f18f2f2f65035a9c3740d92b551707e4030e8bfd
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <fstream>
27 #include <iostream>
28 #include <sstream>
29
30 #include "book.h"
31 #include "evaluate.h"
32 #include "history.h"
33 #include "misc.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "san.h"
36 #include "search.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41
42 ////
43 //// Local definitions
44 ////
45
46 namespace {
47
48   /// Types
49
50   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
51   // Apart for the first one that has its score, following moves
52   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
53   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
54   // the last iteration.
55
56   struct BetaCounterType {
57
58     BetaCounterType();
59     void clear();
60     void add(Color us, Depth d, int threadID);
61     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
62
63     int64_t hits[THREAD_MAX][2];
64   };
65
66
67   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
68   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
69   // in the case of moves which fail low).
70
71   struct RootMove {
72
73     RootMove();
74     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
75
76     Move move;
77     Value score;
78     int64_t nodes, cumulativeNodes;
79     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
80     int64_t ourBeta, theirBeta;
81   };
82
83
84   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
85   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
86
87   class RootMoveList {
88
89   public:
90     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
91     inline Move get_move(int moveNum) const;
92     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
93     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
94     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
95     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
96     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
97     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
98     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
99     inline int move_count() const;
100     Move scan_for_easy_move() const;
101     inline void sort();
102     void sort_multipv(int n);
103
104   private:
105     static const int MaxRootMoves = 500;
106     RootMove moves[MaxRootMoves];
107     int count;
108   };
109
110
111   /// Constants and variables
112
113   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV
114   // nodes:
115   int LMRPVMoves = 15;
116   int LMRNonPVMoves = 4;
117
118   // Depth limit for use of dynamic threat detection:
119   Depth ThreatDepth = 5*OnePly;
120
121   // Depth limit for selective search:
122   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
123
124   // Use internal iterative deepening?
125   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
126   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
127
128   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
129   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
130   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
131   const Value IIDMargin = Value(0x100);
132
133   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
134   // better than the second best move.
135   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
136
137   // Problem margin.  If the score of the first move at iteration N+1 has
138   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
139   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
140   // time looking for a better move.
141   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
142
143   // No problem margin.  If the boolean "Problem" is true, and a new move
144   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
145   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
146   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
147
148   // Null move margin.  A null move search will not be done if the approximate
149   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
150   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
151
152   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
153   // understand their precise meaning.
154   const bool PruneEscapeMoves = false;
155   const bool PruneDefendingMoves = false;
156   const bool PruneBlockingMoves = false;
157
158   // Use futility pruning?
159   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
160   bool UseFutilityPruning = true;
161
162   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
163   // and near frontier nodes
164   Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
165   Value FutilityMargins[6] = { Value(0x100), Value(0x200), Value(0x250),
166                                Value(0x2A0), Value(0x340), Value(0x3A0) };
167
168   // Razoring
169   const bool RazorAtDepthOne = false;
170   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
171   Value RazorMargin = Value(0x300);
172
173   // Last seconds noise filtering (LSN)
174   bool UseLSNFiltering = false;
175   bool looseOnTime = false;
176   int LSNTime = 4 * 1000; // In milliseconds
177   Value LSNValue = Value(0x200);
178
179   // Extensions.  Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
180   Depth CheckExtension[2] = {OnePly, OnePly};
181   Depth SingleReplyExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
182   Depth PawnPushTo7thExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
183   Depth PassedPawnExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
184   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
185   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
186
187   // Search depth at iteration 1
188   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
189
190   // Node counters
191   int NodesSincePoll;
192   int NodesBetweenPolls = 30000;
193
194   // Iteration counters
195   int Iteration;
196   BetaCounterType BetaCounter;
197
198   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
199   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
200   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
201
202   // MultiPV mode
203   int MultiPV = 1;
204
205   // Time managment variables
206   int SearchStartTime;
207   int MaxNodes, MaxDepth;
208   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
209   Move EasyMove;
210   int RootMoveNumber;
211   bool InfiniteSearch;
212   bool PonderSearch;
213   bool StopOnPonderhit;
214   bool AbortSearch;
215   bool Quit;
216   bool FailHigh;
217   bool Problem;
218   bool PonderingEnabled;
219   int ExactMaxTime;
220
221   // Show current line?
222   bool ShowCurrentLine = false;
223
224   // Log file
225   bool UseLogFile = false;
226   std::ofstream LogFile;
227
228   // MP related variables
229   Depth MinimumSplitDepth = 4*OnePly;
230   int MaxThreadsPerSplitPoint = 4;
231   Thread Threads[THREAD_MAX];
232   Lock MPLock;
233   bool AllThreadsShouldExit = false;
234   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
235   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
236   bool Idle = true;
237
238 #if !defined(_MSC_VER)
239   pthread_cond_t WaitCond;
240   pthread_mutex_t WaitLock;
241 #else
242   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
243 #endif
244
245
246   /// Functions
247
248   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
249   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml);
250   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
251                   Depth depth, int ply, int threadID);
252   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta,
253                Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
254   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
255                 Depth depth, int ply, int threadID);
256   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
257   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
258   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
259   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
260   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
261   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
262   bool value_is_mate(Value value);
263   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
264   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
265   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
266   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
267   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
268   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
269   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
270   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
271
272   bool fail_high_ply_1();
273   int current_search_time();
274   int nps();
275   void poll();
276   void ponderhit();
277   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
278   void wait_for_stop_or_ponderhit();
279
280   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp);
281   void init_split_point_stack();
282   void destroy_split_point_stack();
283   bool thread_should_stop(int threadID);
284   bool thread_is_available(int slave, int master);
285   bool idle_thread_exists(int master);
286   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
287              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
288              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
289   void wake_sleeping_threads();
290
291 #if !defined(_MSC_VER)
292   void *init_thread(void *threadID);
293 #else
294   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
295 #endif
296
297 }
298
299
300 ////
301 //// Global variables
302 ////
303
304 // The main transposition table
305 TranspositionTable TT = TranspositionTable(TTDefaultSize);
306
307
308 // Number of active threads:
309 int ActiveThreads = 1;
310
311 // Locks.  In principle, there is no need for IOLock to be a global variable,
312 // but it could turn out to be useful for debugging.
313 Lock IOLock;
314
315 History H;  // Should be made local?
316
317 // The empty search stack
318 SearchStack EmptySearchStack;
319
320
321 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
322 // new search from the root.
323 void SearchStack::init(int ply) {
324
325   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
326   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
327   reduction = Depth(0);
328   currentMoveCaptureValue = Value(0);
329 }
330
331 void SearchStack::initKillers() {
332
333   mateKiller = MOVE_NONE;
334   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
335       killers[i] = MOVE_NONE;
336 }
337
338
339 ////
340 //// Functions
341 ////
342
343 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
344 /// the program receives the UCI 'go' command.  It initializes various
345 /// search-related global variables, and calls root_search()
346
347 void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
348            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
349            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
350
351   // Look for a book move
352   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
353   {
354       Move bookMove;
355       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
356       {
357           OpeningBook.close();
358           OpeningBook.open("book.bin");
359       }
360       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
361       if (bookMove != MOVE_NONE)
362       {
363           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
364           return;
365       }
366   }
367
368   // Initialize global search variables
369   Idle = false;
370   SearchStartTime = get_system_time();
371   EasyMove = MOVE_NONE;
372   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
373   {
374       Threads[i].nodes = 0ULL;
375       Threads[i].failHighPly1 = false;
376   }
377   NodesSincePoll = 0;
378   InfiniteSearch = infinite;
379   PonderSearch = ponder;
380   StopOnPonderhit = false;
381   AbortSearch = false;
382   Quit = false;
383   FailHigh = false;
384   Problem = false;
385   ExactMaxTime = maxTime;
386
387   // Read UCI option values
388   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
389   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
390       TT.clear();
391
392   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
393   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
394
395   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
396   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
397
398   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
399   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
400
401   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
402   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
403
404   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
405   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
406
407   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
408   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
409
410   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
411   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
412
413   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
414   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
415   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
416   SelectiveDepth = get_option_value_int("Selective Plies") * OnePly;
417
418   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
419   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
420   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
421   if (UseLogFile)
422       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
423
424   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
425   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
426
427   FutilityMarginQS = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin (Quiescence Search)"));
428   int fmScale = get_option_value_int("Futility Margin Scale Factor (Main Search)");
429   for (int i = 0; i < 6; i++)
430       FutilityMargins[i] = (FutilityMargins[i] * fmScale) / 100;
431
432   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
433   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
434
435   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
436   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
437   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
438
439   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
440   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
441
442   read_weights(pos.side_to_move());
443
444   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
445   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
446   {
447       ActiveThreads = newActiveThreads;
448       init_eval(ActiveThreads);
449   }
450
451   // Wake up sleeping threads:
452   wake_sleeping_threads();
453
454   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
455       assert(thread_is_available(i, 0));
456
457   // Set thinking time:
458   int myTime = time[side_to_move];
459   int myIncrement = increment[side_to_move];
460
461   if (!movesToGo) // Sudden death time control
462   {
463       if (myIncrement)
464       {
465           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
466           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
467       } else { // Blitz game without increment
468           MaxSearchTime = myTime / 30;
469           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
470       }
471   }
472   else // (x moves) / (y minutes)
473   {
474       if (movesToGo == 1)
475       {
476           MaxSearchTime = myTime / 2;
477           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
478       } else {
479           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
480           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
481       }
482   }
483
484   if (PonderingEnabled)
485   {
486       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
487       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
488   }
489
490   // Fixed depth or fixed number of nodes?
491   MaxDepth = maxDepth;
492   if (MaxDepth)
493       InfiniteSearch = true; // HACK
494
495   MaxNodes = maxNodes;
496   if (MaxNodes)
497   {
498       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
499       InfiniteSearch = true; // HACK
500   }
501   else
502       NodesBetweenPolls = 30000;
503
504
505   // Write information to search log file:
506   if (UseLogFile)
507       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
508               << "infinite: " << infinite
509               << " ponder: " << ponder
510               << " time: " << myTime
511               << " increment: " << myIncrement
512               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
513
514
515   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
516   // function:
517   if (!looseOnTime)
518   {
519       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
520       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
521                      && myTime < LSNTime
522                      && myIncrement == 0
523                      && v < -LSNValue);
524   }
525   else
526   {
527       looseOnTime = false; // reset for next match
528       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
529           ; // wait here
530       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
531   }
532
533   if (UseLogFile)
534       LogFile.close();
535
536   if (Quit)
537   {
538       OpeningBook.close();
539       stop_threads();
540       quit_eval();
541       exit(0);
542   }
543   Idle = true;
544 }
545
546
547 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
548 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
549 /// objects.
550
551 void init_threads() {
552
553   volatile int i;
554
555 #if !defined(_MSC_VER)
556   pthread_t pthread[1];
557 #endif
558
559   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
560       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
561
562   // Initialize global locks:
563   lock_init(&MPLock, NULL);
564   lock_init(&IOLock, NULL);
565
566   init_split_point_stack();
567
568 #if !defined(_MSC_VER)
569   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
570   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
571 #else
572   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
573       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
574 #endif
575
576   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
577   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
578   {
579       Threads[i].stop = false;
580       Threads[i].workIsWaiting = false;
581       Threads[i].idle = true;
582       Threads[i].running = false;
583   }
584
585   // Launch the helper threads
586   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
587   {
588 #if !defined(_MSC_VER)
589       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
590 #else
591       DWORD iID[1];
592       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
593 #endif
594
595       // Wait until the thread has finished launching:
596       while (!Threads[i].running);
597   }
598
599   // Init also the empty search stack
600   EmptySearchStack.init(0);
601   EmptySearchStack.initKillers();
602 }
603
604
605 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
606 /// helper threads exit cleanly.
607
608 void stop_threads() {
609
610   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
611   Idle = false;  // HACK
612   wake_sleeping_threads();
613   AllThreadsShouldExit = true;
614   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
615   {
616       Threads[i].stop = true;
617       while(Threads[i].running);
618   }
619   destroy_split_point_stack();
620 }
621
622
623 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
624 /// the current search.
625
626 int64_t nodes_searched() {
627
628   int64_t result = 0ULL;
629   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
630       result += Threads[i].nodes;
631   return result;
632 }
633
634
635 namespace {
636
637   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
638   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
639   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
640   // reached.
641
642   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
643
644     Position p(pos);
645     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
646
647     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
648     RootMoveList rml(p, searchMoves);
649
650     // Initialize
651     TT.new_search();
652     H.clear();
653     for (int i = 0; i < 3; i++)
654     {
655         ss[i].init(i);
656         ss[i].initKillers();
657     }
658     ValueByIteration[0] = Value(0);
659     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
660     Iteration = 1;
661
662     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
663
664     // Iterative deepening loop
665     while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
666     {
667         // Initialize iteration
668         rml.sort();
669         Iteration++;
670         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
671         if (Iteration <= 5)
672             ExtraSearchTime = 0;
673
674         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
675
676         // Search to the current depth
677         ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
678
679         // Erase the easy move if it differs from the new best move
680         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
681             EasyMove = MOVE_NONE;
682
683         Problem = false;
684
685         if (!InfiniteSearch)
686         {
687             // Time to stop?
688             bool stopSearch = false;
689
690             // Stop search early if there is only a single legal move:
691             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
692                 stopSearch = true;
693
694             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
695             if (  Iteration >= 6
696                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
697                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
698                 stopSearch = true;
699
700             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
701             int64_t nodes = nodes_searched();
702             if (   Iteration >= 8
703                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
704                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
705                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
706                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
707                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
708                 stopSearch = true;
709
710             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
711             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
712                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
713                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
714
715             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
716             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
717             // move at the next iteration anyway.
718             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
719                 stopSearch = true;
720
721             if (stopSearch)
722             {
723                 if (!PonderSearch)
724                     break;
725                 else
726                     StopOnPonderhit = true;
727             }
728         }
729         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
730         // been overwritten during the search:
731         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
732
733         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
734             break;
735     }
736
737     rml.sort();
738
739     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
740     // are told to do so
741     if (PonderSearch)
742         wait_for_stop_or_ponderhit();
743     else
744         // Print final search statistics
745         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
746                   << " nps " << nps()
747                   << " time " << current_search_time()
748                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
749
750     // Print the best move and the ponder move to the standard output
751     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
752     {
753         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
754         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
755     }
756     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
757     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
758         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
759
760     std::cout << std::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         StateInfo st;
771         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
772                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
773                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
774
775         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
776         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
777                 << std::endl << std::endl;
778     }
779     return rml.get_move_score(0);
780   }
781
782
783   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
784   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
785   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
786   // and prints some information to the standard output.
787
788   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml) {
789
790     Value alpha = -VALUE_INFINITE;
791     Value beta = VALUE_INFINITE, value;
792     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
793
794     // Loop through all the moves in the root move list
795     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
796     {
797         int64_t nodes;
798         Move move;
799         StateInfo st;
800         Depth ext, newDepth;
801
802         RootMoveNumber = i + 1;
803         FailHigh = false;
804
805         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
806         // are used to sort the root moves at the next iteration.
807         nodes = nodes_searched();
808
809         // Reset beta cut-off counters
810         BetaCounter.clear();
811
812         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
813         // the standard output.
814         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
815         if (current_search_time() >= 1000)
816             std::cout << "info currmove " << move
817                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
818
819         // Decide search depth for this move
820         bool dangerous;
821         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
822         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
823
824         // Make the move, and search it
825         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
826
827         if (i < MultiPV)
828         {
829             value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
830             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
831             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
832             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
833             // current iteration before playing a move.
834             Problem = (Iteration >= 2 && value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
835
836             if (Problem && StopOnPonderhit)
837                 StopOnPonderhit = false;
838         }
839         else
840         {
841             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
842             if (value > alpha)
843             {
844                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
845                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
846                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
847                 // prematurely during a fail high research.
848                 FailHigh = true;
849                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
850             }
851         }
852
853         pos.undo_move(move);
854
855         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
856         // was aborted because the user interrupted the search or because we
857         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
858         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
859         // move and/or PV:
860         if (AbortSearch)
861             break;
862
863         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
864         // sort the root moves at the next iteration.
865         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
866
867         // Remember the beta-cutoff statistics
868         int64_t our, their;
869         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
870         rml.set_beta_counters(i, our, their);
871
872         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
873
874         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
875             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
876         else
877         {
878             // New best move!
879
880             // Update PV
881             rml.set_move_score(i, value);
882             update_pv(ss, 0);
883             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
884
885             if (MultiPV == 1)
886             {
887                 // We record how often the best move has been changed in each
888                 // iteration. This information is used for time managment: When
889                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
890                 if (i > 0)
891                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
892
893                 // Print search information to the standard output:
894                 std::cout << "info depth " << Iteration
895                           << " score " << value_to_string(value)
896                           << " time " << current_search_time()
897                           << " nodes " << nodes_searched()
898                           << " nps " << nps()
899                           << " pv ";
900
901                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
902                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
903
904                 std::cout << std::endl;
905
906                 if (UseLogFile)
907                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
908                             << std::endl;
909
910                 alpha = value;
911
912                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
913                 // far below the final value from the last iteration.
914                 if (value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
915                     Problem = false;
916             }
917             else // MultiPV > 1
918             {
919                 rml.sort_multipv(i);
920                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
921                 {
922                     int k;
923                     std::cout << "info multipv " << j + 1
924                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
925                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
926                               << " time " << current_search_time()
927                               << " nodes " << nodes_searched()
928                               << " nps " << nps()
929                               << " pv ";
930
931                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
932                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
933
934                     std::cout << std::endl;
935                 }
936                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
937             }
938         }
939     }
940     return alpha;
941   }
942
943
944   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
945
946   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
947                   Depth depth, int ply, int threadID) {
948
949     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
950     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
951     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
952     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
953
954     if (depth < OnePly)
955         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
956
957     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
958     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
959     init_node(ss, ply, threadID);
960
961     // After init_node() that calls poll()
962     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
963         return Value(0);
964
965     if (pos.is_draw())
966         return VALUE_DRAW;
967
968     EvalInfo ei;
969
970     if (ply >= PLY_MAX - 1)
971         return evaluate(pos, ei, threadID);
972
973     // Mate distance pruning
974     Value oldAlpha = alpha;
975     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
976     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
977     if (alpha >= beta)
978         return alpha;
979
980     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
981     // pruning, but only for move ordering.
982     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
983     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
984
985     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
986     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
987     {
988         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
989         ttMove = ss[ply].pv[ply];
990     }
991
992     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
993     // to search all moves
994     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
995
996     Move move, movesSearched[256];
997     int moveCount = 0;
998     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
999     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1000     Color us = pos.side_to_move();
1001     bool isCheck = pos.is_check();
1002     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1003
1004     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1005     // occurs.
1006     while (   alpha < beta
1007            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1008            && !thread_should_stop(threadID))
1009     {
1010       assert(move_is_ok(move));
1011
1012       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1013       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1014       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1015
1016       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1017
1018       if (moveIsCapture)
1019           ss[ply].currentMoveCaptureValue =
1020           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1021       else
1022           ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1023
1024       // Decide the new search depth
1025       bool dangerous;
1026       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1027       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1028
1029       // Make and search the move
1030       StateInfo st;
1031       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1032
1033       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1034           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1035       else
1036       {
1037         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1038         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1039         if (    depth >= 2*OnePly
1040             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1041             && !dangerous
1042             && !moveIsCapture
1043             && !move_promotion(move)
1044             && !move_is_castle(move)
1045             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1046         {
1047             ss[ply].reduction = OnePly;
1048             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1049         }
1050         else
1051             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1052
1053         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1054         {
1055             ss[ply].reduction = Depth(0);
1056             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1057             if (value > alpha && value < beta)
1058             {
1059                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1060                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1061                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1062                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1063                 // result in a big drop in score at the root.
1064                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1065                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1066
1067                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1068                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1069                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1070           }
1071         }
1072       }
1073       pos.undo_move(move);
1074
1075       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1076
1077       // New best move?
1078       if (value > bestValue)
1079       {
1080           bestValue = value;
1081           if (value > alpha)
1082           {
1083               alpha = value;
1084               update_pv(ss, ply);
1085               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1086                   ss[ply].mateKiller = move;
1087           }
1088           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1089           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1090           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1091           if (   ply == 1
1092               && Iteration >= 2
1093               && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1094               Problem = true;
1095       }
1096
1097       // Split?
1098       if (   ActiveThreads > 1
1099           && bestValue < beta
1100           && depth >= MinimumSplitDepth
1101           && Iteration <= 99
1102           && idle_thread_exists(threadID)
1103           && !AbortSearch
1104           && !thread_should_stop(threadID)
1105           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1106                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1107           break;
1108     }
1109
1110     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1111     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1112     if (moveCount == 0)
1113         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1114
1115     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1116     // history counters, and killer moves.
1117     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1118         return bestValue;
1119
1120     if (bestValue <= oldAlpha)
1121         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1122
1123     else if (bestValue >= beta)
1124     {
1125         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1126         Move m = ss[ply].pv[ply];
1127         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1128         {
1129             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1130             update_killers(m, ss[ply]);
1131         }
1132         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1133     }
1134     else
1135         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, ss[ply].pv[ply], VALUE_TYPE_EXACT);
1136
1137     return bestValue;
1138   }
1139
1140
1141   // search() is the search function for zero-width nodes.
1142
1143   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1144                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1145
1146     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1147     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1148     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1149
1150     if (depth < OnePly)
1151         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1152
1153     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1154     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1155     init_node(ss, ply, threadID);
1156
1157     // After init_node() that calls poll()
1158     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1159         return Value(0);
1160
1161     if (pos.is_draw())
1162         return VALUE_DRAW;
1163
1164     EvalInfo ei;
1165
1166     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1167         return evaluate(pos, ei, threadID);
1168
1169     // Mate distance pruning
1170     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1171         return beta;
1172
1173     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1174         return beta - 1;
1175
1176     // Transposition table lookup
1177     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1178     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1179
1180     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1181     {
1182         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1183         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1184     }
1185
1186     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1187     bool mateThreat = false;
1188     bool isCheck = pos.is_check();
1189
1190     // Null move search
1191     if (    allowNullmove
1192         &&  depth > OnePly
1193         && !isCheck
1194         && !value_is_mate(beta)
1195         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1196         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1197     {
1198         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1199
1200         StateInfo st;
1201         pos.do_null_move(st);
1202         int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1203
1204         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1205
1206         pos.undo_null_move();
1207
1208         if (value_is_mate(nullValue))
1209         {
1210             /* Do not return unproven mates */
1211         }
1212         else if (nullValue >= beta)
1213         {
1214             if (depth < 6 * OnePly)
1215                 return beta;
1216
1217             // Do zugzwang verification search
1218             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1219             if (v >= beta)
1220                 return beta;
1221         } else {
1222             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1223             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1224             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1225             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1226             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1227             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1228             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1229                 mateThreat = true;
1230
1231             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1232             if (   depth < ThreatDepth
1233                 && ss[ply - 1].reduction
1234                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1235                 return beta - 1;
1236         }
1237     }
1238     // Null move search not allowed, try razoring
1239     else if (   !value_is_mate(beta)
1240              && approximateEval < beta - RazorMargin
1241              && depth < RazorDepth
1242              && (RazorAtDepthOne || depth > OnePly)
1243              && ttMove == MOVE_NONE
1244              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1245     {
1246         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1247         if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
1248             || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
1249             || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
1250             return v;
1251     }
1252
1253     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1254     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1255         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1256     {
1257         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1258         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1259     }
1260
1261     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1262     // to search all moves:
1263     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1264
1265     Move move, movesSearched[256];
1266     int moveCount = 0;
1267     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1268     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1269     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1270     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1271                              && depth < SelectiveDepth
1272                              && !isCheck;
1273
1274     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1275     // occurs.
1276     while (   bestValue < beta
1277            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1278            && !thread_should_stop(threadID))
1279     {
1280       assert(move_is_ok(move));
1281
1282       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1283       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1284       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1285
1286       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1287
1288       // Decide the new search depth
1289       bool dangerous;
1290       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1291       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1292
1293       // Futility pruning
1294       if (    useFutilityPruning
1295           && !dangerous
1296           && !moveIsCapture
1297           && !move_promotion(move))
1298       {
1299           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1300           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1301               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1302               continue;
1303
1304           // Value based pruning
1305           if (depth < 7 * OnePly && approximateEval < beta)
1306           {
1307               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1308                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1309                                  + FutilityMargins[int(depth)/2 - 1]
1310                                  + 32 * (depth & 1);
1311
1312               if (futilityValue < beta)
1313               {
1314                   if (futilityValue > bestValue)
1315                       bestValue = futilityValue;
1316                   continue;
1317               }
1318           }
1319       }
1320
1321       // Make and search the move
1322       StateInfo st;
1323       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1324
1325       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1326       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1327       if (    depth >= 2*OnePly
1328           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1329           && !dangerous
1330           && !moveIsCapture
1331           && !move_promotion(move)
1332           && !move_is_castle(move)
1333           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1334       {
1335           ss[ply].reduction = OnePly;
1336           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1337       }
1338       else
1339         value = beta; // Just to trigger next condition
1340
1341       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1342       {
1343           ss[ply].reduction = Depth(0);
1344           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1345       }
1346       pos.undo_move(move);
1347
1348       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1349
1350       // New best move?
1351       if (value > bestValue)
1352       {
1353         bestValue = value;
1354         if (value >= beta)
1355             update_pv(ss, ply);
1356
1357         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1358             ss[ply].mateKiller = move;
1359       }
1360
1361       // Split?
1362       if (   ActiveThreads > 1
1363           && bestValue < beta
1364           && depth >= MinimumSplitDepth
1365           && Iteration <= 99
1366           && idle_thread_exists(threadID)
1367           && !AbortSearch
1368           && !thread_should_stop(threadID)
1369           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1370                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1371         break;
1372     }
1373
1374     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1375     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1376     if (moveCount == 0)
1377         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1378
1379     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1380     // history counters, and killer moves.
1381     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1382         return bestValue;
1383
1384     if (bestValue < beta)
1385         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1386     else
1387     {
1388         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1389         Move m = ss[ply].pv[ply];
1390         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1391         {
1392             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1393             update_killers(m, ss[ply]);
1394         }
1395         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1396     }
1397
1398     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1399
1400     return bestValue;
1401   }
1402
1403
1404   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1405   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1406   // less than OnePly).
1407
1408   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1409                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1410
1411     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1412     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1413     assert(depth <= 0);
1414     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1415     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1416
1417     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1418     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1419     init_node(ss, ply, threadID);
1420
1421     // After init_node() that calls poll()
1422     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1423         return Value(0);
1424
1425     if (pos.is_draw())
1426         return VALUE_DRAW;
1427
1428     // Transposition table lookup, only when not in PV
1429     TTEntry* tte = NULL;
1430     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1431     if (!pvNode)
1432     {
1433         tte = TT.retrieve(pos);
1434         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1435         {
1436             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1437
1438             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1439         }
1440     }
1441
1442     // Evaluate the position statically
1443     EvalInfo ei;
1444     Value staticValue;
1445     bool isCheck = pos.is_check();
1446     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1447
1448     if (isCheck)
1449         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1450
1451     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1452     {
1453         // Use the cached evaluation score if possible
1454         assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
1455         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1456
1457         staticValue = tte->value();
1458     }
1459     else
1460         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1461
1462     if (ply == PLY_MAX - 1)
1463         return evaluate(pos, ei, threadID);
1464
1465     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1466     // at least beta.
1467     Value bestValue = staticValue;
1468
1469     if (bestValue >= beta)
1470     {
1471         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1472         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1473             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EVAL);
1474
1475         return bestValue;
1476     }
1477
1478     if (bestValue > alpha)
1479         alpha = bestValue;
1480
1481     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1482     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1483     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1484     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
1485     Move move;
1486     int moveCount = 0;
1487     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1488     Color us = pos.side_to_move();
1489     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1490
1491     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1492     // occurs.
1493     while (   alpha < beta
1494            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1495     {
1496       assert(move_is_ok(move));
1497
1498       moveCount++;
1499       ss[ply].currentMove = move;
1500
1501       // Futility pruning
1502       if (    UseQSearchFutilityPruning
1503           &&  enoughMaterial
1504           && !isCheck
1505           && !pvNode
1506           && !move_promotion(move)
1507           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1508           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1509       {
1510           Value futilityValue = staticValue
1511                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1512                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1513                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1514                               + FutilityMarginQS
1515                               + ei.futilityMargin;
1516
1517           if (futilityValue < alpha)
1518           {
1519               if (futilityValue > bestValue)
1520                   bestValue = futilityValue;
1521               continue;
1522           }
1523       }
1524
1525       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1526       if (   !isCheck
1527           && !move_promotion(move)
1528           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1529               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1530           &&  pos.see(move) < 0)
1531           continue;
1532
1533       // Make and search the move.
1534       StateInfo st;
1535       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1536       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1537       pos.undo_move(move);
1538
1539       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1540
1541       // New best move?
1542       if (value > bestValue)
1543       {
1544           bestValue = value;
1545           if (value > alpha)
1546           {
1547               alpha = value;
1548               update_pv(ss, ply);
1549           }
1550        }
1551     }
1552
1553     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1554     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1555     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1556         return value_mated_in(ply);
1557
1558     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1559
1560     // Update transposition table
1561     if (!pvNode)
1562     {
1563         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1564         if (bestValue < beta)
1565             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1566         else
1567             TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_LOWER);
1568     }
1569
1570     // Update killers only for good check moves
1571     Move m = ss[ply].currentMove;
1572     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1573     {
1574         // Wrong to update history when depth is <= 0
1575         update_killers(m, ss[ply]);
1576     }
1577     return bestValue;
1578   }
1579
1580
1581   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1582   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1583   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1584   // table, done a null move search, and searched the first move before
1585   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1586   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1587   // care of after we return from the split point.
1588
1589   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1590
1591     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1592     assert(ActiveThreads > 1);
1593
1594     Position pos = Position(sp->pos);
1595     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1596     Value value;
1597     Move move;
1598     bool isCheck = pos.is_check();
1599     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1600                               && sp->depth < SelectiveDepth
1601                               && !isCheck;
1602
1603     while (    sp->bestValue < sp->beta
1604            && !thread_should_stop(threadID)
1605            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1606     {
1607       assert(move_is_ok(move));
1608
1609       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1610       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1611
1612       lock_grab(&(sp->lock));
1613       int moveCount = ++sp->moves;
1614       lock_release(&(sp->lock));
1615
1616       ss[sp->ply].currentMove = move;
1617
1618       // Decide the new search depth.
1619       bool dangerous;
1620       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1621       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1622
1623       // Prune?
1624       if (    useFutilityPruning
1625           && !dangerous
1626           && !moveIsCapture
1627           && !move_promotion(move)
1628           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1629           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1630         continue;
1631
1632       // Make and search the move.
1633       StateInfo st;
1634       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1635
1636       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1637       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1638       if (   !dangerous
1639           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1640           && !moveIsCapture
1641           && !move_promotion(move)
1642           && !move_is_castle(move)
1643           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1644       {
1645           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1646           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1647       }
1648       else
1649           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1650
1651       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1652       {
1653           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1654           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1655       }
1656       pos.undo_move(move);
1657
1658       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1659
1660       if (thread_should_stop(threadID))
1661           break;
1662
1663       // New best move?
1664       lock_grab(&(sp->lock));
1665       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1666       {
1667           sp->bestValue = value;
1668           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1669           {
1670               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1671               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1672                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1673                       Threads[i].stop = true;
1674
1675               sp->finished = true;
1676         }
1677       }
1678       lock_release(&(sp->lock));
1679     }
1680
1681     lock_grab(&(sp->lock));
1682
1683     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1684     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1685     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1686         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1687             if (sp->slaves[i])
1688                 Threads[i].stop = true;
1689
1690     sp->cpus--;
1691     sp->slaves[threadID] = 0;
1692
1693     lock_release(&(sp->lock));
1694   }
1695
1696
1697   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1698   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1699   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1700   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1701   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1702   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1703   // after we return from the split point.
1704
1705   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1706
1707     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1708     assert(ActiveThreads > 1);
1709
1710     Position pos = Position(sp->pos);
1711     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1712     Value value;
1713     Move move;
1714
1715     while (    sp->alpha < sp->beta
1716            && !thread_should_stop(threadID)
1717            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1718     {
1719       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1720       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1721
1722       assert(move_is_ok(move));
1723
1724       if (moveIsCapture)
1725           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
1726           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1727       else
1728           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1729
1730       lock_grab(&(sp->lock));
1731       int moveCount = ++sp->moves;
1732       lock_release(&(sp->lock));
1733
1734       ss[sp->ply].currentMove = move;
1735
1736       // Decide the new search depth.
1737       bool dangerous;
1738       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1739       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1740
1741       // Make and search the move.
1742       StateInfo st;
1743       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1744
1745       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1746       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1747       if (   !dangerous
1748           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1749           && !moveIsCapture
1750           && !move_promotion(move)
1751           && !move_is_castle(move)
1752           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1753       {
1754           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1755           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1756       }
1757       else
1758           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1759
1760       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1761       {
1762           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1763           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1764
1765           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1766           {
1767               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1768               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1769               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1770               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1771               // result in a big drop in score at the root.
1772               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1773                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1774
1775               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1776               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1777         }
1778       }
1779       pos.undo_move(move);
1780
1781       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1782
1783       if (thread_should_stop(threadID))
1784           break;
1785
1786       // New best move?
1787       lock_grab(&(sp->lock));
1788       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1789       {
1790           sp->bestValue = value;
1791           if (value > sp->alpha)
1792           {
1793               sp->alpha = value;
1794               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1795               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1796                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1797
1798               if(value >= sp->beta)
1799               {
1800                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1801                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1802                           Threads[i].stop = true;
1803
1804                   sp->finished = true;
1805               }
1806         }
1807         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1808         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1809         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1810         if (   sp->ply == 1
1811             && Iteration >= 2
1812             && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1813             Problem = true;
1814       }
1815       lock_release(&(sp->lock));
1816     }
1817
1818     lock_grab(&(sp->lock));
1819
1820     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1821     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1822     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1823         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1824             if (sp->slaves[i])
1825                 Threads[i].stop = true;
1826
1827     sp->cpus--;
1828     sp->slaves[threadID] = 0;
1829
1830     lock_release(&(sp->lock));
1831   }
1832
1833   /// The BetaCounterType class
1834
1835   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1836
1837   void BetaCounterType::clear() {
1838
1839     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1840         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1841   }
1842
1843   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1844
1845     // Weighted count based on depth
1846     hits[threadID][us] += int(d);
1847   }
1848
1849   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1850
1851     our = their = 0UL;
1852     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1853     {
1854         our += hits[i][us];
1855         their += hits[i][opposite_color(us)];
1856     }
1857   }
1858
1859
1860   /// The RootMove class
1861
1862   // Constructor
1863
1864   RootMove::RootMove() {
1865     nodes = cumulativeNodes = 0ULL;
1866   }
1867
1868   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1869   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1870   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1871   // have equal score but m1 has the higher node count.
1872
1873   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1874
1875     if (score != m.score)
1876         return (score < m.score);
1877
1878     return theirBeta <= m.theirBeta;
1879   }
1880
1881   /// The RootMoveList class
1882
1883   // Constructor
1884
1885   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1886
1887     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1888     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1889
1890     // Generate all legal moves
1891     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1892
1893     // Add each move to the moves[] array
1894     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1895     {
1896         bool includeMove = includeAllMoves;
1897
1898         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1899             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1900
1901         if (includeMove)
1902         {
1903             // Find a quick score for the move
1904             StateInfo st;
1905             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1906
1907             moves[count].move = mlist[i].move;
1908             moves[count].nodes = 0ULL;
1909             pos.do_move(moves[count].move, st);
1910             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
1911                                           Depth(0), 1, 0);
1912             pos.undo_move(moves[count].move);
1913             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
1914             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1915             count++;
1916         }
1917     }
1918     sort();
1919   }
1920
1921
1922   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1923
1924   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1925     return moves[moveNum].move;
1926   }
1927
1928   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1929     return moves[moveNum].score;
1930   }
1931
1932   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1933     moves[moveNum].score = score;
1934   }
1935
1936   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1937     moves[moveNum].nodes = nodes;
1938     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1939   }
1940
1941   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1942     moves[moveNum].ourBeta = our;
1943     moves[moveNum].theirBeta = their;
1944   }
1945
1946   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
1947     int j;
1948     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
1949       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
1950     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
1951   }
1952
1953   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
1954     return moves[moveNum].pv[i];
1955   }
1956
1957   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
1958     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
1959   }
1960
1961   inline int RootMoveList::move_count() const {
1962     return count;
1963   }
1964
1965
1966   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
1967   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
1968   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
1969   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
1970   // important that this function is called at the right moment:  The code
1971   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
1972   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
1973
1974   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
1975
1976     assert(count);
1977
1978     if (count == 1)
1979         return get_move(0);
1980
1981     // moves are sorted so just consider the best and the second one
1982     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
1983         return get_move(0);
1984
1985     return MOVE_NONE;
1986   }
1987
1988   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
1989   // iteration.
1990
1991   inline void RootMoveList::sort() {
1992
1993     sort_multipv(count - 1); // all items
1994   }
1995
1996
1997   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
1998   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
1999   // correctly in MultiPV mode.
2000
2001   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2002
2003     for (int i = 1; i <= n; i++)
2004     {
2005       RootMove rm = moves[i];
2006       int j;
2007       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2008           moves[j] = moves[j-1];
2009       moves[j] = rm;
2010     }
2011   }
2012
2013
2014   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2015   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2016   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2017   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2018   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2019
2020   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2021     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2022     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2023
2024     Threads[threadID].nodes++;
2025
2026     if(threadID == 0) {
2027       NodesSincePoll++;
2028       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2029         poll();
2030         NodesSincePoll = 0;
2031       }
2032     }
2033
2034     ss[ply].init(ply);
2035     ss[ply+2].initKillers();
2036
2037     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2038       print_current_line(ss, ply, threadID);
2039   }
2040
2041
2042   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2043   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2044   // node.
2045
2046   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2047     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2048
2049     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2050     int p;
2051     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2052       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2053     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2054   }
2055
2056
2057   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2058   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2059   // the PV at the parent node.
2060
2061   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2062     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2063
2064     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2065     int p;
2066     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2067       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2068     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2069   }
2070
2071
2072   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2073   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2074   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2075   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2076   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2077
2078   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2079     Square f1, t1, f2, t2;
2080
2081     assert(move_is_ok(m1));
2082     assert(move_is_ok(m2));
2083
2084     if(m2 == MOVE_NONE)
2085       return false;
2086
2087     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2088     f2 = move_from(m2);
2089     t1 = move_to(m1);
2090     if(f2 == t1)
2091       return true;
2092
2093     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2094     t2 = move_to(m2);
2095     f1 = move_from(m1);
2096     if(t2 == f1)
2097       return true;
2098
2099     // Case 3: Moving through the vacated square:
2100     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2101        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2102       return true;
2103
2104     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2105     // in m1:
2106     if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
2107       return true;
2108
2109     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2110     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2111        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2112                   f2) &&
2113        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2114                    t2)) {
2115       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2116       Color us = pos.side_to_move();
2117       Square ksq = pos.king_square(us);
2118       clear_bit(&occ, f2);
2119       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2120         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2121           return true;
2122       }
2123       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2124         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2125           return true;
2126       }
2127       else {
2128         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2129         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2130           return true;
2131       }
2132     }
2133
2134     return false;
2135   }
2136
2137
2138   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2139   // eventually compensated for the ply.
2140
2141   bool value_is_mate(Value value) {
2142
2143     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2144
2145     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2146           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2147   }
2148
2149
2150   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2151   // killer moves of that ply.
2152
2153   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2154
2155       const Move* k = ss.killers;
2156       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2157           if (*k == m)
2158               return true;
2159
2160       return false;
2161   }
2162
2163
2164   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2165   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2166   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2167   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2168   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2169   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2170
2171   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2172                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2173
2174     assert(m != MOVE_NONE);
2175
2176     Depth result = Depth(0);
2177     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2178
2179     if (check)
2180         result += CheckExtension[pvNode];
2181
2182     if (singleReply)
2183         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2184
2185     if (mateThreat)
2186         result += MateThreatExtension[pvNode];
2187
2188     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2189     {
2190         if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2191         {
2192             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2193             *dangerous = true;
2194         }
2195         if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2196         {
2197             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2198             *dangerous = true;
2199         }
2200     }
2201
2202     if (   capture
2203         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2204         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2205             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2206         && !move_promotion(m)
2207         && !move_is_ep(m))
2208     {
2209         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2210         *dangerous = true;
2211     }
2212
2213     if (   pvNode
2214         && capture
2215         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2216         && pos.see(m) >= 0)
2217     {
2218         result += OnePly/2;
2219         *dangerous = true;
2220     }
2221
2222     return Min(result, OnePly);
2223   }
2224
2225
2226   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2227   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2228   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2229   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2230   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2231   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2232   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2233
2234   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2235     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2236       return false;
2237     return true;
2238   }
2239
2240
2241   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2242   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2243   // candidates for pruning.
2244
2245   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2246     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2247
2248     assert(move_is_ok(m));
2249     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2250     assert(!move_promotion(m));
2251     assert(!pos.move_is_check(m));
2252     assert(!pos.move_is_capture(m));
2253     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2254     assert(d >= OnePly);
2255
2256     mfrom = move_from(m);
2257     mto = move_to(m);
2258     tfrom = move_from(threat);
2259     tto = move_to(threat);
2260
2261     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2262     if (move_is_castle(m))
2263         return false;
2264
2265     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2266     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2267         return false;
2268
2269     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2270     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2271     if (   !PruneDefendingMoves
2272         && threat != MOVE_NONE
2273         && pos.move_is_capture(threat)
2274         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2275             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2276         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2277       return false;
2278
2279     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2280     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2281         return false;
2282
2283     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2284     // prune safe moves which block its ray.
2285     if (  !PruneBlockingMoves
2286         && threat != MOVE_NONE
2287         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2288         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2289         && pos.see(m) >= 0)
2290             return false;
2291
2292     return true;
2293   }
2294
2295
2296   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2297   // can be used at a given point in search.
2298
2299   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2300
2301     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2302
2303     return   (   tte->depth() >= depth
2304               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2305               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2306
2307           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2308               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2309   }
2310
2311
2312   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2313   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2314
2315   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2316
2317     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2318   }
2319
2320
2321   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2322   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2323
2324   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2325                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2326
2327     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2328
2329     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2330     {
2331         assert(m != movesSearched[i]);
2332         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2333             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2334     }
2335   }
2336
2337
2338   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2339   // among the killer moves of that ply.
2340
2341   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2342
2343     if (m == ss.killers[0])
2344         return;
2345
2346     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2347         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2348
2349     ss.killers[0] = m;
2350   }
2351
2352   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2353   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2354   // is used for time managment.
2355
2356   bool fail_high_ply_1() {
2357     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2358       if(Threads[i].failHighPly1)
2359         return true;
2360     return false;
2361   }
2362
2363
2364   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2365   // since the beginning of the current search.
2366
2367   int current_search_time() {
2368     return get_system_time() - SearchStartTime;
2369   }
2370
2371
2372   // nps() computes the current nodes/second count.
2373
2374   int nps() {
2375     int t = current_search_time();
2376     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2377   }
2378
2379
2380   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2381   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2382   // search.
2383
2384   void poll() {
2385
2386     static int lastInfoTime;
2387     int t = current_search_time();
2388
2389     //  Poll for input
2390     if (Bioskey())
2391     {
2392         // We are line oriented, don't read single chars
2393         std::string command;
2394         if (!std::getline(std::cin, command))
2395             command = "quit";
2396
2397         if (command == "quit")
2398         {
2399             AbortSearch = true;
2400             PonderSearch = false;
2401             Quit = true;
2402         }
2403         else if(command == "stop")
2404         {
2405             AbortSearch = true;
2406             PonderSearch = false;
2407         }
2408         else if(command == "ponderhit")
2409             ponderhit();
2410     }
2411     // Print search information
2412     if (t < 1000)
2413         lastInfoTime = 0;
2414
2415     else if (lastInfoTime > t)
2416         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2417         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2418         lastInfoTime = 0;
2419
2420     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2421     {
2422         lastInfoTime = t;
2423         lock_grab(&IOLock);
2424         if (dbg_show_mean)
2425             dbg_print_mean();
2426
2427         if (dbg_show_hit_rate)
2428             dbg_print_hit_rate();
2429
2430         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2431                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2432         lock_release(&IOLock);
2433         if (ShowCurrentLine)
2434             Threads[0].printCurrentLine = true;
2435     }
2436     // Should we stop the search?
2437     if (PonderSearch)
2438         return;
2439
2440     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2441                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
2442                      || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
2443                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2444
2445     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2446         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2447         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2448         AbortSearch = true;
2449   }
2450
2451
2452   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2453   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2454   // it correctly predicted the opponent's move.
2455
2456   void ponderhit() {
2457     int t = current_search_time();
2458     PonderSearch = false;
2459     if(Iteration >= 3 &&
2460        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2461                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2462                             (RootMoveNumber == 1 &&
2463                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime) ||
2464                             (!FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2465                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2466       AbortSearch = true;
2467   }
2468
2469
2470   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2471   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2472
2473   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2474     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2475     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2476
2477     if(!Threads[threadID].idle) {
2478       lock_grab(&IOLock);
2479       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2480       for(int p = 0; p < ply; p++)
2481         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2482       std::cout << std::endl;
2483       lock_release(&IOLock);
2484     }
2485     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2486     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2487       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2488   }
2489
2490
2491   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2492   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2493   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2494   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2495   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2496   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2497
2498   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2499     std::string command;
2500
2501     while(true) {
2502       if(!std::getline(std::cin, command))
2503         command = "quit";
2504
2505       if(command == "quit") {
2506         OpeningBook.close();
2507         stop_threads();
2508         quit_eval();
2509         exit(0);
2510       }
2511       else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2512         break;
2513     }
2514   }
2515
2516
2517   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2518   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2519   // object for which the current thread is the master.
2520
2521   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2522     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2523
2524     Threads[threadID].running = true;
2525
2526     while(true) {
2527       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2528         break;
2529
2530       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2531       // of wasting CPU time polling for work:
2532       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2533 #if !defined(_MSC_VER)
2534         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2535         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2536           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2537         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2538 #else
2539         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2540 #endif
2541       }
2542
2543       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2544       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2545         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2546         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2547           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2548         else
2549           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2550         Threads[threadID].idle = true;
2551       }
2552
2553       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2554       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2555       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2556         return;
2557     }
2558
2559     Threads[threadID].running = false;
2560   }
2561
2562
2563   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2564   // initializes all split point objects.
2565
2566   void init_split_point_stack() {
2567     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2568       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2569         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2570         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2571       }
2572   }
2573
2574
2575   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2576   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2577
2578   void destroy_split_point_stack() {
2579     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2580       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2581         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2582   }
2583
2584
2585   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2586   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2587   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2588   // some ancestor of the current split point.
2589
2590   bool thread_should_stop(int threadID) {
2591     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2592
2593     SplitPoint *sp;
2594
2595     if(Threads[threadID].stop)
2596       return true;
2597     if(ActiveThreads <= 2)
2598       return false;
2599     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2600       if(sp->finished) {
2601         Threads[threadID].stop = true;
2602         return true;
2603       }
2604     return false;
2605   }
2606
2607
2608   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2609   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2610   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2611   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2612   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2613   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2614   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2615
2616   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2617     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2618     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2619     assert(ActiveThreads > 1);
2620
2621     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2622       return false;
2623
2624     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2625       // No active split points means that the thread is available as a slave
2626       // for any other thread.
2627       return true;
2628
2629     if(ActiveThreads == 2)
2630       return true;
2631
2632     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2633     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2634       return true;
2635
2636     return false;
2637   }
2638
2639
2640   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2641   // a slave for the thread with threadID "master".
2642
2643   bool idle_thread_exists(int master) {
2644     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2645     assert(ActiveThreads > 1);
2646
2647     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2648       if(thread_is_available(i, master))
2649         return true;
2650     return false;
2651   }
2652
2653
2654   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2655   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2656   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2657   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2658   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2659   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2660   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2661   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2662   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2663   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2664   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2665
2666   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2667              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
2668              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2669
2670     assert(p.is_ok());
2671     assert(sstck != NULL);
2672     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2673     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2674     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2675     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2676     assert(depth > Depth(0));
2677     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2678     assert(ActiveThreads > 1);
2679
2680     SplitPoint *splitPoint;
2681     int i;
2682
2683     lock_grab(&MPLock);
2684
2685     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2686     // active split points, don't split:
2687     if(!idle_thread_exists(master) ||
2688        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2689       lock_release(&MPLock);
2690       return false;
2691     }
2692
2693     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2694     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2695     Threads[master].activeSplitPoints++;
2696
2697     // Initialize the split point object:
2698     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2699     splitPoint->finished = false;
2700     splitPoint->ply = ply;
2701     splitPoint->depth = depth;
2702     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2703     splitPoint->beta = *beta;
2704     splitPoint->pvNode = pvNode;
2705     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2706     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2707     splitPoint->master = master;
2708     splitPoint->mp = mp;
2709     splitPoint->moves = *moves;
2710     splitPoint->cpus = 1;
2711     splitPoint->pos.copy(p);
2712     splitPoint->parentSstack = sstck;
2713     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2714       splitPoint->slaves[i] = 0;
2715
2716     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2717     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2718     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2719
2720     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2721     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2722         i++)
2723       if(thread_is_available(i, master)) {
2724         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2725         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2726         splitPoint->slaves[i] = 1;
2727         splitPoint->cpus++;
2728       }
2729
2730     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2731     // their idle loop.
2732     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2733       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2734         Threads[i].workIsWaiting = true;
2735         Threads[i].idle = false;
2736         Threads[i].stop = false;
2737       }
2738
2739     lock_release(&MPLock);
2740
2741     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2742     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2743     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2744     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2745     // loop when all threads have finished their work at this split point
2746     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2747     idle_loop(master, splitPoint);
2748
2749     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2750     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2751     lock_grab(&MPLock);
2752     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2753     *beta = splitPoint->beta;
2754     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2755     Threads[master].stop = false;
2756     Threads[master].idle = false;
2757     Threads[master].activeSplitPoints--;
2758     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2759     lock_release(&MPLock);
2760
2761     return true;
2762   }
2763
2764
2765   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2766   // to start a new search from the root.
2767
2768   void wake_sleeping_threads() {
2769     if(ActiveThreads > 1) {
2770       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2771         Threads[i].idle = true;
2772         Threads[i].workIsWaiting = false;
2773       }
2774 #if !defined(_MSC_VER)
2775       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2776       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2777       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2778 #else
2779       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2780         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2781 #endif
2782     }
2783   }
2784
2785
2786   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2787   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2788   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2789   // and one for Windows threads.
2790
2791 #if !defined(_MSC_VER)
2792
2793   void *init_thread(void *threadID) {
2794     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2795     return NULL;
2796   }
2797
2798 #else
2799
2800   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2801     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2802     return NULL;
2803   }
2804
2805 #endif
2806
2807 }