Retire ok_to_do_nullmove()
[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, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
93                Depth depth, bool mateThreat, int* moveCount, MovePicker* mp, int master, 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 = true;
239   const int LSNTime = 4000; // 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, bool allowNullmove, int threadID,  Move excludedMove = MOVE_NONE);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int threadID);
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, int ply);
300   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack* ss, int ply);
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);
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 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
341 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
342
343 int perft(Position& pos, Depth depth)
344 {
345     StateInfo st;
346     Move move;
347     int sum = 0;
348     MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, depth, H);
349
350     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
351     // the moves, just to count them.
352     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
353     {
354         while (mp.get_next_move()) sum++;
355         return sum;
356     }
357
358     // Loop through all legal moves
359     CheckInfo ci(pos);
360     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
361     {
362         pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
363         sum += perft(pos, depth - OnePly);
364         pos.undo_move(move);
365     }
366     return sum;
367 }
368
369
370 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
371 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
372 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
373 /// when a quit command is received during the search.
374
375 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
376            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
377            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
378
379   // Initialize global search variables
380   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
381   MaxSearchTime = AbsoluteMaxSearchTime = ExtraSearchTime = 0;
382   NodesSincePoll = 0;
383   TM.resetNodeCounters();
384   SearchStartTime = get_system_time();
385   ExactMaxTime = maxTime;
386   MaxDepth = maxDepth;
387   MaxNodes = maxNodes;
388   InfiniteSearch = infinite;
389   PonderSearch = ponder;
390   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
391
392   // Look for a book move, only during games, not tests
393   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
394   {
395       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
396           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
397
398       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
399       if (bookMove != MOVE_NONE)
400       {
401           if (PonderSearch)
402               wait_for_stop_or_ponderhit();
403
404           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
405           return true;
406       }
407   }
408
409   // Reset loseOnTime flag at the beginning of a new game
410   if (button_was_pressed("New Game"))
411       loseOnTime = false;
412
413   // Read UCI option values
414   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
415   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
416       TT.clear();
417
418   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
419   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
420   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
421   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
422   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
423   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
424   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
425   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
426   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
427   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
428   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
429   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
430
431   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
432   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
433   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
434   Chess960                = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
435   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
436
437   if (UseLogFile)
438       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
439
440   read_weights(pos.side_to_move());
441
442   // Set the number of active threads
443   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
444   if (newActiveThreads != TM.active_threads())
445   {
446       TM.set_active_threads(newActiveThreads);
447       init_eval(TM.active_threads());
448   }
449
450   // Wake up sleeping threads
451   TM.wake_sleeping_threads();
452
453   // Set thinking time
454   int myTime = time[side_to_move];
455   int myIncrement = increment[side_to_move];
456   if (UseTimeManagement)
457   {
458       if (!movesToGo) // Sudden death time control
459       {
460           if (myIncrement)
461           {
462               MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
463               AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
464           }
465           else // Blitz game without increment
466           {
467               MaxSearchTime = myTime / 30;
468               AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
469           }
470       }
471       else // (x moves) / (y minutes)
472       {
473           if (movesToGo == 1)
474           {
475               MaxSearchTime = myTime / 2;
476               AbsoluteMaxSearchTime = (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
477           }
478           else
479           {
480               MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
481               AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
482           }
483       }
484
485       if (get_option_value_bool("Ponder"))
486       {
487           MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
488           MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
489       }
490   }
491
492   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
493   // heavy time pressure.
494   if (MaxNodes)
495       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
496   else if (myTime && myTime < 1000)
497       NodesBetweenPolls = 1000;
498   else if (myTime && myTime < 5000)
499       NodesBetweenPolls = 5000;
500   else
501       NodesBetweenPolls = 30000;
502
503   // Write search information to log file
504   if (UseLogFile)
505       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
506               << "infinite: "  << infinite
507               << " ponder: "   << ponder
508               << " time: "     << myTime
509               << " increment: " << myIncrement
510               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
511
512   // LSN filtering. Used only for developing purposes, disabled by default
513   if (   UseLSNFiltering
514       && loseOnTime)
515   {
516       // Step 2. If after last move we decided to lose on time, do it now!
517        while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
518            /* wait here */;
519   }
520
521   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
522   Value v = id_loop(pos, searchMoves);
523
524   if (UseLSNFiltering)
525   {
526       // Step 1. If this is sudden death game and our position is hopeless,
527       // decide to lose on time.
528       if (   !loseOnTime // If we already lost on time, go to step 3.
529           && myTime < LSNTime
530           && myIncrement == 0
531           && movesToGo == 0
532           && v < -LSNValue)
533       {
534           loseOnTime = true;
535       }
536       else if (loseOnTime)
537       {
538           // Step 3. Now after stepping over the time limit, reset flag for next match.
539           loseOnTime = false;
540       }
541   }
542
543   if (UseLogFile)
544       LogFile.close();
545
546   TM.put_threads_to_sleep();
547
548   return !Quit;
549 }
550
551
552 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
553
554 void init_search() {
555
556   // Init our reduction lookup tables
557   for (int i = 1; i < 64; i++) // i == depth (OnePly = 1)
558       for (int j = 1; j < 64; j++) // j == moveNumber
559       {
560           double    pvRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 3.0;
561           double nonPVRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 1.5;
562           ReductionMatrix[PV][i][j]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
563           ReductionMatrix[NonPV][i][j] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
564       }
565
566   // Init futility margins array
567   for (int i = 0; i < 16; i++) // i == depth (OnePly = 2)
568       for (int j = 0; j < 64; j++) // j == moveNumber
569       {
570           // FIXME: test using log instead of BSR
571           FutilityMarginsMatrix[i][j] = (i < 2 ? 0 : 112 * bitScanReverse32(i * i / 2)) - 8 * j + 45;
572       }
573
574   // Init futility move count array
575   for (int i = 0; i < 32; i++) // i == depth (OnePly = 2)
576       FutilityMoveCountArray[i] = 3 + (1 << (3 * i / 8));
577 }
578
579
580 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
581 // new search from the root.
582 void SearchStack::init(int ply) {
583
584   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
585   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
586   reduction = Depth(0);
587   eval = VALUE_NONE;
588 }
589
590 void SearchStack::initKillers() {
591
592   mateKiller = MOVE_NONE;
593   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
594       killers[i] = MOVE_NONE;
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);
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);
637     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
638     p.reset_ply();
639     Iteration = 1;
640
641     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
642     if (   rml.move_count() == 1
643         || rml.get_move_score(0) > rml.get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
644         EasyMove = rml.get_move(0);
645
646     // Iterative deepening loop
647     while (Iteration < PLY_MAX)
648     {
649         // Initialize iteration
650         Iteration++;
651         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
652
653         cout << "info depth " << Iteration << endl;
654
655         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
656         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
657         {
658             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
659             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
660
661             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
662             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
663
664             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
665             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
666         }
667
668         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
669         value = root_search(p, ss, rml, &alpha, &beta);
670
671         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
672         // been overwritten during the search.
673         TT.insert_pv(p, ss->pv);
674
675         if (AbortSearch)
676             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
677
678         //Save info about search result
679         ValueByIteration[Iteration] = value;
680
681         // Drop the easy move if differs from the new best move
682         if (ss->pv[0] != EasyMove)
683             EasyMove = MOVE_NONE;
684
685         if (UseTimeManagement)
686         {
687             // Time to stop?
688             bool stopSearch = false;
689
690             // Stop search early if there is only a single legal move,
691             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
692             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
693                 stopSearch = true;
694
695             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
696             if (  Iteration >= 6
697                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
698                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
699                 stopSearch = true;
700
701             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
702             int64_t nodes = TM.nodes_searched();
703             if (   Iteration >= 8
704                 && EasyMove == ss->pv[0]
705                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
706                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
707                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
708                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
709                 stopSearch = true;
710
711             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
712             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
713                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
714                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
715
716             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
717             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
718             // move at the next iteration anyway.
719             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime) * 80) / 128)
720                 stopSearch = true;
721
722             if (stopSearch)
723             {
724                 if (PonderSearch)
725                     StopOnPonderhit = true;
726                 else
727                     break;
728             }
729         }
730
731         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
732             break;
733     }
734
735     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
736     // best move before we are told to do so.
737     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
738         wait_for_stop_or_ponderhit();
739     else
740         // Print final search statistics
741         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched()
742              << " nps " << nps()
743              << " time " << current_search_time()
744              << " hashfull " << TT.full() << endl;
745
746     // Print the best move and the ponder move to the standard output
747     if (ss->pv[0] == MOVE_NONE)
748     {
749         ss->pv[0] = rml.get_move(0);
750         ss->pv[1] = MOVE_NONE;
751     }
752
753     assert(ss->pv[0] != MOVE_NONE);
754
755     cout << "bestmove " << ss->pv[0];
756
757     if (ss->pv[1] != MOVE_NONE)
758         cout << " ponder " << ss->pv[1];
759
760     cout << endl;
761
762     if (UseLogFile)
763     {
764         if (dbg_show_mean)
765             dbg_print_mean(LogFile);
766
767         if (dbg_show_hit_rate)
768             dbg_print_hit_rate(LogFile);
769
770         LogFile << "\nNodes: " << TM.nodes_searched()
771                 << "\nNodes/second: " << nps()
772                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, ss->pv[0]);
773
774         StateInfo st;
775         p.do_move(ss->pv[0], st);
776         LogFile << "\nPonder move: "
777                 << move_to_san(p, ss->pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
778                 << endl;
779     }
780     return rml.get_move_score(0);
781   }
782
783
784   // root_search() is the function which searches the root node. It is
785   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
786   // scheme, prints some information to the standard output and handles
787   // the fail low/high loops.
788
789   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
790
791     EvalInfo ei;
792     StateInfo st;
793     CheckInfo ci(pos);
794     int64_t nodes;
795     Move move;
796     Depth depth, ext, newDepth;
797     Value value, alpha, beta;
798     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
799     int researchCountFH, researchCountFL;
800
801     researchCountFH = researchCountFL = 0;
802     alpha = *alphaPtr;
803     beta = *betaPtr;
804     isCheck = pos.is_check();
805
806     // Step 1. Initialize node and poll (omitted at root, init_ss_array() has already initialized root node)
807     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
808     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
809     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
810
811     // Step 5. Evaluate the position statically
812     // At root we do this only to get reference value for child nodes
813     if (!isCheck)
814         ss->eval = evaluate(pos, ei, 0);
815
816     // Step 6. Razoring (omitted at root)
817     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
818     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
819     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
820
821     // Step extra. Fail low loop
822     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
823     // with bigger window until we are not failing low anymore.
824     while (1)
825     {
826         // Sort the moves before to (re)search
827         rml.sort();
828
829         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
830         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
831         {
832             // This is used by time management
833             FirstRootMove = (i == 0);
834
835             // Save the current node count before the move is searched
836             nodes = TM.nodes_searched();
837
838             // Reset beta cut-off counters
839             TM.resetBetaCounters();
840
841             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
842             // the standard output.
843             move = ss->currentMove = rml.get_move(i);
844
845             if (current_search_time() >= 1000)
846                 cout << "info currmove " << move
847                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
848
849             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
850             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
851
852             // Step 11. Decide the new search depth
853             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
854             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
855             newDepth = depth + ext;
856
857             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
858
859             // Step extra. Fail high loop
860             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
861             // high anymore.
862             value = - VALUE_INFINITE;
863
864             while (1)
865             {
866                 // Step 13. Make the move
867                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
868
869                 // Step extra. pv search
870                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
871                 // and for fail high research (value > alpha)
872                 if (i < MultiPV || value > alpha)
873                 {
874                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
875                     if (MultiPV > 1)
876                         alpha = -VALUE_INFINITE;
877
878                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
879                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false, 0);
880                 }
881                 else
882                 {
883                     // Step 14. Reduced search
884                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
885                     bool doFullDepthSearch = true;
886
887                     if (    depth >= 3 * OnePly
888                         && !dangerous
889                         && !captureOrPromotion
890                         && !move_is_castle(move))
891                     {
892                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
893                         if (ss->reduction)
894                         {
895                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
896                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, true, 0);
897                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
898                         }
899                     }
900
901                     // Step 15. Full depth search
902                     if (doFullDepthSearch)
903                     {
904                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
905                         ss->reduction = Depth(0);
906                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, true, 0);
907
908                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
909                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
910                         if (value > alpha)
911                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false, 0);
912                     }
913                 }
914
915                 // Step 16. Undo move
916                 pos.undo_move(move);
917
918                 // Can we exit fail high loop ?
919                 if (AbortSearch || value < beta)
920                     break;
921
922                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
923                 // the score before research in case we run out of time while researching.
924                 rml.set_move_score(i, value);
925                 update_pv(ss, 0);
926                 TT.extract_pv(pos, ss->pv, PLY_MAX);
927                 rml.set_move_pv(i, ss->pv);
928
929                 // Print information to the standard output
930                 print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
931
932                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
933                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
934                 researchCountFH++;
935
936             } // End of fail high loop
937
938             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
939             // was aborted because the user interrupted the search or because we
940             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
941             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
942             // move and/or PV.
943             if (AbortSearch)
944                 break;
945
946             // Remember beta-cutoff and searched nodes counts for this move. The
947             // info is used to sort the root moves for the next iteration.
948             int64_t our, their;
949             TM.get_beta_counters(pos.side_to_move(), our, their);
950             rml.set_beta_counters(i, our, their);
951             rml.set_move_nodes(i, TM.nodes_searched() - nodes);
952
953             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
954             assert(value < beta);
955
956             // Step 17. Check for new best move
957             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
958                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
959             else
960             {
961                 // PV move or new best move!
962
963                 // Update PV
964                 rml.set_move_score(i, value);
965                 update_pv(ss, 0);
966                 TT.extract_pv(pos, ss->pv, PLY_MAX);
967                 rml.set_move_pv(i, ss->pv);
968
969                 if (MultiPV == 1)
970                 {
971                     // We record how often the best move has been changed in each
972                     // iteration. This information is used for time managment: When
973                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
974                     if (i > 0)
975                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
976
977                     // Print information to the standard output
978                     print_pv_info(pos, ss, alpha, beta, value);
979
980                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
981                     if (value > alpha)
982                         alpha = value;
983                 }
984                 else // MultiPV > 1
985                 {
986                     rml.sort_multipv(i);
987                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
988                     {
989                         cout << "info multipv " << j + 1
990                              << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
991                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
992                              << " time " << current_search_time()
993                              << " nodes " << TM.nodes_searched()
994                              << " nps " << nps()
995                              << " pv ";
996
997                         for (int k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
998                             cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
999
1000                         cout << endl;
1001                     }
1002                     alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV - 1));
1003                 }
1004             } // PV move or new best move
1005
1006             assert(alpha >= *alphaPtr);
1007
1008             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
1009
1010             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
1011                 StopOnPonderhit = false;
1012         }
1013
1014         // Can we exit fail low loop ?
1015         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
1016             break;
1017
1018         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
1019         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
1020         researchCountFL++;
1021
1022     } // Fail low loop
1023
1024     // Sort the moves before to return
1025     rml.sort();
1026
1027     return alpha;
1028   }
1029
1030
1031   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
1032
1033   template <NodeType PvNode>
1034   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth,
1035                bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove) {
1036
1037     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1038     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1039     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1040     assert(pos.ply() > 0 && pos.ply() < PLY_MAX);
1041     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1042
1043     Move movesSearched[256];
1044     EvalInfo ei;
1045     StateInfo st;
1046     const TTEntry* tte;
1047     Move ttMove, move;
1048     Depth ext, newDepth;
1049     Value bestValue, value, oldAlpha;
1050     Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
1051     bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1052     bool mateThreat = false;
1053     int moveCount = 0;
1054     int ply = pos.ply();
1055     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
1056     oldAlpha = alpha;
1057
1058     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1059     TM.incrementNodeCounter(threadID);
1060     ss->init(ply);
1061     (ss + 2)->initKillers();
1062
1063     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1064     {
1065         NodesSincePoll = 0;
1066         poll();
1067     }
1068
1069     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1070     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1071         return Value(0);
1072
1073     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1074         return VALUE_DRAW;
1075
1076     // Step 3. Mate distance pruning
1077     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1078     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1079     if (alpha >= beta)
1080         return alpha;
1081
1082     // Step 4. Transposition table lookup
1083
1084     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1085     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1086     Key posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1087
1088     tte = TT.retrieve(posKey);
1089     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1090
1091     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1092     // This is to avoid problems in the following areas:
1093     //
1094     // * Repetition draw detection
1095     // * Fifty move rule detection
1096     // * Searching for a mate
1097     // * Printing of full PV line
1098
1099     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1100     {
1101         // Refresh tte entry to avoid aging
1102         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->king_danger());
1103
1104         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1105         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1106     }
1107
1108     // Step 5. Evaluate the position statically
1109     // At PV nodes we do this only to update gain statistics
1110     isCheck = pos.is_check();
1111     if (!isCheck)
1112     {
1113         if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1114         {
1115             ss->eval = tte->static_value();
1116             ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1117         }
1118         else
1119             ss->eval = evaluate(pos, ei, threadID);
1120
1121         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
1122         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1123     }
1124
1125     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1126     if (   !PvNode
1127         &&  depth < RazorDepth
1128         && !isCheck
1129         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1130         &&  ttMove == MOVE_NONE
1131         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1132         && !value_is_mate(beta)
1133         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1134     {
1135         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1136         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), threadID);
1137         if (v < rbeta)
1138             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1139             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1140             return v;
1141     }
1142
1143     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1144     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1145     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1146     if (   !PvNode
1147         &&  allowNullmove
1148         &&  depth < RazorDepth
1149         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1150         && !isCheck
1151         && !value_is_mate(beta)
1152         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1153         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1154
1155     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1156     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
1157     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
1158     // NullMoveMargin under beta.
1159     if (   !PvNode
1160         &&  allowNullmove
1161         &&  depth > OnePly
1162         &&  refinedValue >= beta - (depth >= 4 * OnePly ? NullMoveMargin : 0)
1163         && !isCheck
1164         && !value_is_mate(beta)
1165         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1166     {
1167         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1168
1169         // Null move dynamic reduction based on depth
1170         int R = 3 + (depth >= 5 * OnePly ? depth / 8 : 0);
1171
1172         // Null move dynamic reduction based on value
1173         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1174             R++;
1175
1176         pos.do_null_move(st);
1177
1178         nullValue = depth-R*OnePly < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), threadID)
1179                                             : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, false, threadID);
1180         pos.undo_null_move();
1181
1182         if (nullValue >= beta)
1183         {
1184             // Do not return unproven mate scores
1185             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1186                 nullValue = beta;
1187
1188             // Do zugzwang verification search at high depths
1189             if (   depth < 6 * OnePly
1190                 || search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-5*OnePly, false, threadID) >= beta)
1191                 return nullValue;
1192         }
1193         else
1194         {
1195             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1196             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1197             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1198             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1199             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1200             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1201             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1202                 mateThreat = true;
1203
1204             ss->threatMove = (ss+1)->currentMove;
1205             if (   depth < ThreatDepth
1206                 && (ss-1)->reduction
1207                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, ss->threatMove))
1208                 return beta - 1;
1209         }
1210     }
1211
1212     // Step 9. Internal iterative deepening
1213     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1214         && (ttMove == MOVE_NONE || (PvNode && tte->depth() <= depth - 4 * OnePly))
1215         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1216     {
1217         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
1218         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, false, threadID);
1219         ttMove = ss->pv[ply];
1220         tte = TT.retrieve(posKey);
1221     }
1222
1223     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1224     if (PvNode)
1225         mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
1226
1227     // Initialize a MovePicker object for the current position
1228     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1229     CheckInfo ci(pos);
1230     bool singularExtensionNode =   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1231                                 && tte && tte->move()
1232                                 && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1233                                 && is_lower_bound(tte->type())
1234                                 && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly;
1235
1236     // Step 10. Loop through moves
1237     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1238     while (   bestValue < beta
1239            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1240            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1241     {
1242       assert(move_is_ok(move));
1243
1244       if (move == excludedMove)
1245           continue;
1246
1247       singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1248       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1249       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1250
1251       // Step 11. Decide the new search depth
1252       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1253
1254       // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
1255       // its siblings. To verify this we do a reduced search on all the other moves but the
1256       // ttMove, if result is lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1257       if (   singularExtensionNode
1258           && move == tte->move()
1259           && ext < OnePly)
1260       {
1261           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1262
1263           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1264           {
1265               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1266               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, false, threadID, move);
1267
1268               if (v < ttValue - SingularExtensionMargin)
1269                   ext = OnePly;
1270           }
1271       }
1272
1273       newDepth = depth - OnePly + ext;
1274
1275       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1276       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1277
1278       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1279       if (   !PvNode
1280           && !captureOrPromotion
1281           && !isCheck
1282           && !dangerous
1283           &&  move != ttMove
1284           && !move_is_castle(move))
1285       {
1286           // Move count based pruning
1287           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1288               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1289               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1290               continue;
1291
1292           // Value based pruning
1293           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly for predicted depth,
1294           // but fixing this made program slightly weaker.
1295           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1296           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1297                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1298
1299           if (futilityValueScaled < beta)
1300           {
1301               if (futilityValueScaled > bestValue)
1302                   bestValue = futilityValueScaled;
1303               continue;
1304           }
1305       }
1306
1307       // Step 13. Make the move
1308       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1309
1310       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1311       // The first move in list is the expected PV
1312       if (PvNode && moveCount == 1)
1313           value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), threadID)
1314                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false, threadID);
1315       else
1316       {
1317           // Step 14. Reduced depth search
1318           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1319           bool doFullDepthSearch = true;
1320
1321           if (    depth >= 3 * OnePly
1322               && !captureOrPromotion
1323               && !dangerous
1324               && !move_is_castle(move)
1325               && !move_is_killer(move, ss))
1326           {
1327               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1328               if (ss->reduction)
1329               {
1330                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1331                   value = d < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), threadID)
1332                                      : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true, threadID);
1333
1334                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1335               }
1336
1337               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1338               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1339               // if the move fails high again then go with full depth search.
1340               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1341               {
1342                   assert(newDepth - OnePly >= OnePly);
1343
1344                   ss->reduction = OnePly;
1345                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, true, threadID);
1346                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1347               }
1348               ss->reduction = Depth(0); // Restore original reduction
1349           }
1350
1351           // Step 15. Full depth search
1352           if (doFullDepthSearch)
1353           {
1354               value = newDepth < OnePly ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, Depth(0), threadID)
1355                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, true, threadID);
1356
1357               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1358               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1359               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1360               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1361                   value = newDepth < OnePly ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, Depth(0), threadID)
1362                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false, threadID);
1363           }
1364       }
1365
1366       // Step 16. Undo move
1367       pos.undo_move(move);
1368
1369       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1370
1371       // Step 17. Check for new best move
1372       if (value > bestValue)
1373       {
1374           bestValue = value;
1375           if (value > alpha)
1376           {
1377               if (PvNode && value < beta) // This guarantees that always: alpha < beta
1378                   alpha = value;
1379
1380               update_pv(ss, ply);
1381
1382               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1383                   ss->mateKiller = move;
1384           }
1385       }
1386
1387       // Step 18. Check for split
1388       if (   depth >= MinimumSplitDepth
1389           && TM.active_threads() > 1
1390           && bestValue < beta
1391           && TM.available_thread_exists(threadID)
1392           && !AbortSearch
1393           && !TM.thread_should_stop(threadID)
1394           && Iteration <= 99)
1395           TM.split<FakeSplit>(pos, ss, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1396                               mateThreat, &moveCount, &mp, threadID, PvNode);
1397     }
1398
1399     // Step 19. Check for mate and stalemate
1400     // All legal moves have been searched and if there are
1401     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1402     // If one move was excluded return fail low score.
1403     if (!moveCount)
1404         return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1405
1406     // Step 20. Update tables
1407     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1408     // history counters, and killer moves.
1409     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
1410         return bestValue;
1411
1412     if (bestValue <= oldAlpha)
1413         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1414
1415     else if (bestValue >= beta)
1416     {
1417         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1418         move = ss->pv[ply];
1419         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1420         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1421         {
1422             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1423             update_killers(move, ss);
1424         }
1425     }
1426     else
1427         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss->pv[ply], ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1428
1429     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1430
1431     return bestValue;
1432   }
1433
1434
1435   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1436   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1437   // less than OnePly).
1438
1439   template <NodeType PvNode>
1440   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int threadID) {
1441
1442     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1443     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1444     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1445     assert(depth <= 0);
1446     assert(pos.ply() > 0 && pos.ply() < PLY_MAX);
1447     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1448
1449     EvalInfo ei;
1450     StateInfo st;
1451     Move ttMove, move;
1452     Value staticValue, bestValue, value, futilityBase, futilityValue;
1453     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1454     const TTEntry* tte = NULL;
1455     int moveCount = 0;
1456     int ply = pos.ply();
1457     Value oldAlpha = alpha;
1458
1459     TM.incrementNodeCounter(threadID);
1460     ss->init(ply);
1461
1462     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1463     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1464         return VALUE_DRAW;
1465
1466     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1467     // pruning, but only for move ordering.
1468     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1469     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1470
1471     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1472     {
1473         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1474         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1475     }
1476
1477     isCheck = pos.is_check();
1478
1479     // Evaluate the position statically
1480     if (isCheck)
1481         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1482     else if (tte && tte->static_value() != VALUE_NONE)
1483     {
1484         staticValue = tte->static_value();
1485         ei.kingDanger[pos.side_to_move()] = tte->king_danger();
1486     }
1487     else
1488         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1489
1490     if (!isCheck)
1491     {
1492         ss->eval = staticValue;
1493         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1494     }
1495
1496     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1497     // at least beta.
1498     bestValue = staticValue;
1499
1500     if (bestValue >= beta)
1501     {
1502         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1503         if (!isCheck && !tte)
1504             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()]);
1505
1506         return bestValue;
1507     }
1508
1509     if (bestValue > alpha)
1510         alpha = bestValue;
1511
1512     // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1513     bool deepChecks = (depth == -OnePly && staticValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1514
1515     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1516     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1517     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -OnePly
1518     // and we are near beta) will be generated.
1519     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
1520     CheckInfo ci(pos);
1521     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1522     futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
1523
1524     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1525     while (   alpha < beta
1526            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1527     {
1528       assert(move_is_ok(move));
1529
1530       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1531
1532       // Update current move
1533       moveCount++;
1534       ss->currentMove = move;
1535
1536       // Futility pruning
1537       if (   !PvNode
1538           &&  enoughMaterial
1539           && !isCheck
1540           && !moveIsCheck
1541           &&  move != ttMove
1542           && !move_is_promotion(move)
1543           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1544       {
1545           futilityValue =  futilityBase
1546                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1547                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0));
1548
1549           if (futilityValue < alpha)
1550           {
1551               if (futilityValue > bestValue)
1552                   bestValue = futilityValue;
1553               continue;
1554           }
1555       }
1556
1557       // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
1558       evasionPrunable =   isCheck
1559                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1560                        && !pos.move_is_capture(move)
1561                        && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
1562                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1563
1564       // Don't search moves with negative SEE values
1565       if (   !PvNode
1566           && (!isCheck || evasionPrunable)
1567           &&  move != ttMove
1568           && !move_is_promotion(move)
1569           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1570           continue;
1571
1572       // Make and search the move
1573       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1574       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-OnePly, threadID);
1575       pos.undo_move(move);
1576
1577       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1578
1579       // New best move?
1580       if (value > bestValue)
1581       {
1582           bestValue = value;
1583           if (value > alpha)
1584           {
1585               alpha = value;
1586               update_pv(ss, ply);
1587           }
1588        }
1589     }
1590
1591     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1592     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1593     if (!moveCount && isCheck) // Mate!
1594         return value_mated_in(ply);
1595
1596     // Update transposition table
1597     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1598     if (bestValue <= oldAlpha)
1599     {
1600         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation
1601         // of the node, so keep this info to avoid a future evaluation() call.
1602         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1603     }
1604     else if (bestValue >= beta)
1605     {
1606         move = ss->pv[ply];
1607         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move, ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1608
1609         // Update killers only for good checking moves
1610         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1611             update_killers(move, ss);
1612     }
1613     else
1614         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, d, ss->pv[ply], ss->eval, ei.kingDanger[pos.side_to_move()]);
1615
1616     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1617
1618     return bestValue;
1619   }
1620
1621
1622   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1623   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1624   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1625   // table, done a null move search, and searched the first move before
1626   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1627   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1628   // care of after we return from the split point.
1629
1630   template <NodeType PvNode>
1631   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1632
1633     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
1634     assert(TM.active_threads() > 1);
1635
1636     StateInfo st;
1637     Move move;
1638     Depth ext, newDepth;
1639     Value value;
1640     Value futilityValueScaled; // NonPV specific
1641     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
1642     int moveCount;
1643     value = -VALUE_INFINITE;
1644
1645     Position pos(*sp->pos);
1646     CheckInfo ci(pos);
1647     int ply = pos.ply();
1648     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1649     isCheck = pos.is_check();
1650
1651     // Step 10. Loop through moves
1652     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1653     lock_grab(&(sp->lock));
1654
1655     while (    sp->bestValue < sp->beta
1656            && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE
1657            && !TM.thread_should_stop(threadID))
1658     {
1659       moveCount = ++sp->moveCount;
1660       lock_release(&(sp->lock));
1661
1662       assert(move_is_ok(move));
1663
1664       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1665       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1666
1667       // Step 11. Decide the new search depth
1668       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
1669       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1670
1671       // Update current move
1672       ss->currentMove = move;
1673
1674       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1675       if (   !PvNode
1676           && !isCheck
1677           && !dangerous
1678           && !captureOrPromotion
1679           && !move_is_castle(move))
1680       {
1681           // Move count based pruning
1682           if (   moveCount >= futility_move_count(sp->depth)
1683               && !(ss->threatMove && connected_threat(pos, move, ss->threatMove))
1684               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1685           {
1686               lock_grab(&(sp->lock));
1687               continue;
1688           }
1689
1690           // Value based pruning
1691           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
1692           futilityValueScaled =  ss->eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1693                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1694
1695           if (futilityValueScaled < sp->beta)
1696           {
1697               lock_grab(&(sp->lock));
1698
1699               if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1700                   sp->bestValue = futilityValueScaled;
1701               continue;
1702           }
1703       }
1704
1705       // Step 13. Make the move
1706       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1707
1708       // Step 14. Reduced search
1709       // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1710       bool doFullDepthSearch = true;
1711
1712       if (   !dangerous
1713           && !captureOrPromotion
1714           && !move_is_castle(move)
1715           && !move_is_killer(move, ss))
1716       {
1717           ss->reduction = reduction<PvNode>(sp->depth, moveCount);
1718           if (ss->reduction)
1719           {
1720               Value localAlpha = sp->alpha;
1721               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, true, threadID);
1722               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1723           }
1724
1725           // The move failed high, but if reduction is very big we could
1726           // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1727           // if the move fails high again then go with full depth search.
1728           if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * OnePly)
1729           {
1730               ss->reduction = OnePly;
1731               Value localAlpha = sp->alpha;
1732               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss->reduction, true, threadID);
1733               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
1734           }
1735       }
1736
1737       // Step 15. Full depth search
1738       if (doFullDepthSearch)
1739       {
1740           ss->reduction = Depth(0);
1741           Value localAlpha = sp->alpha;
1742           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, true, threadID);
1743
1744           if (PvNode && value > localAlpha && value < sp->beta)
1745               value = -search<PV>(pos, ss+1, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, false, threadID);
1746       }
1747
1748       // Step 16. Undo move
1749       pos.undo_move(move);
1750
1751       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1752
1753       // Step 17. Check for new best move
1754       lock_grab(&(sp->lock));
1755
1756       if (value > sp->bestValue && !TM.thread_should_stop(threadID))
1757       {
1758           sp->bestValue = value;
1759
1760           if (sp->bestValue > sp->alpha)
1761           {
1762               if (!PvNode || value >= sp->beta)
1763                   sp->stopRequest = true;
1764
1765               if (PvNode && value < sp->beta) // This guarantees that always: sp->alpha < sp->beta
1766                   sp->alpha = value;
1767
1768               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, ply);
1769           }
1770       }
1771     }
1772
1773     /* Here we have the lock still grabbed */
1774
1775     sp->slaves[threadID] = 0;
1776
1777     lock_release(&(sp->lock));
1778   }
1779
1780   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.
1781   // It updates the PV in the SearchStack object corresponding to the
1782   // current node.
1783
1784   void update_pv(SearchStack* ss, int ply) {
1785
1786     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1787
1788     int p;
1789
1790     ss->pv[ply] = ss->currentMove;
1791
1792     for (p = ply + 1; (ss+1)->pv[p] != MOVE_NONE; p++)
1793         ss->pv[p] = (ss+1)->pv[p];
1794
1795     ss->pv[p] = MOVE_NONE;
1796   }
1797
1798
1799   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points. The
1800   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
1801   // the PV at the parent node.
1802
1803   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack* ss, int ply) {
1804
1805     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1806
1807     int p;
1808
1809     ss->pv[ply] = pss->pv[ply] = ss->currentMove;
1810
1811     for (p = ply + 1; (ss+1)->pv[p] != MOVE_NONE; p++)
1812         ss->pv[p] = pss->pv[p] = (ss+1)->pv[p];
1813
1814     ss->pv[p] = pss->pv[p] = MOVE_NONE;
1815   }
1816
1817
1818   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1819   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1820   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1821   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1822   // second move is assumed to be a move from the current position.
1823
1824   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1825
1826     Square f1, t1, f2, t2;
1827     Piece p;
1828
1829     assert(move_is_ok(m1));
1830     assert(move_is_ok(m2));
1831
1832     if (m2 == MOVE_NONE)
1833         return false;
1834
1835     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1836     f2 = move_from(m2);
1837     t1 = move_to(m1);
1838     if (f2 == t1)
1839         return true;
1840
1841     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1842     t2 = move_to(m2);
1843     f1 = move_from(m1);
1844     if (t2 == f1)
1845         return true;
1846
1847     // Case 3: Moving through the vacated square
1848     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1849         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1850       return true;
1851
1852     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1853     p = pos.piece_on(t1);
1854     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1855         return true;
1856
1857     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1858     if (    piece_is_slider(p)
1859         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1860         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1861     {
1862         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1863         // move is the opposite of the checking piece.
1864         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1865         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1866
1867         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1868             return true;
1869     }
1870     return false;
1871   }
1872
1873
1874   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
1875   // eventually compensated for the ply.
1876
1877   bool value_is_mate(Value value) {
1878
1879     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1880
1881     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1882           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1883   }
1884
1885
1886   // move_is_killer() checks if the given move is among the
1887   // killer moves of that ply.
1888
1889   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1890
1891       const Move* k = ss->killers;
1892       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
1893           if (*k == m)
1894               return true;
1895
1896       return false;
1897   }
1898
1899
1900   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1901   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1902   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1903   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1904   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1905   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1906   template <NodeType PvNode>
1907   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1908                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1909
1910     assert(m != MOVE_NONE);
1911
1912     Depth result = Depth(0);
1913     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1914
1915     if (*dangerous)
1916     {
1917         if (moveIsCheck)
1918             result += CheckExtension[PvNode];
1919
1920         if (singleEvasion)
1921             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1922
1923         if (mateThreat)
1924             result += MateThreatExtension[PvNode];
1925     }
1926
1927     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1928     {
1929         Color c = pos.side_to_move();
1930         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1931         {
1932             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1933             *dangerous = true;
1934         }
1935         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1936         {
1937             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1938             *dangerous = true;
1939         }
1940     }
1941
1942     if (   captureOrPromotion
1943         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1944         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1945             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
1946         && !move_is_promotion(m)
1947         && !move_is_ep(m))
1948     {
1949         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1950         *dangerous = true;
1951     }
1952
1953     if (   PvNode
1954         && captureOrPromotion
1955         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1956         && pos.see_sign(m) >= 0)
1957     {
1958         result += OnePly/2;
1959         *dangerous = true;
1960     }
1961
1962     return Min(result, OnePly);
1963   }
1964
1965
1966   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1967   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1968
1969   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1970
1971     assert(move_is_ok(m));
1972     assert(threat && move_is_ok(threat));
1973     assert(!pos.move_is_check(m));
1974     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1975     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1976
1977     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1978
1979     mfrom = move_from(m);
1980     mto = move_to(m);
1981     tfrom = move_from(threat);
1982     tto = move_to(threat);
1983
1984     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1985     if (mfrom == tto)
1986         return true;
1987
1988     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1989     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1990     if (   pos.move_is_capture(threat)
1991         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1992             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1993         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1994         return true;
1995
1996     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1997     // prune safe moves which block its ray.
1998     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1999         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2000         && pos.see_sign(m) >= 0)
2001         return true;
2002
2003     return false;
2004   }
2005
2006
2007   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2008   // can be used at a given point in search.
2009
2010   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2011
2012     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2013
2014     return   (   tte->depth() >= depth
2015               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
2016               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
2017
2018           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2019               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2020   }
2021
2022
2023   // refine_eval() returns the transposition table score if
2024   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
2025
2026   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
2027
2028       if (!tte)
2029           return defaultEval;
2030
2031       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2032
2033       if (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= defaultEval)
2034           || (is_upper_bound(tte->type()) && v < defaultEval))
2035           return v;
2036
2037       return defaultEval;
2038   }
2039
2040
2041   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2042   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2043
2044   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
2045                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2046
2047     Move m;
2048
2049     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
2050
2051     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2052     {
2053         m = movesSearched[i];
2054
2055         assert(m != move);
2056
2057         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
2058             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2059     }
2060   }
2061
2062
2063   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2064   // among the killer moves of that ply.
2065
2066   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
2067
2068     if (m == ss->killers[0])
2069         return;
2070
2071     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2072         ss->killers[i] = ss->killers[i - 1];
2073
2074     ss->killers[0] = m;
2075   }
2076
2077
2078   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
2079   // the static position evaluation before and after the move.
2080
2081   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
2082
2083     if (   m != MOVE_NULL
2084         && before != VALUE_NONE
2085         && after != VALUE_NONE
2086         && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
2087         && !move_is_castle(m)
2088         && !move_is_promotion(m))
2089         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
2090   }
2091
2092
2093   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2094   // since the beginning of the current search.
2095
2096   int current_search_time() {
2097
2098     return get_system_time() - SearchStartTime;
2099   }
2100
2101
2102   // nps() computes the current nodes/second count.
2103
2104   int nps() {
2105
2106     int t = current_search_time();
2107     return (t > 0 ? int((TM.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2108   }
2109
2110
2111   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2112   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2113   // search.
2114
2115   void poll() {
2116
2117     static int lastInfoTime;
2118     int t = current_search_time();
2119
2120     //  Poll for input
2121     if (Bioskey())
2122     {
2123         // We are line oriented, don't read single chars
2124         std::string command;
2125
2126         if (!std::getline(std::cin, command))
2127             command = "quit";
2128
2129         if (command == "quit")
2130         {
2131             AbortSearch = true;
2132             PonderSearch = false;
2133             Quit = true;
2134             return;
2135         }
2136         else if (command == "stop")
2137         {
2138             AbortSearch = true;
2139             PonderSearch = false;
2140         }
2141         else if (command == "ponderhit")
2142             ponderhit();
2143     }
2144
2145     // Print search information
2146     if (t < 1000)
2147         lastInfoTime = 0;
2148
2149     else if (lastInfoTime > t)
2150         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2151         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2152         lastInfoTime = 0;
2153
2154     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2155     {
2156         lastInfoTime = t;
2157
2158         if (dbg_show_mean)
2159             dbg_print_mean();
2160
2161         if (dbg_show_hit_rate)
2162             dbg_print_hit_rate();
2163
2164         cout << "info nodes " << TM.nodes_searched() << " nps " << nps()
2165              << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << endl;
2166     }
2167
2168     // Should we stop the search?
2169     if (PonderSearch)
2170         return;
2171
2172     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2173                            && !AspirationFailLow
2174                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2175
2176     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2177                      || stillAtFirstMove;
2178
2179     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2180         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2181         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && TM.nodes_searched() >= MaxNodes))
2182         AbortSearch = true;
2183   }
2184
2185
2186   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2187   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2188   // it correctly predicted the opponent's move.
2189
2190   void ponderhit() {
2191
2192     int t = current_search_time();
2193     PonderSearch = false;
2194
2195     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2196                            && !AspirationFailLow
2197                            &&  t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime;
2198
2199     bool noMoreTime =   t > AbsoluteMaxSearchTime
2200                      || stillAtFirstMove;
2201
2202     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2203         AbortSearch = true;
2204   }
2205
2206
2207   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2208
2209   void init_ss_array(SearchStack* ss) {
2210
2211     for (int i = 0; i < 3; i++, ss++)
2212     {
2213         ss->init(i);
2214         ss->initKillers();
2215     }
2216   }
2217
2218
2219   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2220   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2221   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2222   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2223   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2224   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2225
2226   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2227
2228     std::string command;
2229
2230     while (true)
2231     {
2232         if (!std::getline(std::cin, command))
2233             command = "quit";
2234
2235         if (command == "quit")
2236         {
2237             Quit = true;
2238             break;
2239         }
2240         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2241             break;
2242     }
2243   }
2244
2245
2246   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2247   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2248
2249   void print_pv_info(const Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Value value) {
2250
2251     cout << "info depth " << Iteration
2252          << " score " << value_to_string(value)
2253          << ((value >= beta) ? " lowerbound" :
2254             ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
2255          << " time "  << current_search_time()
2256          << " nodes " << TM.nodes_searched()
2257          << " nps "   << nps()
2258          << " pv ";
2259
2260     for (int j = 0; ss->pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
2261         cout << ss->pv[j] << " ";
2262
2263     cout << endl;
2264
2265     if (UseLogFile)
2266     {
2267         ValueType type =  (value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER
2268             : (value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT));
2269
2270         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2271                              TM.nodes_searched(), value, type, ss->pv) << endl;
2272     }
2273   }
2274
2275
2276   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2277   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2278   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2279   // threads and one for Windows threads.
2280
2281 #if !defined(_MSC_VER)
2282
2283   void* init_thread(void *threadID) {
2284
2285     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2286     return NULL;
2287   }
2288
2289 #else
2290
2291   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2292
2293     TM.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2294     return 0;
2295   }
2296
2297 #endif
2298
2299
2300   /// The ThreadsManager class
2301
2302   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2303   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2304   // counters used to sort the moves at root.
2305
2306   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2307
2308     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2309         threads[i].nodes = 0ULL;
2310   }
2311
2312   void ThreadsManager::resetBetaCounters() {
2313
2314     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2315         threads[i].betaCutOffs[WHITE] = threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
2316   }
2317
2318   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2319
2320     int64_t result = 0ULL;
2321     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2322         result += threads[i].nodes;
2323
2324     return result;
2325   }
2326
2327   void ThreadsManager::get_beta_counters(Color us, int64_t& our, int64_t& their) const {
2328
2329     our = their = 0UL;
2330     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2331     {
2332         our += threads[i].betaCutOffs[us];
2333         their += threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
2334     }
2335   }
2336
2337
2338   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2339   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2340   // object for which the current thread is the master.
2341
2342   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2343
2344     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2345
2346     while (true)
2347     {
2348         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2349         // master should exit as last one.
2350         if (AllThreadsShouldExit)
2351         {
2352             assert(!sp);
2353             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2354             return;
2355         }
2356
2357         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2358         // instead of wasting CPU time polling for work.
2359         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2360         {
2361             assert(!sp);
2362             assert(threadID != 0);
2363             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2364
2365 #if !defined(_MSC_VER)
2366             lock_grab(&WaitLock);
2367             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2368                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2369             lock_release(&WaitLock);
2370 #else
2371             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2372 #endif
2373         }
2374
2375         // If thread has just woken up, mark it as available
2376         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2377             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2378
2379         // If this thread has been assigned work, launch a search
2380         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2381         {
2382             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2383
2384             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2385
2386             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2387                 sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2388             else
2389                 sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2390
2391             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2392
2393             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2394         }
2395
2396         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2397         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2398         int i = 0;
2399         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2400
2401         if (i == ActiveThreads)
2402         {
2403             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2404             // be sure sp->lock has been released before to return.
2405             lock_grab(&(sp->lock));
2406             lock_release(&(sp->lock));
2407
2408             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2409
2410             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2411             return;
2412         }
2413     }
2414   }
2415
2416
2417   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2418   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2419   // objects.
2420
2421   void ThreadsManager::init_threads() {
2422
2423     volatile int i;
2424     bool ok;
2425
2426 #if !defined(_MSC_VER)
2427     pthread_t pthread[1];
2428 #endif
2429
2430     // Initialize global locks
2431     lock_init(&MPLock, NULL);
2432     lock_init(&WaitLock, NULL);
2433
2434 #if !defined(_MSC_VER)
2435     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2436 #else
2437     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2438         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2439 #endif
2440
2441     // Initialize SplitPointStack locks
2442     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2443         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2444             lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2445
2446     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2447     AllThreadsShouldExit = false;
2448
2449     // Threads will be put to sleep as soon as created
2450     AllThreadsShouldSleep = true;
2451
2452     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2453     ActiveThreads = 1;
2454     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2455     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2456         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2457
2458     // Launch the helper threads
2459     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2460     {
2461
2462 #if !defined(_MSC_VER)
2463         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2464 #else
2465         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2466 #endif
2467
2468         if (!ok)
2469         {
2470             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2471             Application::exit_with_failure();
2472         }
2473
2474         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2475         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2476     }
2477   }
2478
2479
2480   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2481   // helper threads exit cleanly.
2482
2483   void ThreadsManager::exit_threads() {
2484
2485     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // HACK
2486     AllThreadsShouldSleep = true;  // HACK
2487     wake_sleeping_threads();
2488
2489     // This makes the threads to exit idle_loop()
2490     AllThreadsShouldExit = true;
2491
2492     // Wait for thread termination
2493     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2494         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2495
2496     // Now we can safely destroy the locks
2497     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2498         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
2499             lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2500
2501     lock_destroy(&WaitLock);
2502     lock_destroy(&MPLock);
2503   }
2504
2505
2506   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2507   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2508   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2509
2510   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2511
2512     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2513
2514     SplitPoint* sp;
2515
2516     for (sp = threads[threadID].splitPoint; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2517     return sp != NULL;
2518   }
2519
2520
2521   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2522   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2523   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2524   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2525   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2526   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2527   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2528
2529   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2530
2531     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2532     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2533     assert(ActiveThreads > 1);
2534
2535     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2536         return false;
2537
2538     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2539     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2540
2541     if (localActiveSplitPoints == 0)
2542         // No active split points means that the thread is available as
2543         // a slave for any other thread.
2544         return true;
2545
2546     if (ActiveThreads == 2)
2547         return true;
2548
2549     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2550     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2551     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2552     if (SplitPointStack[slave][localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2553         return true;
2554
2555     return false;
2556   }
2557
2558
2559   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2560   // a slave for the thread with threadID "master".
2561
2562   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2563
2564     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2565     assert(ActiveThreads > 1);
2566
2567     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2568         if (thread_is_available(i, master))
2569             return true;
2570
2571     return false;
2572   }
2573
2574
2575   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2576   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2577   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2578   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2579   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2580   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2581   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2582   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2583   // split() returns.
2584
2585   template <bool Fake>
2586   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta,
2587                              Value* bestValue, Depth depth, bool mateThreat, int* moveCount,
2588                              MovePicker* mp, int master, bool pvNode) {
2589     assert(p.is_ok());
2590     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2591     assert(*bestValue <= *alpha);
2592     assert(*alpha < beta);
2593     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2594     assert(depth > Depth(0));
2595     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2596     assert(ActiveThreads > 1);
2597
2598     lock_grab(&MPLock);
2599
2600     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2601     // active split points, don't split.
2602     if (   !available_thread_exists(master)
2603         || threads[master].activeSplitPoints >= ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX)
2604     {
2605         lock_release(&MPLock);
2606         return;
2607     }
2608
2609     // Pick the next available split point object from the split point stack
2610     SplitPoint* splitPoint = &SplitPointStack[master][threads[master].activeSplitPoints];
2611
2612     // Initialize the split point object
2613     splitPoint->parent = threads[master].splitPoint;
2614     splitPoint->stopRequest = false;
2615     splitPoint->depth = depth;
2616     splitPoint->mateThreat = mateThreat;
2617     splitPoint->alpha = *alpha;
2618     splitPoint->beta = beta;
2619     splitPoint->pvNode = pvNode;
2620     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2621     splitPoint->mp = mp;
2622     splitPoint->moveCount = *moveCount;
2623     splitPoint->pos = &p;
2624     splitPoint->parentSstack = ss;
2625     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2626         splitPoint->slaves[i] = 0;
2627
2628     threads[master].splitPoint = splitPoint;
2629     threads[master].activeSplitPoints++;
2630
2631     // If we are here it means we are not available
2632     assert(threads[master].state != THREAD_AVAILABLE);
2633
2634     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2635
2636     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2637     for (int i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2638         if (thread_is_available(i, master))
2639         {
2640             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2641             threads[i].splitPoint = splitPoint;
2642             splitPoint->slaves[i] = 1;
2643             workersCnt++;
2644         }
2645
2646     assert(Fake || workersCnt > 1);
2647
2648     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2649     lock_release(&MPLock);
2650
2651     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2652     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2653     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2654         if (i == master || splitPoint->slaves[i])
2655         {
2656             memcpy(splitPoint->sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2657
2658             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2659
2660             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2661         }
2662
2663     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2664     // which it will instantly launch a search, because its state is
2665     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2666     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2667     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2668     idle_loop(master, splitPoint);
2669
2670     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2671     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2672     lock_grab(&MPLock);
2673
2674     *alpha = splitPoint->alpha;
2675     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2676     threads[master].activeSplitPoints--;
2677     threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2678
2679     lock_release(&MPLock);
2680   }
2681
2682
2683   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2684   // to start a new search from the root.
2685
2686   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2687
2688     assert(AllThreadsShouldSleep);
2689     assert(ActiveThreads > 0);
2690
2691     AllThreadsShouldSleep = false;
2692
2693     if (ActiveThreads == 1)
2694         return;
2695
2696 #if !defined(_MSC_VER)
2697     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2698     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2699     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2700 #else
2701     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2702         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2703 #endif
2704
2705   }
2706
2707
2708   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2709   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2710   // finished the job and should be idle.
2711
2712   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2713
2714     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2715
2716     // This makes the threads to go to sleep
2717     AllThreadsShouldSleep = true;
2718   }
2719
2720   /// The RootMoveList class
2721
2722   // RootMoveList c'tor
2723
2724   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2725
2726     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2727     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2728     StateInfo st;
2729     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2730
2731     // Generate all legal moves
2732     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2733
2734     // Add each move to the moves[] array
2735     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2736     {
2737         bool includeMove = includeAllMoves;
2738
2739         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2740             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2741
2742         if (!includeMove)
2743             continue;
2744
2745         // Find a quick score for the move
2746         init_ss_array(ss);
2747         pos.do_move(cur->move, st);
2748         moves[count].move = cur->move;
2749         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 0);
2750         moves[count].pv[0] = cur->move;
2751         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2752         pos.undo_move(cur->move);
2753         count++;
2754     }
2755     sort();
2756   }
2757
2758
2759   // RootMoveList simple methods definitions
2760
2761   void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2762
2763     moves[moveNum].nodes = nodes;
2764     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2765   }
2766
2767   void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2768
2769     moves[moveNum].ourBeta = our;
2770     moves[moveNum].theirBeta = their;
2771   }
2772
2773   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2774
2775     int j;
2776
2777     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2778         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2779
2780     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2781   }
2782
2783
2784   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2785   // iteration.
2786
2787   void RootMoveList::sort() {
2788
2789     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2790   }
2791
2792
2793   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2794   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2795   // correctly in MultiPV mode.
2796
2797   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2798
2799     int i,j;
2800
2801     for (i = 1; i <= n; i++)
2802     {
2803         RootMove rm = moves[i];
2804         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2805             moves[j] = moves[j - 1];
2806
2807         moves[j] = rm;
2808     }
2809   }
2810
2811 } // namspace