2234     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2235         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2236       return true;
2237
2238     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2239     p = pos.piece_on(t1);
2240     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
2241         return true;
2242
2243     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2244     if (   piece_is_slider(p)
2245         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2246         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2247     {
2248         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2249         Color us = pos.side_to_move();
2250         Square ksq = pos.king_square(us);
2251         clear_bit(&occ, f2);
2252         if (type_of_piece(p) == BISHOP)
2253         {
2254             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2255                 return true;
2256         }
2257         else if (type_of_piece(p) == ROOK)
2258         {
2259             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2260                 return true;
2261         }
2262         else
2263         {
2264             assert(type_of_piece(p) == QUEEN);
2265             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2266                 return true;
2267         }
2268     }
2269     return false;
2270   }
2271
2272
2273   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2274   // eventually compensated for the ply.
2275
2276   bool value_is_mate(Value value) {
2277
2278     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2279
2280     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2281           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2282   }
2283
2284
2285   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2286   // killer moves of that ply.
2287
2288   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2289
2290       const Move* k = ss.killers;
2291       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2292           if (*k == m)
2293               return true;
2294
2295       return false;
2296   }
2297
2298
2299   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2300   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2301   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2302   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2303   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2304   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2305
2306   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool captureOrPromotion,
2307                   bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2308
2309     assert(m != MOVE_NONE);
2310
2311     Depth result = Depth(0);
2312     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2313
2314     if (*dangerous)
2315     {
2316         if (check)
2317             result += CheckExtension[pvNode];
2318
2319         if (singleReply)
2320             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2321
2322         if (mateThreat)
2323             result += MateThreatExtension[pvNode];
2324     }
2325
2326     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2327     {
2328         Color c = pos.side_to_move();
2329         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
2330         {
2331             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2332             *dangerous = true;
2333         }
2334         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
2335         {
2336             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2337             *dangerous = true;
2338         }
2339     }
2340
2341     if (   captureOrPromotion
2342         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2343         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2344             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2345         && !move_is_promotion(m)
2346         && !move_is_ep(m))
2347     {
2348         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2349         *dangerous = true;
2350     }
2351
2352     if (   pvNode
2353         && captureOrPromotion
2354         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2355         && pos.see_sign(m) >= 0)
2356     {
2357         result += OnePly/2;
2358         *dangerous = true;
2359     }
2360
2361     return Min(result, OnePly);
2362   }
2363
2364
2365   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2366   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2367   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2368   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2369   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2370   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2371   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2372
2373   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2374
2375     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2376   }
2377
2378
2379   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2380   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2381   // candidates for pruning.
2382
2383   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2384
2385     assert(move_is_ok(m));
2386     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2387     assert(!pos.move_is_check(m));
2388     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
2389     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2390     assert(d >= OnePly);
2391
2392     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2393
2394     mfrom = move_from(m);
2395     mto = move_to(m);
2396     tfrom = move_from(threat);
2397     tto = move_to(threat);
2398
2399     // Case 1: Castling moves are never pruned
2400     if (move_is_castle(m))
2401         return false;
2402
2403     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2404     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2405         return false;
2406
2407     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2408     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2409     if (   !PruneDefendingMoves
2410         && threat != MOVE_NONE
2411         && pos.move_is_capture(threat)
2412         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2413             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2414         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2415         return false;
2416
2417     // Case 4: Don't prune moves with good history
2418     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2419         return false;
2420
2421     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2422     // prune safe moves which block its ray.
2423     if (  !PruneBlockingMoves
2424         && threat != MOVE_NONE
2425         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2426         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2427         && pos.see_sign(m) >= 0)
2428         return false;
2429
2430     return true;
2431   }
2432
2433
2434   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2435   // can be used at a given point in search.
2436
2437   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2438
2439     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2440
2441     return   (   tte->depth() >= depth
2442               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2443               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2444
2445           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2446               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2447   }
2448
2449
2450   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2451   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2452
2453   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2454                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2455
2456     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2457
2458     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2459     {
2460         assert(m != movesSearched[i]);
2461         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(movesSearched[i]))
2462             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2463     }
2464   }
2465
2466
2467   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2468   // among the killer moves of that ply.
2469
2470   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2471
2472     if (m == ss.killers[0])
2473         return;
2474
2475     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2476         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2477
2478     ss.killers[0] = m;
2479   }
2480
2481
2482   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2483   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2484   // is used for time managment.
2485
2486   bool fail_high_ply_1() {
2487
2488     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2489         if (Threads[i].failHighPly1)
2490             return true;
2491
2492     return false;
2493   }
2494
2495
2496   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2497   // since the beginning of the current search.
2498
2499   int current_search_time() {
2500     return get_system_time() - SearchStartTime;
2501   }
2502
2503
2504   // nps() computes the current nodes/second count.
2505
2506   int nps() {
2507     int t = current_search_time();
2508     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2509   }
2510
2511
2512   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2513   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2514   // search.
2515
2516   void poll() {
2517
2518     static int lastInfoTime;
2519     int t = current_search_time();
2520
2521     //  Poll for input
2522     if (Bioskey())
2523     {
2524         // We are line oriented, don't read single chars
2525         std::string command;
2526         if (!std::getline(std::cin, command))
2527             command = "quit";
2528
2529         if (command == "quit")
2530         {
2531             AbortSearch = true;
2532             PonderSearch = false;
2533             Quit = true;
2534             return;
2535         }
2536         else if (command == "stop")
2537         {
2538             AbortSearch = true;
2539             PonderSearch = false;
2540         }
2541         else if (command == "ponderhit")
2542             ponderhit();
2543     }
2544     // Print search information
2545     if (t < 1000)
2546         lastInfoTime = 0;
2547
2548     else if (lastInfoTime > t)
2549         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2550         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2551         lastInfoTime = 0;
2552
2553     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2554     {
2555         lastInfoTime = t;
2556         lock_grab(&IOLock);
2557         if (dbg_show_mean)
2558             dbg_print_mean();
2559
2560         if (dbg_show_hit_rate)
2561             dbg_print_hit_rate();
2562
2563         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2564                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2565         lock_release(&IOLock);
2566         if (ShowCurrentLine)
2567             Threads[0].printCurrentLine = true;
2568     }
2569     // Should we stop the search?
2570     if (PonderSearch)
2571         return;
2572
2573     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2574                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2575                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2576                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2577
2578     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2579         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2580         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2581         AbortSearch = true;
2582   }
2583
2584
2585   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2586   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2587   // it correctly predicted the opponent's move.
2588
2589   void ponderhit() {
2590
2591     int t = current_search_time();
2592     PonderSearch = false;
2593     if (Iteration >= 3 &&
2594        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2595                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2596                             (RootMoveNumber == 1 &&
2597                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2598                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2599                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2600       AbortSearch = true;
2601   }
2602
2603
2604   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2605   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2606
2607   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2608
2609     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2610     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2611
2612     if (!Threads[threadID].idle)
2613     {
2614         lock_grab(&IOLock);
2615         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2616         for (int p = 0; p < ply; p++)
2617             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2618
2619         std::cout << std::endl;
2620         lock_release(&IOLock);
2621     }
2622     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2623     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2624         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2625   }
2626
2627
2628   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2629
2630   void init_ss_array(SearchStack ss[]) {
2631
2632     for (int i = 0; i < 3; i++)
2633     {
2634         ss[i].init(i);
2635         ss[i].initKillers();
2636     }
2637   }
2638
2639
2640   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2641   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2642   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2643   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2644   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2645   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2646
2647   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2648
2649     std::string command;
2650
2651     while (true)
2652     {
2653         if (!std::getline(std::cin, command))
2654             command = "quit";
2655
2656         if (command == "quit")
2657         {
2658             Quit = true;
2659             break;
2660         }
2661         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2662             break;
2663     }
2664   }
2665
2666
2667   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2668   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2669   // object for which the current thread is the master.
2670
2671   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2672     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2673
2674     Threads[threadID].running = true;
2675
2676     while(true) {
2677       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2678         break;
2679
2680       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2681       // of wasting CPU time polling for work:
2682       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2683 #if !defined(_MSC_VER)
2684         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2685         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2686           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2687         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2688 #else
2689         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2690 #endif
2691       }
2692
2693       // If this thread has been assigned work, launch a search
2694       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2695         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2696         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2697           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2698         else
2699           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2700         Threads[threadID].idle = true;
2701       }
2702
2703       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2704       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2705       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2706         return;
2707     }
2708
2709     Threads[threadID].running = false;
2710   }
2711
2712
2713   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2714   // initializes all split point objects.
2715
2716   void init_split_point_stack() {
2717     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2718       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2719         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2720         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2721       }
2722   }
2723
2724
2725   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2726   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2727
2728   void destroy_split_point_stack() {
2729     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2730       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2731         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2732   }
2733
2734
2735   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2736   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2737   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2738   // some ancestor of the current split point.
2739
2740   bool thread_should_stop(int threadID) {
2741     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2742
2743     SplitPoint* sp;
2744
2745     if(Threads[threadID].stop)
2746       return true;
2747     if(ActiveThreads <= 2)
2748       return false;
2749     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2750       if(sp->finished) {
2751         Threads[threadID].stop = true;
2752         return true;
2753       }
2754     return false;
2755   }
2756
2757
2758   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2759   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2760   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2761   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2762   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2763   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2764   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2765
2766   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2767     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2768     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2769     assert(ActiveThreads > 1);
2770
2771     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2772       return false;
2773
2774     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2775       // No active split points means that the thread is available as a slave
2776       // for any other thread.
2777       return true;
2778
2779     if(ActiveThreads == 2)
2780       return true;
2781
2782     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2783     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2784       return true;
2785
2786     return false;
2787   }
2788
2789
2790   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2791   // a slave for the thread with threadID "master".
2792
2793   bool idle_thread_exists(int master) {
2794     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2795     assert(ActiveThreads > 1);
2796
2797     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2798       if(thread_is_available(i, master))
2799         return true;
2800     return false;
2801   }
2802
2803
2804   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2805   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2806   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2807   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2808   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2809   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2810   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2811   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2812   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2813   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2814   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2815
2816   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2817              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
2818              const Value approximateEval, Depth depth, int* moves,
2819              MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2820
2821     assert(p.is_ok());
2822     assert(sstck != NULL);
2823     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2824     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2825     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2826     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2827     assert(depth > Depth(0));
2828     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2829     assert(ActiveThreads > 1);
2830
2831     SplitPoint* splitPoint;
2832     int i;
2833
2834     lock_grab(&MPLock);
2835
2836     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2837     // active split points, don't split.
2838     if(!idle_thread_exists(master) ||
2839        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2840       lock_release(&MPLock);
2841       return false;
2842     }
2843
2844     // Pick the next available split point object from the split point stack
2845     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2846     Threads[master].activeSplitPoints++;
2847
2848     // Initialize the split point object
2849     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2850     splitPoint->finished = false;
2851     splitPoint->ply = ply;
2852     splitPoint->depth = depth;
2853     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2854     splitPoint->beta = *beta;
2855     splitPoint->pvNode = pvNode;
2856     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2857     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2858     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
2859     splitPoint->approximateEval = approximateEval;
2860     splitPoint->master = master;
2861     splitPoint->mp = mp;
2862     splitPoint->moves = *moves;
2863     splitPoint->cpus = 1;
2864     splitPoint->pos.copy(p);
2865     splitPoint->parentSstack = sstck;
2866     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2867       splitPoint->slaves[i] = 0;
2868
2869     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2870     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2871     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2872
2873     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2874     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2875         i++)
2876       if(thread_is_available(i, master)) {
2877         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2878         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2879         splitPoint->slaves[i] = 1;
2880         splitPoint->cpus++;
2881       }
2882
2883     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2884     // their idle loop.
2885     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2886       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2887         Threads[i].workIsWaiting = true;
2888         Threads[i].idle = false;
2889         Threads[i].stop = false;
2890       }
2891
2892     lock_release(&MPLock);
2893
2894     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2895     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2896     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2897     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2898     // loop when all threads have finished their work at this split point
2899     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2900     idle_loop(master, splitPoint);
2901
2902     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2903     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2904     lock_grab(&MPLock);
2905     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2906     *beta = splitPoint->beta;
2907     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2908     Threads[master].stop = false;
2909     Threads[master].idle = false;
2910     Threads[master].activeSplitPoints--;
2911     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2912     lock_release(&MPLock);
2913
2914     return true;
2915   }
2916
2917
2918   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2919   // to start a new search from the root.
2920
2921   void wake_sleeping_threads() {
2922     if(ActiveThreads > 1) {
2923       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2924         Threads[i].idle = true;
2925         Threads[i].workIsWaiting = false;
2926       }
2927 #if !defined(_MSC_VER)
2928       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2929       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2930       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2931 #else
2932       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2933         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2934 #endif
2935     }
2936   }
2937
2938
2939   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2940   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2941   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2942   // and one for Windows threads.
2943
2944 #if !defined(_MSC_VER)
2945
2946   void *init_thread(void *threadID) {
2947     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2948     return NULL;
2949   }
2950
2951 #else
2952
2953   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2954     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2955     return NULL;
2956   }
2957
2958 #endif
2959
2960 }