]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Hack to fix GCC/ICC rounding difference
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "thread.h"
42 #include "tt.h"
43 #include "ucioption.h"
44
45 using std::cout;
46 using std::endl;
47
48 ////
49 //// Local definitions
50 ////
51
52 namespace {
53
54   /// Types
55   enum NodeType { NonPV, PV };
56
57   // Set to true to force running with one thread.
58   // Used for debugging SMP code.
59   const bool FakeSplit = false;
60
61   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
62   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
63   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
64   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
65
66   class ThreadsManager {
67     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
68        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
69        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
70     */
71   public:
72     void init_threads();
73     void exit_threads();
74
75     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
76     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
77     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
78     void incrementBetaCounter(Color us, Depth d, int threadID) { threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d); }
79
80     void resetNodeCounters();
81     void resetBetaCounters();
82     int64_t nodes_searched() const;
83     void get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const;
84     bool available_thread_exists(int master) const;
85     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
86     bool thread_should_stop(int threadID) const;
87     void wake_sleeping_threads();
88     void put_threads_to_sleep();
89     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
90
91     template <bool Fake>
92     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
94
95   private:
96     friend void poll();
97
98     int ActiveThreads;
99     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
100     Thread threads[MAX_THREADS];
101     SplitPoint SplitPointStack[MAX_THREADS][ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX];
102
103     Lock MPLock, WaitLock;
104
105 #if !defined(_MSC_VER)
106     pthread_cond_t WaitCond;
107 #else
108     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
109 #endif
110
111   };
112
113
114   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
115   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
116   // in the case of moves which fail low).
117
118   struct RootMove {
119
120     RootMove() { nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL; }
121
122     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
123     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
124     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
125     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
126     bool operator<(const RootMove& m) const {
127
128         return score != m.score ? score < m.score : theirBeta <= m.theirBeta;
129     }
130
131     Move move;
132     Value score;
133     int64_t nodes, cumulativeNodes, ourBeta, theirBeta;
134     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
135   };
136
137
138   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
139   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
140
141   class RootMoveList {
142
143   public:
144     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
145
146     int move_count() const { return count; }
147     Move get_move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
148     Value get_move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
149     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
150     Move get_move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
151     int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].cumulativeNodes; }
152
153     void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
154     void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
155     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
156     void sort();
157     void sort_multipv(int n);
158
159   private:
160     static const int MaxRootMoves = 500;
161     RootMove moves[MaxRootMoves];
162     int count;
163   };
164
165
166   /// Adjustments
167
168   // Step 6. Razoring
169
170   // Maximum depth for razoring
171   const Depth RazorDepth = 4 * OnePly;
172
173   // Dynamic razoring margin based on depth
174   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
175
176   // Step 8. Null move search with verification search
177
178   // Null move margin. A null move search will not be done if the static
179   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
180   const Value NullMoveMargin = Value(0x200);
181
182   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
183   const Depth ThreatDepth = 5 * OnePly;
184
185   // Step 9. Internal iterative deepening
186
187   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
188   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 5 * OnePly /* PV */};
189
190   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
191   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
192   const Value IIDMargin = Value(0x100);
193
194   // Step 11. Decide the new search depth
195
196   // Extensions. Configurable UCI options
197   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
198   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
199   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
200
201   // Minimum depth for use of singular extension
202   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 6 * OnePly /* PV */};
203
204   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
205   // remaining ones we will extend it.
206   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
207
208   // Step 12. Futility pruning
209
210   // Futility margin for quiescence search
211   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
212
213   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
214   int32_t FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
215   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
216
217   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return Value(d < 7 * OnePly ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 0)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE); }
218   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * OnePly ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
219
220   // Step 14. Reduced search
221
222   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
223   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
224
225   template <NodeType PV>
226   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
227
228   // Common adjustments
229
230   // Search depth at iteration 1
231   const Depth InitialDepth = OnePly;
232
233   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
234   // better than the second best move.
235   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
236
237   // Last seconds noise filtering (LSN)
238   const bool UseLSNFiltering = false;
239   const int LSNTime = 100; // In milliseconds
240   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
241   bool loseOnTime = false;
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, MaxSearchTime;
261   int AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
262   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
263   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager TM;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode>
288   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
292
293   template <NodeType PvNode>
294   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
295
296   template <NodeType PvNode>
297   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
298
299   void update_pv(SearchStack* ss);
300   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack* ss);
301   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
302   bool value_is_mate(Value value);
303   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
304   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
305   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
306   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
307   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
308   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
309   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
310
311   int current_search_time();
312   int nps();
313   void poll();
314   void ponderhit();
315   void wait_for_stop_or_ponderhit();
316   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
317   void print_pv_info(const Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Value value);
318
319 #if !defined(_MSC_VER)
320   void *init_thread(void *threadID);
321 #else
322   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
323 #endif
324
325 }
326
327
328 ////
329 //// Functions
330 ////
331
332 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
333 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
334
335 void init_threads() { TM.init_threads(); }
336 void exit_threads() { TM.exit_threads(); }
337 int64_t nodes_searched() { return TM.nodes_searched(); }
338
339
340 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
341
342 void init_search() {
343
344   int d;  // depth (OnePly == 2)
345   int hd; // half depth (OnePly == 1)
346   int mc; // moveCount
347
348   // Init reductions array
349   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
350   {
351       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
352       double nonPVRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 1.5;
353       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
354       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
355   }
356
357   // Init futility margins array
358   for (d = 0; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
359       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = 112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45;
360
361   // Init futility move count array
362   for (d = 0; d < 32; d++)
363       FutilityMoveCountArray[d] = 3 + (1 << (3 * d / 8));
364 }
365
366
367 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
368 // new search from the root.
369 void SearchStack::init() {
370
371   pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
372   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
373   reduction = Depth(0);
374   eval = VALUE_NONE;
375 }
376
377 void SearchStack::initKillers() {
378
379   mateKiller = MOVE_NONE;
380   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
381       killers[i] = MOVE_NONE;
382 }
383
384
385 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
386 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
387
388 int perft(Position& pos, Depth depth)
389 {
390     StateInfo st;
391     Move move;
392     int sum = 0;
393     MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, depth, H);
394
395     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
396     // the moves, just to count them.
397     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
398     {
399         while (mp.get_next_move()) sum++;
400         return sum;
401     }
402
403     // Loop through all legal moves
404     CheckInfo ci(pos);
405     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
406     {
407         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
408         sum += perft(pos, depth - OnePly);
409         pos.undo_move(move);
410     }
411     return sum;
412 }
413
414
415 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
416 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
417 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
418 /// when a quit command is received during the search.
419
420 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
421            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
422            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
423
424   // Initialize global search variables
425   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
426   MaxSearchTime = AbsoluteMaxSearchTime = ExtraSearchTime = 0;
427   NodesSincePoll = 0;
428   TM.resetNodeCounters();
429   SearchStartTime = get_system_time();
430   ExactMaxTime = maxTime;
431   MaxDepth = maxDepth;
432   MaxNodes = maxNodes;
433   InfiniteSearch = infinite;
434   PonderSearch = ponder;
435   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
436
437   // Look for a book move, only during games, not tests
438   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
439   {
440       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
441           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
442
443       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
444       if (bookMove != MOVE_NONE)
445       {
446           if (PonderSearch)
447               wait_for_stop_or_ponderhit();
448
449           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
450           return true;
451       }
452   }
453
454   // Reset loseOnTime flag at the beginning of a new game
455   if (button_was_pressed("New Game"))
456       loseOnTime = false;
457
458   // Read UCI option values
459   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
460   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
461       TT.clear();
462
463   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
464   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
465   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
466   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
467   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
468   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
469   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
470   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
471   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
472   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
473   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
474   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
475
476   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
477   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
478   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
479   Chess960                = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
480   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
481
482   if (UseLogFile)
483       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
484
485   read_weights(pos.side_to_move());
486
487   // Set the number of active threads
488   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
489   if (newActiveThreads != TM.active_threads())
490   {
491       TM.set_active_threads(newActiveThreads);
492       init_eval(TM.active_threads());
493   }
494
495   // Wake up sleeping threads
496   TM.wake_sleeping_threads();
497
498   // Set thinking time
499   int myTime = time[side_to_move];
500   int myIncrement = increment[side_to_move];
501   if (UseTimeManagement)
502   {
503       if (!movesToGo) // Sudden death time control
504       {
505           if (myIncrement)
506           {
507               MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
508               AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
509           }
510           else // Blitz game without increment
511           {
512               MaxSearchTime = myTime / 30;
513               AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
514           }
515       }
516       else // (x moves) / (y minutes)
517       {
518           if (movesToGo == 1)
519           {
520               MaxSearchTime = myTime / 2;
521               AbsoluteMaxSearchTime = (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
522           }
523           else
524           {
525               MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
526               AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
527           }
528       }
529
530       if (get_option_value_bool("Ponder"))
531       {
532           MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
533           MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
534       }
535   }
536
537   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
538   // heavy time pressure.
539   if (MaxNodes)
540       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
541   else if (myTime && myTime < 1000)
542       NodesBetweenPolls = 1000;
543   else if (myTime && myTime < 5000)
544       NodesBetweenPolls = 5000;
545   else
546       NodesBetweenPolls = 30000;
547
548   // Write search information to log file
549   if (UseLogFile)
550       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
551               << "infinite: "  << infinite
552               << " ponder: "   << ponder
553               << " time: "     << myTime
554               << " increment: " << myIncrement
555               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
556
557   // LSN filtering. Used only for developing purposes, disabled by default
558   if (   UseLSNFiltering
559       && loseOnTime)
560   {
561       // Step 2. If after last move we decided to lose on time, do it now!
562        while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
563            /* wait here */;
564   }
565
566   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
567   Value v = id_loop(pos, searchMoves);
568
569   if (UseLSNFiltering)
570   {
571       // Step 1. If this is sudden death game and our position is hopeless,
572       // decide to lose on time.
573       if (   !loseOnTime // If we already lost on time, go to step 3.
574           && myTime < LSNTime
575           && myIncrement == 0
576           && movesToGo == 0
577           && v < -LSNValue)
578       {
579           loseOnTime = true;
580       }
581       else if (loseOnTime)
582       {
583           // Step 3. Now after stepping over the time limit, reset flag for next match.
584           loseOnTime = false;
585       }
586   }
587
588   if (UseLogFile)
589       LogFile.close();
590
591   TM.put_threads_to_sleep();
592
593   return !Quit;
594 }
595
596
597 namespace {
598
599   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
600   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
601   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
602   // reached.
603
604   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
605
606     Position p(pos, pos.thread());
607     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
608     Move EasyMove = MOVE_NONE;
609     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
610
611     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
612     RootMoveList rml(p, searchMoves);
613
614     // Handle special case of searching on a mate/stale position
615     if (rml.move_count() == 0)
616     {
617         if (PonderSearch)
618             wait_for_stop_or_ponderhit();
619
620         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
621     }
622
623     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
624     // so to output information also for iteration 1.
625     cout << "info depth " << 1
626          << "\ninfo depth " << 1
627          << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
628          << " time " << current_search_time()
629          << " nodes " << TM.nodes_searched()
630          << " nps " << nps()
631          << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
632
633     // Initialize
634     TT.new_search();
635     H.clear();
636     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
637     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
638     Iteration = 1;
639
640     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
641     if (   rml.move_count() == 1
642         || rml.get_move_score(0) > rml.get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
643         EasyMove = rml.get_move(0);
644
645     // Iterative deepening loop
646     while (Iteration < PLY_MAX)
647     {
648         // Initialize iteration
649         Iteration++;
650         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
651
652         cout << "info depth " << Iteration << endl;
653
654         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
655         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
656         {
657             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
658             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
659
660             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
661             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
662
663             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
664             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
665         }
666
667         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
668         value = root_search(p, ss, rml, &alpha, &beta);
669
670         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
671         // been overwritten during the search.
672         TT.insert_pv(p, ss->pv);
673
674         if (AbortSearch)
675             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
676
677         //Save info about search result
678         ValueByIteration[Iteration] = value;
679
680         // Drop the easy move if differs from the new best move
681         if (ss->pv[0] != EasyMove)
682             EasyMove = MOVE_NONE;
683
684         if (UseTimeManagement)
685         {
686             // Time to stop?
687             bool stopSearch = false;
688
689             // Stop search early if there is only a single legal move,
690             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
691             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
692                 stopSearch = true;
693
694             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
695             if (  Iteration >= 6
696                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
697                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
698                 stopSearch = true;
699
700             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
701             int64_t nodes = TM.nodes_searched();
702             if (   Iteration >= 8
703                 && EasyMove == ss->pv[0]
704                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
705                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
706                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
707                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
708                 stopSearch = true;
709
710             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
711             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
712                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
713                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
714
715             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
716             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
717             // move at the next iteration anyway.
718             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime) * 80) / 128)
719                 stopSearch = true;
720
721             if (stopSearch)
722             {
723                 if (PonderSearch)
724                     StopOnPonderhit = true;
725                 else
726                     break;
727             }
728         }
729
730         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
731             break;
732     }
733
734     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
735     // best move before we are told to do so.
736     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
737         wait_for_stop_or_ponderhit();
738     else
739         // Print final search statistics
740         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched()
741              << " nps " << nps()
742              << " time " << current_search_time()
743              << " hashfull " << TT.full() << endl;
744
745     // Print the best move and the ponder move to the standard output
746     if (ss->pv[0] == MOVE_NONE)
747     {
748         ss->pv[0] = rml.get_move(0);
749         ss->pv[1] = MOVE_NONE;
750     }
751
752     assert(ss->pv[0] != MOVE_NONE);
753
754     cout << "bestmove " << ss->pv[0];
755
756     if (ss->pv[1] != MOVE_NONE)
757         cout << " ponder " << ss->pv[1];
758
759     cout << endl;
760
761     if (UseLogFile)
762     {
763         if (dbg_show_mean)
764             dbg_print_mean(LogFile);
765
766         if (dbg_show_hit_rate)
767             dbg_print_hit_rate(LogFile);
768
769         LogFile << "\nNodes: " << TM.nodes_searched()
770                 << "\nNodes/second: " << nps()
771                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, ss->pv[0]);
772
773         StateInfo st;
774         p.do_move(ss->pv[0], st);
775         LogFile << "\nPonder move: "
776                 << move_to_san(p, ss->pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
777                 << endl;
778     }
779     return rml.get_move_score(0);
780   }
781
782
783   // root_search() is the function which searches the root node. It is
784   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
785   // scheme, prints some information to the standard output and handles
786   // the fail low/high loops.
787
788   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
789
790     EvalInfo ei;
791     StateInfo st;
792     CheckInfo ci(pos);
793     int64_t nodes;
794     Move move;
795     Depth depth, ext, newDepth;
796     Value value, alpha, beta;
797     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
798     int researchCountFH, researchCountFL;
799
800     researchCountFH = researchCountFL = 0;
801     alpha = *alphaPtr;
802     beta = *betaPtr;
803     isCheck = pos.is_check();
804
805     // Step 1. Initialize node and poll (omitted at root, init_ss_array() has already initialized root node)
806     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
807     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
808     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
809
810     // Step 5. Evaluate the position statically
811     // At root we do this only to get reference value for child nodes
812     if (!isCheck)
813         ss->eval = evaluate(pos, ei);
814
815     // Step 6. Razoring (omitted at root)
816     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
817     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
818     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
819
820     // Step extra. Fail low loop
821     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
822     // with bigger window until we are not failing low anymore.
823     while (1)
824     {
825         // Sort the moves before to (re)search
826         rml.sort();
827
828         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
829         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
830         {
831             // This is used by time management
832             FirstRootMove = (i == 0);
833
834             // Save the current node count before the move is searched
835             nodes = TM.nodes_searched();
836
837             // Reset beta cut-off counters
838             TM.resetBetaCounters();
839
840             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
841             // the standard output.
842             move = ss->currentMove = rml.get_move(i);
843
844             if (current_search_time() >= 1000)
845                 cout << "info currmove " << move
846                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
847
848             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
849             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
850
851             // Step 11. Decide the new search depth
852             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
853             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
854             newDepth = depth + ext;
855
856             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
857
858             // Step extra. Fail high loop
859             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
860             // high anymore.
861             value = - VALUE_INFINITE;
862
863             while (1)
864             {
865                 // Step 13. Make the move
866                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
867
868                 // Step extra. pv search
869                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
870                 // and for fail high research (value > alpha)
871                 if (i < MultiPV || value > alpha)
872                 {
873                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
874                     if (MultiPV > 1)
875                         alpha = -VALUE_INFINITE;
876
877                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
878                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
879                 }
880                 else
881                 {
882                     // Step 14. Reduced search
883                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
884                     bool doFullDepthSearch = true;
885
886                     if (    depth >= 3 * OnePly
887                         && !dangerous
888                         && !captureOrPromotion
889                         && !move_is_castle(move))
890                     {
891                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
892                         if (ss->reduction)
893                         {
894                             assert(newDepth-ss->reduction >= OnePly);
895
896                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
897                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
898                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
899                         }
900
901                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
902                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
903                         // if the move fails high again then go with full depth search.
904                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
905                         {
906                             assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
907
908                             ss->reduction = OnePly;
909                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
910                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
911                         }
912                         ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
913                     }
914
915                     // Step 15. Full depth search
916                     if (doFullDepthSearch)
917                     {
918                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
919                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
920
921                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
922                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
923                         if (value > alpha)
924                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
925                     }
926                 }
927
928                 // Step 16. Undo move
929                 pos.undo_move(move);
930
931                 // Can we exit fail high loop ?
932                 if (AbortSearch || value < beta)
933                     break;
934
935                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
936                 // the score before research in case we run out of time while researching.
937                 rml.set_move_score(i, value);
938                 update_pv(ss);
939                 TT.extract_pv(pos, ss->pv, PLY_MAX);
940                 rml.set_move_pv(i, ss->pv);
941
942                 // Print information to the standard output
943                 print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
944
945                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
946                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
947                 researchCountFH++;
948
949             } // End of fail high loop
950
951             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
952             // was aborted because the user interrupted the search or because we
953             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
954             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
955             // move and/or PV.
956             if (AbortSearch)
957                 break;
958
959             // Remember beta-cutoff and searched nodes counts for this move. The
960             // info is used to sort the root moves for the next iteration.
961             int64_t our, their;
962             TM.get_beta_counters(pos.side_to_move(), our, their);
963             rml.set_beta_counters(i, our, their);
964             rml.set_move_nodes(i, TM.nodes_searched() - nodes);
965
966             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
967             assert(value < beta);
968
969             // Step 17. Check for new best move
970             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
971                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
972             else
973             {
974                 // PV move or new best move!
975
976                 // Update PV
977                 rml.set_move_score(i, value);
978                 update_pv(ss);
979                 TT.extract_pv(pos, ss->pv, PLY_MAX);
980                 rml.set_move_pv(i, ss->pv);
981
982                 if (MultiPV == 1)
983                 {
984                     // We record how often the best move has been changed in each
985                     // iteration. This information is used for time managment: When
986                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
987                     if (i > 0)
988                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
989
990                     // Print information to the standard output
991                     print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
992
993                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
994                     if (value > alpha)
995                         alpha = value;
996                 }
997                 else // MultiPV > 1
998                 {
999                     rml.sort_multipv(i);
1000                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1001                     {
1002                         cout << "info multipv " << j + 1
1003                              << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1004                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
1005                              << " time " << current_search_time()
1006                              << " nodes " << TM.nodes_searched()
1007                              << " nps " << nps()
1008                              << " pv ";
1009
1010                         for (int k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1011                             cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1012
1013                         cout << endl;
1014                     }
1015                     alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV - 1));
1016                 }
1017             } // PV move or new best move
1018
1019             assert(alpha >= *alphaPtr);
1020
1021             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
1022
1023             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
1024                 StopOnPonderhit = false;
1025         }
1026
1027         // Can we exit fail low loop ?
1028         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
1029             break;
1030
1031         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
1032         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
1033         researchCountFL++;
1034
1035     } // Fail low loop
1036
1037     // Sort the moves before to return
1038     rml.sort();
1039
1040     return alpha;
1041   }
1042
1043
1044   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
1045
1046   template <NodeType PvNode>
1047   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1048
1049     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1050     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1051     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1052     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1053     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
1054
1055     Move movesSearched[256];
1056     EvalInfo ei;
1057     StateInfo st;
1058     const TTEntry* tte;
1059     Key posKey;
1060     Move ttMove, move, excludedMove;
1061     Depth ext, newDepth;
1062     Value bestValue, value, oldAlpha;
1063     Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
1064     bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1065     bool mateThreat = false;
1066     int moveCount = 0;
1067     int threadID = pos.thread();
1068     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
1069     oldAlpha = alpha;
1070
1071     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1072     TM.incrementNodeCounter(threadID);
1073     ss->init();
1074     (ss+2)->initKillers();
1075
1076     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1077     {
1078         NodesSincePoll = 0;
1079         poll();
1080     }
1081
1082     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1083     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1084         return Value(0);
1085
1086     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1087         return VALUE_DRAW;
1088
1089     // Step 3. Mate distance pruning
1090     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1091     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1092     if (alpha >= beta)
1093         return alpha;
1094
1095     // Step 4. Transposition table lookup
1096
1097     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1098     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1099     excludedMove = ss->excludedMove;
1100     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1101
1102     tte = TT.retrieve(posKey);
1103     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1104
1105     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1106     // This is to avoid problems in the following areas:
1107     //
1108     // * Repetition draw detection
1109     // * Fifty move rule detection
1110     // * Searching for a mate
1111     // * Printing of full PV line
1112
1113     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1114     {
1115         // Refresh tte entry to avoid aging
1116         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->king_danger());
1117
1118         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1119         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1120     }
1121
1122     // Step 5. Evaluate the position statically
1123     // At PV nodes we do this only to update gain statistics
1124     isCheck = pos.is_check();
1125     if (!isCheck)
1126     {
1127         if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1128         {
1129             ss->eval = tte->static_value();
1130             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1131         }
1132         else
1133             ss->eval = evaluate(pos, ei);
1134
1135         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
1136         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1137     }
1138
1139     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1140     if (   !PvNode
1141         &&  depth < RazorDepth
1142         && !isCheck
1143         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1144         &&  ttMove == MOVE_NONE
1145         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1146         && !value_is_mate(beta)
1147         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1148     {
1149         // Pass ss->eval to qsearch() and avoid an evaluate call
1150         if (!tte || tte->static_value() == VALUE_NONE)
1151             TT.store(posKey, ss->eval, VALUE_TYPE_EXACT, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1152
1153         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1154         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply);
1155         if (v < rbeta)
1156             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1157             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1158             return v;
1159     }
1160
1161     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1162     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1163     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1164     if (   !PvNode
1165         && !ss->skipNullMove
1166         &&  depth < RazorDepth
1167         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1168         && !isCheck
1169         && !value_is_mate(beta)
1170         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1171         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1172
1173     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1174     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1175     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1176     // NullMoveMargin under beta.
1177     if (   !PvNode
1178         && !ss->skipNullMove
1179         &&  depth > OnePly
1180         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * OnePly ? NullMoveMargin : 0)
1181         && !isCheck
1182         && !value_is_mate(beta)
1183         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1184     {
1185         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1186
1187         // Null move dynamic reduction based on depth
1188         int R = 3 + (depth >= 5 * OnePly ? depth / 8 : 0);
1189
1190         // Null move dynamic reduction based on value
1191         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1192             R++;
1193
1194         pos.do_null_move(st);
1195         (ss+1)->skipNullMove = true;
1196
1197         nullValue = depth-R*OnePly < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1198                                             : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1);
1199         (ss+1)->skipNullMove = false;
1200         pos.undo_null_move();
1201
1202         if (nullValue >= beta)
1203         {
1204             // Do not return unproven mate scores
1205             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1206                 nullValue = beta;
1207
1208             // Do zugzwang verification search at high depths
1209             if (depth < 6 * OnePly)
1210                 return nullValue;
1211
1212             ss->skipNullMove = true;
1213             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-5*OnePly, ply);
1214             ss->skipNullMove = false;
1215
1216             if (v >= beta)
1217                 return nullValue;
1218         }
1219         else
1220         {
1221             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1222             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1223             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1224             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1225             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1226             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1227             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1228                 mateThreat = true;
1229
1230             ss->threatMove = (ss+1)->currentMove;
1231             if (   depth < ThreatDepth
1232                 && (ss-1)->reduction
1233                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, ss->threatMove))
1234                 return beta - 1;
1235         }
1236     }
1237
1238     // Step 9. Internal iterative deepening
1239     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1240         &&  ttMove == MOVE_NONE
1241         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1242     {
1243         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
1244
1245         ss->skipNullMove = true;
1246         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1247         ss->skipNullMove = false;
1248
1249         ttMove = ss->pv[0];
1250         tte = TT.retrieve(posKey);
1251     }
1252
1253     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1254     if (PvNode)
1255         mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1256
1257     // Initialize a MovePicker object for the current position
1258     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1259     CheckInfo ci(pos);
1260     bool singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1261                                 && tte && tte->move()
1262                                 && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1263                                 && is_lower_bound(tte->type())
1264                                 && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly;
1265
1266     // Step 10. Loop through moves
1267     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1268     while (   bestValue < beta
1269            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1270            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1271     {
1272       assert(move_is_ok(move));
1273
1274       if (move == excludedMove)
1275           continue;
1276
1277       singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1278       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1279       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1280
1281       // Step 11. Decide the new search depth
1282       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1283
1284       // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
1285       // its siblings. To verify this we do a reduced search on all the other moves but the
1286       // ttMove, if result is lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1287       if (   singularExtensionNode
1288           && move == tte->move()
1289           && ext < OnePly)
1290       {
1291           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1292
1293           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1294           {
1295               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1296               ss->excludedMove = move;
1297               ss->skipNullMove = true;
1298               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1299               ss->skipNullMove = false;
1300               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1301               if (v < ttValue - SingularExtensionMargin)
1302                   ext = OnePly;
1303           }
1304       }
1305
1306       newDepth = depth - OnePly + ext;
1307
1308       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1309       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1310
1311       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1312       if (   !PvNode
1313           && !captureOrPromotion
1314           && !isCheck
1315           && !dangerous
1316           &&  move != ttMove
1317           && !move_is_castle(move))
1318       {
1319           // Move count based pruning
1320           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1321               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1322               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1323               continue;
1324
1325           // Value based pruning
1326           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly for predicted depth,
1327           // but fixing this made program slightly weaker.
1328           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1329           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1330                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1331
1332           if (futilityValueScaled < beta)
1333           {
1334               if (futilityValueScaled > bestValue)
1335                   bestValue = futilityValueScaled;
1336               continue;
1337           }
1338       }
1339
1340       // Step 13. Make the move
1341       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1342
1343       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1344       // The first move in list is the expected PV
1345       if (PvNode && moveCount == 1)
1346           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1347                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1348       else
1349       {
1350           // Step 14. Reduced depth search
1351           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1352           bool doFullDepthSearch = true;
1353
1354           if (    depth >= 3 * OnePly
1355               && !captureOrPromotion
1356               && !dangerous
1357               && !move_is_castle(move)
1358               && !move_is_killer(move, ss))
1359           {
1360               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1361               if (ss->reduction)
1362               {
1363                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1364                   value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1365                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1366
1367                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1368               }
1369
1370               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1371               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1372               // if the move fails high again then go with full depth search.
1373               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1374               {
1375                   assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1376
1377                   ss->reduction = OnePly;
1378                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1379                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1380               }
1381               ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1382           }
1383
1384           // Step 15. Full depth search
1385           if (doFullDepthSearch)
1386           {
1387               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), ply+1)
1388                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1389
1390               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1391               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1392               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1393               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1394                   value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), ply+1)
1395                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1396           }
1397       }
1398
1399       // Step 16. Undo move
1400       pos.undo_move(move);
1401
1402       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1403
1404       // Step 17. Check for new best move
1405       if (value > bestValue)
1406       {
1407           bestValue = value;
1408           if (value > alpha)
1409           {
1410               if (PvNode && value < beta) // This guarantees that always: alpha < beta
1411                   alpha = value;
1412
1413               update_pv(ss);
1414
1415               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1416                   ss->mateKiller = move;
1417           }
1418       }
1419
1420       // Step 18. Check for split
1421       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1422           && TM.active_threads() > 1
1423           && bestValue < beta
1424           && TM.available_thread_exists(threadID)
1425           && !AbortSearch
1426           && !TM.thread_should_stop(threadID)
1427           && Iteration <= 99)
1428           TM.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1429                               mateThreat, &moveCount, &mp, PvNode);
1430     }
1431
1432     // Step 19. Check for mate and stalemate
1433     // All legal moves have been searched and if there are
1434     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1435     // If one move was excluded return fail low score.
1436     if (!moveCount)
1437         return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1438
1439     // Step 20. Update tables
1440     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1441     // history counters, and killer moves.
1442     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1443         return bestValue;
1444
1445     if (bestValue <= oldAlpha)
1446         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1447
1448     else if (bestValue >= beta)
1449     {
1450         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1451         move = ss->pv[0];
1452         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1453         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1454         {
1455             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1456             update_killers(move, ss);
1457         }
1458     }
1459     else
1460         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss->pv[0], ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1461
1462     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1463
1464     return bestValue;
1465   }
1466
1467
1468   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1469   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1470   // less than OnePly).
1471
1472   template <NodeType PvNode>
1473   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1474
1475     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1476     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1477     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1478     assert(depth <= 0);
1479     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1480     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < TM.active_threads());
1481
1482     EvalInfo ei;
1483     StateInfo st;
1484     Move ttMove, move;
1485     Value bestValue, value, futilityValue, futilityBase;
1486     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1487     const TTEntry* tte;
1488     Value oldAlpha = alpha;
1489
1490     TM.incrementNodeCounter(pos.thread());
1491     ss->pv[0] = ss->pv[1] = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1492     ss->eval = VALUE_NONE;
1493
1494     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1495     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1496         return VALUE_DRAW;
1497
1498     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1499     // pruning, but only for move ordering.
1500     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1501     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1502
1503     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1504     {
1505         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1506         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1507     }
1508
1509     isCheck = pos.is_check();
1510
1511     // Evaluate the position statically
1512     if (isCheck)
1513     {
1514         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1515         deepChecks = enoughMaterial = false;
1516     }
1517     else
1518     {
1519         if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1520         {
1521             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1522             bestValue = tte->static_value();
1523         }
1524         else
1525             bestValue = evaluate(pos, ei);
1526
1527         ss->eval = bestValue;
1528         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1529
1530         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1531         if (bestValue >= beta)
1532         {
1533             if (!tte)
1534                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1535
1536             return bestValue;
1537         }
1538
1539         if (PvNode && bestValue > alpha)
1540             alpha = bestValue;
1541
1542         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1543         deepChecks = (depth == -OnePly && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1544
1545         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1546         futilityBase = bestValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
1547         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1548     }
1549
1550     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1551     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1552     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -OnePly
1553     // and we are near beta) will be generated.
1554     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
1555     CheckInfo ci(pos);
1556
1557     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1558     while (   alpha < beta
1559            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1560     {
1561       assert(move_is_ok(move));
1562
1563       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1564
1565       // Futility pruning
1566       if (   !PvNode
1567           && !isCheck
1568           && !moveIsCheck
1569           &&  move != ttMove
1570           &&  enoughMaterial
1571           && !move_is_promotion(move)
1572           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1573       {
1574           futilityValue =  futilityBase
1575                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1576                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0));
1577
1578           if (futilityValue < alpha)
1579           {
1580               if (futilityValue > bestValue)
1581                   bestValue = futilityValue;
1582               continue;
1583           }
1584       }
1585
1586       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1587       evasionPrunable =   isCheck
1588                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1589                        && !pos.move_is_capture(move)
1590                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1591                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1592
1593       // Don't search moves with negative SEE values
1594       if (   !PvNode
1595           && (!isCheck || evasionPrunable)
1596           &&  move != ttMove
1597           && !move_is_promotion(move)
1598           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1599           continue;
1600
1601       // Update current move
1602       ss->currentMove = move;
1603
1604       // Make and search the move
1605       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1606       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1);
1607       pos.undo_move(move);
1608
1609       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1610
1611       // New best move?
1612       if (value > bestValue)
1613       {
1614           bestValue = value;
1615           if (value > alpha)
1616           {
1617               alpha = value;
1618               update_pv(ss);
1619           }
1620        }
1621     }
1622
1623     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1624     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1625     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1626         return value_mated_in(ply);
1627
1628     // Update transposition table
1629     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1630     if (bestValue <= oldAlpha)
1631         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1632     else if (bestValue >= beta)
1633     {
1634         move = ss->pv[0];
1635         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1636
1637         // Update killers only for good checking moves
1638         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1639             update_killers(move, ss);
1640     }
1641     else
1642         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, d, ss->pv[0], ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1643
1644     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1645
1646     return bestValue;
1647   }
1648
1649
1650   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1651   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1652   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1653   // table, done a null move search, and searched the first move before
1654   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1655   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1656   // care of after we return from the split point.
1657
1658   template <NodeType PvNode>
1659   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1660
1661     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1662     assert(TM.active_threads() > 1);
1663
1664     StateInfo st;
1665     Move move;
1666     Depth ext, newDepth;
1667     Value value;
1668     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1669     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1670     int moveCount;
1671     value = -VALUE_INFINITE;
1672
1673     Position pos(*sp->pos, threadID);
1674     CheckInfo ci(pos);
1675     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1676     isCheck = pos.is_check();
1677
1678     // Step 10. Loop through moves
1679     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1680     lock_grab(&(sp->lock));
1681
1682     while (    sp->bestValue < sp->beta
1683            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1684            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1685     {
1686       moveCount = ++sp->moveCount;
1687       lock_release(&(sp->lock));
1688
1689       assert(move_is_ok(move));
1690
1691       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1692       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1693
1694       // Step 11. Decide the new search depth
1695       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1696       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1697
1698       // Update current move
1699       ss->currentMove = move;
1700
1701       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1702       if (   !PvNode
1703           && !captureOrPromotion
1704           && !isCheck
1705           && !dangerous
1706           && !move_is_castle(move))
1707       {
1708           // Move count based pruning
1709           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1710               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1711               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1712           {
1713               lock_grab(&(sp->lock));
1714               continue;
1715           }
1716
1717           // Value based pruning
1718           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1719           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1720                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1721
1722           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1723           {
1724               lock_grab(&(sp->lock));
1725
1726               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1727                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1728               continue;
1729           }
1730       }
1731
1732       // Step 13. Make the move
1733       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1734
1735       // Step 14. Reduced search
1736       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1737       bool doFullDepthSearch = true;
1738
1739       if (   !captureOrPromotion
1740           && !dangerous
1741           && !move_is_castle(move)
1742           && !move_is_killer(move, ss))
1743       {
1744           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1745           if (ss->reduction)
1746           {
1747               Value localAlpha = sp->alpha;
1748               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1749               value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1750                                  : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, d, sp->ply+1);
1751
1752               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1753           }
1754
1755           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1756           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1757           // if the move fails high again then go with full depth search.
1758           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1759           {
1760               assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1761
1762               ss->reduction = OnePly;
1763               Value localAlpha = sp->alpha;
1764               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, sp->ply+1);
1765               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1766           }
1767           ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1768       }
1769
1770       // Step 15. Full depth search
1771       if (doFullDepthSearch)
1772       {
1773           Value localAlpha = sp->alpha;
1774           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, Depth(0), sp->ply+1)
1775                                     : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1);
1776
1777           // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1778           // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1779           // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1780           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1781               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, Depth(0), sp->ply+1)
1782                                         : - search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1);
1783       }
1784
1785       // Step 16. Undo move
1786       pos.undo_move(move);
1787
1788       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1789
1790       // Step 17. Check for new best move
1791       lock_grab(&(sp->lock));
1792
1793       if (value > sp->bestValue && !TM.thread_should_stop(threadID))
1794       {
1795           sp->bestValue = value;
1796
1797           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1798           {
1799               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1800                   sp->stopRequest = true;
1801
1802               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1803                   sp->alpha = value;
1804
1805               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss);
1806           }
1807       }
1808     }
1809
1810     /* Here we have the lock still grabbed */
1811
1812     sp->slaves[threadID] = 0;
1813
1814     lock_release(&(sp->lock));
1815   }
1816
1817   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.
1818   // It updates the PV in the SearchStack object corresponding to the
1819   // current node.
1820
1821   void update_pv(SearchStack* ss) {
1822
1823     Move* src = (ss+1)->pv;
1824     Move* dst = ss->pv;
1825
1826     *dst = ss->currentMove;
1827
1828     do
1829         *++dst = *src;
1830     while (*src++ != MOVE_NONE);
1831   }
1832
1833
1834   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points. The
1835   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
1836   // the PV at the parent node.
1837
1838   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack* ss) {
1839
1840     Move* src = (ss+1)->pv;
1841     Move* dst = ss->pv;
1842     Move* pdst = pss->pv;
1843
1844     *dst = *pdst = ss->currentMove;
1845
1846     do
1847         *++dst = *++pdst = *src;
1848     while (*src++ != MOVE_NONE);
1849   }
1850
1851
1852   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1853   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1854   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1855   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1856   // second move is assumed to be a move from the current position.
1857
1858   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1859
1860     Square f1, t1, f2, t2;
1861     Piece p;
1862
1863     assert(move_is_ok(m1));
1864     assert(move_is_ok(m2));
1865
1866     if (m2 == MOVE_NONE)
1867         return false;
1868
1869     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1870     f2 = move_from(m2);
1871     t1 = move_to(m1);
1872     if (f2 == t1)
1873         return true;
1874
1875     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1876     t2 = move_to(m2);
1877     f1 = move_from(m1);
1878     if (t2 == f1)
1879         return true;
1880
1881     // Case 3: Moving through the vacated square
1882     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1883         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1884       return true;
1885
1886     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1887     p = pos.piece_on(t1);
1888     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1889         return true;
1890
1891     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1892     if (    piece_is_slider(p)
1893         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1894         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1895     {
1896         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1897         // move is the opposite of the checking piece.
1898         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1899         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1900
1901         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1902             return true;
1903     }
1904     return false;
1905   }
1906
1907
1908   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
1909   // eventually compensated for the ply.
1910
1911   bool value_is_mate(Value value) {
1912
1913     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1914
1915     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1916           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1917   }
1918
1919
1920   // move_is_killer() checks if the given move is among the
1921   // killer moves of that ply.
1922
1923   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1924
1925       const Move* k = ss->killers;
1926       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
1927           if (*k == m)
1928               return true;
1929
1930       return false;
1931   }
1932
1933
1934   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1935   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1936   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1937   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1938   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1939   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1940   template <NodeType PvNode>
1941   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1942                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1943
1944     assert(m != MOVE_NONE);
1945
1946     Depth result = Depth(0);
1947     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1948
1949     if (*dangerous)
1950     {
1951         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m)>= 0)
1952             result += CheckExtension[PvNode];
1953
1954         if (singleEvasion)
1955             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1956
1957         if (mateThreat)
1958             result += MateThreatExtension[PvNode];
1959     }
1960
1961     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1962     {
1963         Color c = pos.side_to_move();
1964         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1965         {
1966             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1967             *dangerous = true;
1968         }
1969         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1970         {
1971             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1972             *dangerous = true;
1973         }
1974     }
1975
1976     if (   captureOrPromotion
1977         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1978         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1979             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
1980         && !move_is_promotion(m)
1981         && !move_is_ep(m))
1982     {
1983         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1984         *dangerous = true;
1985     }
1986
1987     if (   PvNode
1988         && captureOrPromotion
1989         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1990         && pos.see_sign(m) >= 0)
1991     {
1992         result += OnePly/2;
1993         *dangerous = true;
1994     }
1995
1996     return Min(result, OnePly);
1997   }
1998
1999
2000   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
2001   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
2002
2003   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
2004
2005     assert(move_is_ok(m));
2006     assert(threat && move_is_ok(threat));
2007     assert(!pos.move_is_check(m));
2008     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
2009     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2010
2011     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2012
2013     mfrom = move_from(m);
2014     mto = move_to(m);
2015     tfrom = move_from(threat);
2016     tto = move_to(threat);
2017
2018     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
2019     if (mfrom == tto)
2020         return true;
2021
2022     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
2023     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2024     if (   pos.move_is_capture(threat)
2025         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2026             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2027         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2028         return true;
2029
2030     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2031     // prune safe moves which block its ray.
2032     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2033         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2034         && pos.see_sign(m) >= 0)
2035         return true;
2036
2037     return false;
2038   }
2039
2040
2041   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2042   // can be used at a given point in search.
2043
2044   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2045
2046     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2047
2048     return   (   tte->depth() >= depth
2049               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
2050               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
2051
2052           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2053               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2054   }
2055
2056
2057   // refine_eval() returns the transposition table score if
2058   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
2059
2060   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
2061
2062       if (!tte)
2063           return defaultEval;
2064
2065       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2066
2067       if (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= defaultEval)
2068           || (is_upper_bound(tte->type()) && v < defaultEval))
2069           return v;
2070
2071       return defaultEval;
2072   }
2073
2074
2075   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2076   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2077
2078   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
2079                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2080
2081     Move m;
2082
2083     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
2084
2085     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2086     {
2087         m = movesSearched[i];
2088
2089         assert(m != move);
2090
2091         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2092             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2093     }
2094   }
2095
2096
2097   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2098   // among the killer moves of that ply.
2099
2100   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
2101
2102     if (m == ss->killers[0])
2103         return;
2104
2105     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2106         ss->killers[i] = ss->killers[i - 1];
2107
2108     ss->killers[0] = m;
2109   }
2110
2111
2112   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2113   // the static position evaluation before and after the move.
2114
2115   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2116
2117     if (   m != MOVE_NULL
2118         && before != VALUE_NONE
2119         && after != VALUE_NONE
2120         && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
2121         && !move_is_castle(m)
2122         && !move_is_promotion(m))
2123         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2124   }
2125
2126
2127   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2128   // since the beginning of the current search.
2129
2130   int current_search_time() {
2131
2132     return get_system_time() - SearchStartTime;
2133   }
2134
2135
2136   // nps() computes the current nodes/second count.
2137
2138   int nps() {
2139
2140     int t = current_search_time();
2141     return (t > 0 ? int((TM.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2142   }
2143
2144
2145   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2146   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2147   // search.
2148
2149   void poll() {
2150
2151     static int lastInfoTime;
2152     int t = current_search_time();
2153
2154     //  Poll for input
2155     if (Bioskey())
2156     {
2157         // We are line oriented, don't read single chars
2158         std::string command;
2159
2160         if (!std::getline(std::cin, command))
2161             command = "quit";
2162
2163         if (command == "quit")
2164         {
2165             AbortSearch = true;
2166             PonderSearch = false;
2167             Quit = true;
2168             return;
2169         }
2170         else if (command == "stop")
2171         {
2172             AbortSearch = true;
2173             PonderSearch = false;
2174         }
2175         else if (command == "ponderhit")
2176             ponderhit();
2177     }
2178
2179     // Print search information
2180     if (t < 1000)
2181         lastInfoTime = 0;
2182
2183     else if (lastInfoTime > t)
2184         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2185         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2186         lastInfoTime = 0;
2187
2188     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2189     {
2190         lastInfoTime = t;
2191
2192         if (dbg_show_mean)
2193             dbg_print_mean();
2194
2195         if (dbg_show_hit_rate)
2196             dbg_print_hit_rate();
2197
2198         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched() << " nps " << nps()
2199              << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << endl;
2200     }
2201
2202     // Should we stop the search?
2203     if (PonderSearch)
2204         return;
2205
2206     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2207                            && !AspirationFailLow
2208                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2209
2210     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2211                      || stillAtFirstMove;
2212
2213     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2214         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2215         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && TM.nodes_searched() >= MaxNodes))
2216         AbortSearch = true;
2217   }
2218
2219
2220   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2221   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2222   // it correctly predicted the opponent's move.
2223
2224   void ponderhit() {
2225
2226     int t = current_search_time();
2227     PonderSearch = false;
2228
2229     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2230                            && !AspirationFailLow
2231                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2232
2233     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2234                      || stillAtFirstMove;
2235
2236     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2237         AbortSearch = true;
2238   }
2239
2240
2241   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2242   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2243
2244   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2245
2246     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2247     {
2248         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2249         ss->skipNullMove = false;
2250
2251         if (i < 3)
2252         {
2253             ss->init();
2254             ss->initKillers();
2255         }
2256     }
2257   }
2258
2259
2260   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2261   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2262   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2263   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2264   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2265   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2266
2267   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2268
2269     std::string command;
2270
2271     while (true)
2272     {
2273         if (!std::getline(std::cin, command))
2274             command = "quit";
2275
2276         if (command == "quit")
2277         {
2278             Quit = true;
2279             break;
2280         }
2281         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2282             break;
2283     }
2284   }
2285
2286
2287   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2288   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2289
2290   void print_pv_info(const Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Value value) {
2291
2292     cout << "info depth " << Iteration
2293          << " score " << value_to_string(value)
2294          << ((value >= beta) ? " lowerbound" :
2295             ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
2296          << " time "  << current_search_time()
2297          << " nodes " << TM.nodes_searched()
2298          << " nps "   << nps()
2299          << " pv ";
2300
2301     for (int j = 0; ss->pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
2302         cout << ss->pv[j] << " ";
2303
2304     cout << endl;
2305
2306     if (UseLogFile)
2307     {
2308         ValueType type =  (value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER
2309             : (value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT));
2310
2311         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2312                              TM.nodes_searched(), value, type, ss->pv) << endl;
2313     }
2314   }
2315
2316
2317   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2318   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2319   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2320   // threads and one for Windows threads.
2321
2322 #if !defined(_MSC_VER)
2323
2324   void* init_thread(void *threadID) {
2325
2326     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2327     return NULL;
2328   }
2329
2330 #else
2331
2332   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2333
2334     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2335     return 0;
2336   }
2337
2338 #endif
2339
2340
2341   /// The ThreadsManager class
2342
2343   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2344   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2345   // counters used to sort the moves at root.
2346
2347   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2348
2349     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2350         threads[i].nodes = 0ULL;
2351   }
2352
2353   void ThreadsManager::resetBetaCounters() {
2354
2355     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2356         threads[i].betaCutOffs[WHITE] = threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2357   }
2358
2359   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2360
2361     int64_t result = 0ULL;
2362     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2363         result += threads[i].nodes;
2364
2365     return result;
2366   }
2367
2368   void ThreadsManager::get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const {
2369
2370     our = their = 0UL;
2371     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2372     {
2373         our += threads[i].betaCutOffs[us];
2374         their += threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2375     }
2376   }
2377
2378
2379   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2380   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2381   // object for which the current thread is the master.
2382
2383   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2384
2385     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2386
2387     while (true)
2388     {
2389         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2390         // master should exit as last one.
2391         if (AllThreadsShouldExit)
2392         {
2393             assert(!sp);
2394             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2395             return;
2396         }
2397
2398         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2399         // instead of wasting CPU time polling for work.
2400         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2401         {
2402             assert(!sp);
2403             assert(threadID != 0);
2404             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2405
2406 #if !defined(_MSC_VER)
2407             lock_grab(&WaitLock);
2408             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2409                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2410             lock_release(&WaitLock);
2411 #else
2412             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2413 #endif
2414         }
2415
2416         // If thread has just woken up, mark it as available
2417         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2418             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2419
2420         // If this thread has been assigned work, launch a search
2421         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2422         {
2423             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2424
2425             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2426
2427             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2428                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2429             else
2430                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2431
2432             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2433
2434             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2435         }
2436
2437         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2438         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2439         int i = 0;
2440         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2441
2442         if (i == ActiveThreads)
2443         {
2444             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2445             // be sure sp->lock has been released before to return.
2446             lock_grab(&(sp->lock));
2447             lock_release(&(sp->lock));
2448
2449             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2450
2451             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2452             return;
2453         }
2454     }
2455   }
2456
2457
2458   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2459   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2460   // objects.
2461
2462   void ThreadsManager::init_threads() {
2463
2464     volatile int i;
2465     bool ok;
2466
2467 #if !defined(_MSC_VER)
2468     pthread_t pthread[1];
2469 #endif
2470
2471     // Initialize global locks
2472     lock_init(&MPLock, NULL);
2473     lock_init(&WaitLock, NULL);
2474
2475 #if !defined(_MSC_VER)
2476     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2477 #else
2478     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2479         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2480 #endif
2481
2482     // Initialize SplitPointStack locks
2483     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2484         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2485             lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2486
2487     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2488     AllThreadsShouldExit = false;
2489
2490     // Threads will be put to sleep as soon as created
2491     AllThreadsShouldSleep = true;
2492
2493     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2494     ActiveThreads = 1;
2495     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2496     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2497         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2498
2499     // Launch the helper threads
2500     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2501     {
2502
2503 #if !defined(_MSC_VER)
2504         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2505 #else
2506         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2507 #endif
2508
2509         if (!ok)
2510         {
2511             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2512             Application::exit_with_failure();
2513         }
2514
2515         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2516         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2517     }
2518   }
2519
2520
2521   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2522   // helper threads exit cleanly.
2523
2524   void ThreadsManager::exit_threads() {
2525
2526     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2527     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2528     wake_sleeping_threads();
2529
2530     // This makes the threads to exit idle_loop()
2531     AllThreadsShouldExit = true;
2532
2533     // Wait for thread termination
2534     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2535         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2536
2537     // Now we can safely destroy the locks
2538     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2539         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2540             lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2541
2542     lock_destroy(&WaitLock);
2543     lock_destroy(&MPLock);
2544   }
2545
2546
2547   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2548   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2549   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2550
2551   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2552
2553     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2554
2555     SplitPoint* sp;
2556
2557     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2558     return sp != NULL;
2559   }
2560
2561
2562   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2563   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2564   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2565   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2566   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2567   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2568   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2569
2570   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2571
2572     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2573     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2574     assert(ActiveThreads > 1);
2575
2576     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2577         return false;
2578
2579     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2580     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2581
2582     if (localActiveSplitPoints == 0)
2583         // No active split points means that the thread is available as
2584         // a slave for any other thread.
2585         return true;
2586
2587     if (ActiveThreads == 2)
2588         return true;
2589
2590     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2591     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2592     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2593     if (SplitPointStack[slave][localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2594         return true;
2595
2596     return false;
2597   }
2598
2599
2600   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2601   // a slave for the thread with threadID "master".
2602
2603   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2604
2605     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2606     assert(ActiveThreads > 1);
2607
2608     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2609         if (thread_is_available(i, master))
2610             return true;
2611
2612     return false;
2613   }
2614
2615
2616   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2617   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2618   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2619   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2620   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2621   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2622   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2623   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2624   // split() returns.
2625
2626   template <bool Fake>
2627   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2628                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, bool mateThreat,
2629                              int* moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2630     assert(p.is_ok());
2631     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2632     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2633     assert(*bestValue <= *alpha);
2634     assert(*alpha < beta);
2635     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2636     assert(depth > Depth(0));
2637     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2638     assert(ActiveThreads > 1);
2639
2640     int master = p.thread();
2641
2642     lock_grab(&MPLock);
2643
2644     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2645     // active split points, don't split.
2646     if (   !available_thread_exists(master)
2647         || threads[master].activeSplitPoints >= ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX)
2648     {
2649         lock_release(&MPLock);
2650         return;
2651     }
2652
2653     // Pick the next available split point object from the split point stack
2654     SplitPoint* splitPoint = &SplitPointStack[master][threads[master].activeSplitPoints];
2655
2656     // Initialize the split point object
2657     splitPoint->parent = threads[master].splitPoint;
2658     splitPoint->stopRequest = false;
2659     splitPoint->ply = ply;
2660     splitPoint->depth = depth;
2661     splitPoint->mateThreat = mateThreat;
2662     splitPoint->alpha = *alpha;
2663     splitPoint->beta = beta;
2664     splitPoint->pvNode = pvNode;
2665     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2666     splitPoint->mp = mp;
2667     splitPoint->moveCount = *moveCount;
2668     splitPoint->pos = &p;
2669     splitPoint->parentSstack = ss;
2670     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2671         splitPoint->slaves[i] = 0;
2672
2673     threads[master].splitPoint = splitPoint;
2674     threads[master].activeSplitPoints++;
2675
2676     // If we are here it means we are not available
2677     assert(threads[master].state != THREAD_AVAILABLE);
2678
2679     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2680
2681     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2682     for (int i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2683         if (thread_is_available(i, master))
2684         {
2685             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2686             threads[i].splitPoint = splitPoint;
2687             splitPoint->slaves[i] = 1;
2688             workersCnt++;
2689         }
2690
2691     assert(Fake || workersCnt > 1);
2692
2693     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2694     lock_release(&MPLock);
2695
2696     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2697     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2698     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2699         if (i == master || splitPoint->slaves[i])
2700         {
2701             memcpy(splitPoint->sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2702
2703             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2704
2705             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2706         }
2707
2708     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2709     // which it will instantly launch a search, because its state is
2710     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2711     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2712     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2713     idle_loop(master, splitPoint);
2714
2715     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2716     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2717     lock_grab(&MPLock);
2718
2719     *alpha = splitPoint->alpha;
2720     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2721     threads[master].activeSplitPoints--;
2722     threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2723
2724     lock_release(&MPLock);
2725   }
2726
2727
2728   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2729   // to start a new search from the root.
2730
2731   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2732
2733     assert(AllThreadsShouldSleep);
2734     assert(ActiveThreads > 0);
2735
2736     AllThreadsShouldSleep = false;
2737
2738     if (ActiveThreads == 1)
2739         return;
2740
2741 #if !defined(_MSC_VER)
2742     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2743     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2744     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2745 #else
2746     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2747         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2748 #endif
2749
2750   }
2751
2752
2753   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2754   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2755   // finished the job and should be idle.
2756
2757   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2758
2759     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2760
2761     // This makes the threads to go to sleep
2762     AllThreadsShouldSleep = true;
2763   }
2764
2765   /// The RootMoveList class
2766
2767   // RootMoveList c'tor
2768
2769   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2770
2771     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2772     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2773     StateInfo st;
2774     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2775
2776     // Generate all legal moves
2777     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2778
2779     // Add each move to the moves[] array
2780     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2781     {
2782         bool includeMove = includeAllMoves;
2783
2784         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2785             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2786
2787         if (!includeMove)
2788             continue;
2789
2790         // Find a quick score for the move
2791         init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2792         pos.do_move(cur->move, st);
2793         moves[count].move = cur->move;
2794         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1);
2795         moves[count].pv[0] = cur->move;
2796         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2797         pos.undo_move(cur->move);
2798         count++;
2799     }
2800     sort();
2801   }
2802
2803
2804   // RootMoveList simple methods definitions
2805
2806   void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2807
2808     moves[moveNum].nodes = nodes;
2809     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2810   }
2811
2812   void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2813
2814     moves[moveNum].ourBeta = our;
2815     moves[moveNum].theirBeta = their;
2816   }
2817
2818   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2819
2820     int j;
2821
2822     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2823         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2824
2825     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2826   }
2827
2828
2829   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2830   // iteration.
2831
2832   void RootMoveList::sort() {
2833
2834     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2835   }
2836
2837
2838   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2839   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2840   // correctly in MultiPV mode.
2841
2842   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2843
2844     int i,j;
2845
2846     for (i = 1; i <= n; i++)
2847     {
2848         RootMove rm = moves[i];
2849         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2850             moves[j] = moves[j - 1];
2851
2852         moves[j] = rm;
2853     }
2854   }
2855
2856 } // namspace