]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Use rml[0].pv[] instead of dedicated pv[] array
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     int64_t nodes;
131     Value pv_score;
132     Value non_pv_score;
133     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
134   };
135
136   RootMove::RootMove() {
137
138     nodes = 0;
139     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
140     pv[0] = MOVE_NONE;
141   }
142
143   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
144
145     const Move* src = rm.pv;
146     Move* dst = pv;
147
148     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
149     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
150
151     nodes = rm.nodes;
152     pv_score = rm.pv_score;
153     non_pv_score = rm.non_pv_score;
154     return *this;
155   }
156
157
158   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
159   // with an handful of methods above the standard ones.
160
161   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
162
163     typedef std::vector<RootMove> Base;
164
165     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
166     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
167
168     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
169     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
170   };
171
172
173   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
174   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
175   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
176   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
177   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
178   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
179   enum set960 {};
180
181   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
182
183     os.iword(0) = int(m);
184     return os;
185   }
186
187
188   /// Adjustments
189
190   // Step 6. Razoring
191
192   // Maximum depth for razoring
193   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
194
195   // Dynamic razoring margin based on depth
196   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
197
198   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
199   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
200
201   // Step 9. Internal iterative deepening
202
203   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
204   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
205
206   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
207   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
208   const Value IIDMargin = Value(0x100);
209
210   // Step 11. Decide the new search depth
211
212   // Extensions. Configurable UCI options
213   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
214   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
215   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
216
217   // Minimum depth for use of singular extension
218   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
219
220   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
221   // remaining ones we will extend it.
222   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
223
224   // Step 12. Futility pruning
225
226   // Futility margin for quiescence search
227   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
228
229   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
230   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
231   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
232
233   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
234   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
235
236   // Step 14. Reduced search
237
238   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
239   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
240
241   template <NodeType PV>
242   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
243
244   // Common adjustments
245
246   // Search depth at iteration 1
247   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
248
249   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
250   // better than the second best move.
251   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
252
253
254   /// Namespace variables
255
256   // Book object
257   Book OpeningBook;
258
259   // Iteration counter
260   int Iteration;
261
262   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
263   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
264   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
265
266   // Search window management
267   int AspirationDelta;
268
269   // MultiPV mode
270   int MultiPV;
271
272   // Time managment variables
273   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
274   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
275   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
276   TimeManager TimeMgr;
277
278   // Log file
279   bool UseLogFile;
280   std::ofstream LogFile;
281
282   // Multi-threads manager object
283   ThreadsManager ThreadsMgr;
284
285   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
286   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
287   int NodesSincePoll;
288   int NodesBetweenPolls = 30000;
289
290   // History table
291   History H;
292
293   /// Local functions
294
295   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
296   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
297
298   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
299   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
300
301   template <NodeType PvNode>
302   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
303
304   template <NodeType PvNode>
305   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
306
307       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
308                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
309   }
310
311   template <NodeType PvNode>
312   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
313
314   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
315   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
316   bool value_is_mate(Value value);
317   Value value_to_tt(Value v, int ply);
318   Value value_from_tt(Value v, int ply);
319   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
320   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
321   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
322   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
323   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
324   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
325
326   int current_search_time();
327   std::string value_to_uci(Value v);
328   int nps(const Position& pos);
329   void poll(const Position& pos);
330   void ponderhit();
331   void wait_for_stop_or_ponderhit();
332   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
333   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
334   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
335   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
336
337 #if !defined(_MSC_VER)
338   void* init_thread(void* threadID);
339 #else
340   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
341 #endif
342
343 }
344
345
346 ////
347 //// Functions
348 ////
349
350 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
351 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
352
353 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
354 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
355
356
357 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
358
359 void init_search() {
360
361   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
362   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
363   int mc; // moveCount
364
365   // Init reductions array
366   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
367   {
368       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
369       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
370       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
371       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
372   }
373
374   // Init futility margins array
375   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
376       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
377
378   // Init futility move count array
379   for (d = 0; d < 32; d++)
380       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
381 }
382
383
384 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
385 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
386
387 int perft(Position& pos, Depth depth)
388 {
389     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
390     StateInfo st;
391     Move m;
392     int sum = 0;
393
394     // Generate all legal moves
395     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
396
397     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
398     // the moves, just to count them.
399     if (depth <= ONE_PLY)
400         return int(last - mlist);
401
402     // Loop through all legal moves
403     CheckInfo ci(pos);
404     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
405     {
406         m = cur->move;
407         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
408         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
409         pos.undo_move(m);
410     }
411     return sum;
412 }
413
414
415 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
416 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
417 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
418 /// when a quit command is received during the search.
419
420 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
421            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
422
423   // Initialize global search variables
424   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
425   NodesSincePoll = 0;
426   SearchStartTime = get_system_time();
427   ExactMaxTime = maxTime;
428   MaxDepth = maxDepth;
429   MaxNodes = maxNodes;
430   InfiniteSearch = infinite;
431   PonderSearch = ponder;
432   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
433
434   // Look for a book move, only during games, not tests
435   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
436   {
437       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
438           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
439
440       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
441       if (bookMove != MOVE_NONE)
442       {
443           if (PonderSearch)
444               wait_for_stop_or_ponderhit();
445
446           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
447           return true;
448       }
449   }
450
451   // Read UCI option values
452   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
453   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
454   {
455       Options["Clear Hash"].set_value("false");
456       TT.clear();
457   }
458
459   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
460   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
461   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
462   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
463   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
464   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
465   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
466   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
467   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
468   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
469   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
470   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
471   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
472   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
473
474   if (UseLogFile)
475       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
476
477   read_weights(pos.side_to_move());
478
479   // Set the number of active threads
480   ThreadsMgr.read_uci_options();
481   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
482
483   // Wake up needed threads
484   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
485       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
486
487   // Set thinking time
488   int myTime = time[pos.side_to_move()];
489   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
490   if (UseTimeManagement)
491       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
492
493   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
494   // heavy time pressure.
495   if (MaxNodes)
496       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
497   else if (myTime && myTime < 1000)
498       NodesBetweenPolls = 1000;
499   else if (myTime && myTime < 5000)
500       NodesBetweenPolls = 5000;
501   else
502       NodesBetweenPolls = 30000;
503
504   // Write search information to log file
505   if (UseLogFile)
506       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
507               << "infinite: "  << infinite
508               << " ponder: "   << ponder
509               << " time: "     << myTime
510               << " increment: " << myIncrement
511               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
512
513   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
514   id_loop(pos, searchMoves);
515
516   if (UseLogFile)
517       LogFile.close();
518
519   // This makes all the threads to go to sleep
520   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
521
522   return !Quit;
523 }
524
525
526 namespace {
527
528   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
529   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
530   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
531   // reached.
532
533   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
534
535     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
536     Move EasyMove = MOVE_NONE;
537     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
538
539     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
540     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
541
542     // Handle special case of searching on a mate/stale position
543     if (rml.size() == 0)
544     {
545         if (PonderSearch)
546             wait_for_stop_or_ponderhit();
547
548         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
549     }
550
551     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
552     // so to output information also for iteration 1.
553     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
554          << "info depth " << 1
555          << "\ninfo depth " << 1
556          << " score " << value_to_uci(rml[0].pv_score)
557          << " time " << current_search_time()
558          << " nodes " << pos.nodes_searched()
559          << " nps " << nps(pos)
560          << " pv " << rml[0].pv[0] << "\n";
561
562     // Initialize
563     TT.new_search();
564     H.clear();
565     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
566     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
567     Iteration = 1;
568
569     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
570     if (   rml.size() == 1
571         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
572         EasyMove = rml[0].pv[0];
573
574     // Iterative deepening loop
575     while (Iteration < PLY_MAX)
576     {
577         // Initialize iteration
578         Iteration++;
579         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
580
581         cout << "info depth " << Iteration << endl;
582
583         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
584         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
585         {
586             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
587             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
588
589             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
590             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
591
592             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
593             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
594         }
595
596         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
597         value = root_search(pos, ss, rml, &alpha, &beta);
598
599         if (AbortSearch)
600             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
601
602         //Save info about search result
603         ValueByIteration[Iteration] = value;
604
605         // Drop the easy move if differs from the new best move
606         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
607             EasyMove = MOVE_NONE;
608
609         if (UseTimeManagement)
610         {
611             // Time to stop?
612             bool stopSearch = false;
613
614             // Stop search early if there is only a single legal move,
615             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
616             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
617                 stopSearch = true;
618
619             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
620             if (  Iteration >= 6
621                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
622                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
623                 stopSearch = true;
624
625             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
626             if (   Iteration >= 8
627                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
628                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
629                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
630                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
631                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
632                 stopSearch = true;
633
634             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
635             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
636                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
637                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
638
639             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
640             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
641             // move at the next iteration anyway.
642             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
643                 stopSearch = true;
644
645             if (stopSearch)
646             {
647                 if (PonderSearch)
648                     StopOnPonderhit = true;
649                 else
650                     break;
651             }
652         }
653
654         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
655             break;
656     }
657
658     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
659     // best move before we are told to do so.
660     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
661         wait_for_stop_or_ponderhit();
662     else
663         // Print final search statistics
664         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
665              << " nps " << nps(pos)
666              << " time " << current_search_time() << endl;
667
668     // Print the best move and the ponder move to the standard output
669     cout << "bestmove " << rml[0].pv[0];
670
671     if (rml[0].pv[1] != MOVE_NONE)
672         cout << " ponder " << rml[0].pv[1];
673
674     cout << endl;
675
676     if (UseLogFile)
677     {
678         if (dbg_show_mean)
679             dbg_print_mean(LogFile);
680
681         if (dbg_show_hit_rate)
682             dbg_print_hit_rate(LogFile);
683
684         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
685                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
686                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, rml[0].pv[0]);
687
688         StateInfo st;
689         pos.do_move(rml[0].pv[0], st);
690         LogFile << "\nPonder move: "
691                 << move_to_san(pos, rml[0].pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
692                 << endl;
693     }
694     return rml[0].pv_score;
695   }
696
697
698   // root_search() is the function which searches the root node. It is
699   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
700   // scheme, prints some information to the standard output and handles
701   // the fail low/high loops.
702
703   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
704
705     StateInfo st;
706     CheckInfo ci(pos);
707     int64_t nodes;
708     Move move;
709     Depth depth, ext, newDepth;
710     Value value, alpha, beta;
711     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
712     int researchCountFH, researchCountFL;
713
714     researchCountFH = researchCountFL = 0;
715     alpha = *alphaPtr;
716     beta = *betaPtr;
717     isCheck = pos.is_check();
718     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
719
720     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
721     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
722
723     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
724     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
725     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
726
727     // Step 5. Evaluate the position statically
728     // At root we do this only to get reference value for child nodes
729     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
730     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
731
732     // Step 6. Razoring (omitted at root)
733     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
734     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
735     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
736
737     // Step extra. Fail low loop
738     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
739     // with bigger window until we are not failing low anymore.
740     while (1)
741     {
742         // Sort the moves before to (re)search
743         rml.set_non_pv_scores(pos);
744         rml.sort();
745
746         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
747         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
748         {
749             // This is used by time management
750             FirstRootMove = (i == 0);
751
752             // Save the current node count before the move is searched
753             nodes = pos.nodes_searched();
754
755             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
756             // the standard output.
757             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
758
759             if (current_search_time() >= 1000)
760                 cout << "info currmove " << move
761                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
762
763             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
764             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
765
766             // Step 11. Decide the new search depth
767             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
768             newDepth = depth + ext;
769
770             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
771
772             // Step extra. Fail high loop
773             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
774             // high anymore.
775             value = -VALUE_INFINITE;
776
777             while (1)
778             {
779                 // Step 13. Make the move
780                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
781
782                 // Step extra. pv search
783                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
784                 // and for fail high research (value > alpha)
785                 if (i < MultiPV || value > alpha)
786                 {
787                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
788                     if (MultiPV > 1)
789                         alpha = -VALUE_INFINITE;
790
791                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
792                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
793                 }
794                 else
795                 {
796                     // Step 14. Reduced search
797                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
798                     bool doFullDepthSearch = true;
799
800                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
801                         && !dangerous
802                         && !captureOrPromotion
803                         && !move_is_castle(move))
804                     {
805                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
806                         if (ss->reduction)
807                         {
808                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
809
810                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
811                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
812                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
813                         }
814                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
815                     }
816
817                     // Step 15. Full depth search
818                     if (doFullDepthSearch)
819                     {
820                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
821                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
822
823                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
824                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
825                         if (value > alpha)
826                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
827                     }
828                 }
829
830                 // Step 16. Undo move
831                 pos.undo_move(move);
832
833                 // Can we exit fail high loop ?
834                 if (AbortSearch || value < beta)
835                     break;
836
837                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
838                 // the score before research in case we run out of time while researching.
839                 rml[i].pv_score = value;
840                 ss->bestMove = move;
841                 extract_pv_from_tt(pos, move, rml[i].pv);
842
843                 // Print information to the standard output
844                 print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
845
846                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
847                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
848                 researchCountFH++;
849
850             } // End of fail high loop
851
852             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
853             // was aborted because the user interrupted the search or because we
854             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
855             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
856             // move and/or PV.
857             if (AbortSearch)
858                 break;
859
860             // Remember searched nodes counts for this move
861             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
862
863             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
864             assert(value < beta);
865
866             // Step 17. Check for new best move
867             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
868                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
869             else
870             {
871                 // PV move or new best move!
872
873                 // Update PV
874                 rml[i].pv_score = value;
875                 ss->bestMove = move;
876                 extract_pv_from_tt(pos, move, rml[i].pv);
877
878                 if (MultiPV == 1)
879                 {
880                     // We record how often the best move has been changed in each
881                     // iteration. This information is used for time managment: When
882                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
883                     if (i > 0)
884                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
885
886                     // Print information to the standard output
887                     print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
888
889                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
890                     if (value > alpha)
891                         alpha = value;
892                 }
893                 else // MultiPV > 1
894                 {
895                     rml.sort_multipv(i);
896                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
897                     {
898                         cout << "info multipv " << j + 1
899                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
900                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
901                              << " time " << current_search_time()
902                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
903                              << " nps " << nps(pos)
904                              << " pv ";
905
906                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
907                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
908
909                         cout << endl;
910                     }
911                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
912                 }
913             } // PV move or new best move
914
915             assert(alpha >= *alphaPtr);
916
917             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
918
919             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
920                 StopOnPonderhit = false;
921         }
922
923         // Can we exit fail low loop ?
924         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
925             break;
926
927         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
928         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
929         researchCountFL++;
930
931     } // Fail low loop
932
933     // Sort the moves before to return
934     rml.sort();
935
936     // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
937     // been overwritten during the search.
938     insert_pv_in_tt(pos, rml[0].pv);
939
940     return alpha;
941   }
942
943
944   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
945   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
946   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
947   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
948   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
949   // here: This is taken care of after we return from the split point.
950
951   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
952   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
953
954     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
955     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
956     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
957     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
958     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
959
960     Move movesSearched[MOVES_MAX];
961     StateInfo st;
962     const TTEntry *tte;
963     Key posKey;
964     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
965     Depth ext, newDepth;
966     ValueType vt;
967     Value bestValue, value, oldAlpha;
968     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
969     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
970     bool mateThreat = false;
971     int moveCount = 0;
972     int threadID = pos.thread();
973     SplitPoint* sp = NULL;
974     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
975     oldAlpha = alpha;
976     isCheck = pos.is_check();
977
978     if (SpNode)
979     {
980         sp = ss->sp;
981         tte = NULL;
982         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
983         threatMove = sp->threatMove;
984         mateThreat = sp->mateThreat;
985         goto split_point_start;
986     }
987     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
988
989     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
990     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
991     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
992
993     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
994     {
995         NodesSincePoll = 0;
996         poll(pos);
997     }
998
999     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1000     if (   AbortSearch
1001         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1002         || pos.is_draw()
1003         || ply >= PLY_MAX - 1)
1004         return VALUE_DRAW;
1005
1006     // Step 3. Mate distance pruning
1007     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1008     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1009     if (alpha >= beta)
1010         return alpha;
1011
1012     // Step 4. Transposition table lookup
1013
1014     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1015     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1016     excludedMove = ss->excludedMove;
1017     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1018
1019     tte = TT.retrieve(posKey);
1020     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1021
1022     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1023     // This is to avoid problems in the following areas:
1024     //
1025     // * Repetition draw detection
1026     // * Fifty move rule detection
1027     // * Searching for a mate
1028     // * Printing of full PV line
1029     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1030     {
1031         TT.refresh(tte);
1032         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1033         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1034     }
1035
1036     // Step 5. Evaluate the position statically and
1037     // update gain statistics of parent move.
1038     if (isCheck)
1039         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1040     else if (tte)
1041     {
1042         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1043
1044         ss->eval = tte->static_value();
1045         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1046         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1047     }
1048     else
1049     {
1050         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1051         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1052     }
1053
1054     // Save gain for the parent non-capture move
1055     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1056
1057     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1058     if (   !PvNode
1059         &&  depth < RazorDepth
1060         && !isCheck
1061         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1062         &&  ttMove == MOVE_NONE
1063         && !value_is_mate(beta)
1064         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1065     {
1066         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1067         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1068         if (v < rbeta)
1069             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1070             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1071             return v;
1072     }
1073
1074     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1075     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1076     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1077     if (   !PvNode
1078         && !ss->skipNullMove
1079         &&  depth < RazorDepth
1080         && !isCheck
1081         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1082         && !value_is_mate(beta)
1083         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1084         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1085
1086     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1087     if (   !PvNode
1088         && !ss->skipNullMove
1089         &&  depth > ONE_PLY
1090         && !isCheck
1091         &&  refinedValue >= beta
1092         && !value_is_mate(beta)
1093         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1094     {
1095         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1096
1097         // Null move dynamic reduction based on depth
1098         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1099
1100         // Null move dynamic reduction based on value
1101         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1102             R++;
1103
1104         pos.do_null_move(st);
1105         (ss+1)->skipNullMove = true;
1106         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1107         (ss+1)->skipNullMove = false;
1108         pos.undo_null_move();
1109
1110         if (nullValue >= beta)
1111         {
1112             // Do not return unproven mate scores
1113             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1114                 nullValue = beta;
1115
1116             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1117                 return nullValue;
1118
1119             // Do verification search at high depths
1120             ss->skipNullMove = true;
1121             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1122             ss->skipNullMove = false;
1123
1124             if (v >= beta)
1125                 return nullValue;
1126         }
1127         else
1128         {
1129             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1130             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1131             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1132             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1133             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1134             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1135             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1136                 mateThreat = true;
1137
1138             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1139             if (   depth < ThreatDepth
1140                 && (ss-1)->reduction
1141                 && threatMove != MOVE_NONE
1142                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1143                 return beta - 1;
1144         }
1145     }
1146
1147     // Step 9. Internal iterative deepening
1148     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1149         &&  ttMove == MOVE_NONE
1150         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1151     {
1152         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1153
1154         ss->skipNullMove = true;
1155         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1156         ss->skipNullMove = false;
1157
1158         ttMove = ss->bestMove;
1159         tte = TT.retrieve(posKey);
1160     }
1161
1162     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1163     if (PvNode)
1164         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1165
1166 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1167
1168     // Initialize a MovePicker object for the current position
1169     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1170     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1171     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1172     CheckInfo ci(pos);
1173     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1174     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1175     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1176     singularExtensionNode =  !SpNode
1177                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1178                            && tte
1179                            && tte->move()
1180                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1181                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1182                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1183     if (SpNode)
1184     {
1185         lock_grab(&(sp->lock));
1186         bestValue = sp->bestValue;
1187     }
1188
1189     // Step 10. Loop through moves
1190     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1191     while (   bestValue < beta
1192            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1193            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1194     {
1195       assert(move_is_ok(move));
1196
1197       if (SpNode)
1198       {
1199           moveCount = ++sp->moveCount;
1200           lock_release(&(sp->lock));
1201       }
1202       else if (move == excludedMove)
1203           continue;
1204       else
1205           movesSearched[moveCount++] = move;
1206
1207       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1208       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1209
1210       // Step 11. Decide the new search depth
1211       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1212
1213       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1214       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1215       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1216       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1217       if (   singularExtensionNode
1218           && move == tte->move()
1219           && ext < ONE_PLY)
1220       {
1221           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1222
1223           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1224           {
1225               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1226               ss->excludedMove = move;
1227               ss->skipNullMove = true;
1228               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1229               ss->skipNullMove = false;
1230               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1231               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1232               if (v < b)
1233                   ext = ONE_PLY;
1234           }
1235       }
1236
1237       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1238       ss->currentMove = move;
1239       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1240
1241       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1242       if (   !PvNode
1243           && !captureOrPromotion
1244           && !isCheck
1245           && !dangerous
1246           &&  move != ttMove
1247           && !move_is_castle(move))
1248       {
1249           // Move count based pruning
1250           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1251               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1252               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1253           {
1254               if (SpNode)
1255                   lock_grab(&(sp->lock));
1256
1257               continue;
1258           }
1259
1260           // Value based pruning
1261           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1262           // but fixing this made program slightly weaker.
1263           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1264           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1265                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1266
1267           if (futilityValueScaled < beta)
1268           {
1269               if (SpNode)
1270               {
1271                   lock_grab(&(sp->lock));
1272                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1273                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1274               }
1275               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1276                   bestValue = futilityValueScaled;
1277
1278               continue;
1279           }
1280
1281           // Prune moves with negative SEE at low depths
1282           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1283               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1284               && pos.see_sign(move) < 0)
1285           {
1286               if (SpNode)
1287                   lock_grab(&(sp->lock));
1288
1289               continue;
1290           }
1291       }
1292
1293       // Step 13. Make the move
1294       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1295
1296       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1297       // The first move in list is the expected PV
1298       if (PvNode && moveCount == 1)
1299           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1300       else
1301       {
1302           // Step 14. Reduced depth search
1303           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1304           bool doFullDepthSearch = true;
1305
1306           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1307               && !captureOrPromotion
1308               && !dangerous
1309               && !move_is_castle(move)
1310               &&  ss->killers[0] != move
1311               &&  ss->killers[1] != move)
1312           {
1313               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1314
1315               if (ss->reduction)
1316               {
1317                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1318                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1319                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1320
1321                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1322               }
1323               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1324           }
1325
1326           // Step 15. Full depth search
1327           if (doFullDepthSearch)
1328           {
1329               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1330               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1331
1332               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1333               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1334               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1335               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1336                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1337           }
1338       }
1339
1340       // Step 16. Undo move
1341       pos.undo_move(move);
1342
1343       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1344
1345       // Step 17. Check for new best move
1346       if (SpNode)
1347       {
1348           lock_grab(&(sp->lock));
1349           bestValue = sp->bestValue;
1350           alpha = sp->alpha;
1351       }
1352
1353       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1354       {
1355           bestValue = value;
1356
1357           if (SpNode)
1358               sp->bestValue = value;
1359
1360           if (value > alpha)
1361           {
1362               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1363               {
1364                   alpha = value;
1365
1366                   if (SpNode)
1367                       sp->alpha = value;
1368               }
1369               else if (SpNode)
1370                   sp->betaCutoff = true;
1371
1372               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1373                   ss->mateKiller = move;
1374
1375               ss->bestMove = move;
1376
1377               if (SpNode)
1378                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1379           }
1380       }
1381
1382       // Step 18. Check for split
1383       if (   !SpNode
1384           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1385           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1386           && bestValue < beta
1387           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1388           && !AbortSearch
1389           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1390           && Iteration <= 99)
1391           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1392                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1393     }
1394
1395     // Step 19. Check for mate and stalemate
1396     // All legal moves have been searched and if there are
1397     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1398     // If one move was excluded return fail low score.
1399     if (!SpNode && !moveCount)
1400         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1401
1402     // Step 20. Update tables
1403     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1404     // history counters, and killer moves.
1405     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1406     {
1407         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1408         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1409              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1410
1411         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1412
1413         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1414         if (    bestValue >= beta
1415             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1416         {
1417             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1418             update_killers(move, ss);
1419         }
1420     }
1421
1422     if (SpNode)
1423     {
1424         // Here we have the lock still grabbed
1425         sp->slaves[threadID] = 0;
1426         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1427         lock_release(&(sp->lock));
1428     }
1429
1430     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1431
1432     return bestValue;
1433   }
1434
1435   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1436   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1437   // less than ONE_PLY).
1438
1439   template <NodeType PvNode>
1440   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1441
1442     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1443     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1444     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1445     assert(depth <= 0);
1446     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1447     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1448
1449     StateInfo st;
1450     Move ttMove, move;
1451     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1452     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1453     const TTEntry* tte;
1454     Depth ttDepth;
1455     Value oldAlpha = alpha;
1456
1457     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1458
1459     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1460     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1461         return VALUE_DRAW;
1462
1463     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1464     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1465     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1466     isCheck = pos.is_check();
1467     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1468
1469     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1470     // pruning, but only for move ordering.
1471     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1472     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1473
1474     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1475     {
1476         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1477         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1478     }
1479
1480     // Evaluate the position statically
1481     if (isCheck)
1482     {
1483         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1484         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1485         enoughMaterial = false;
1486     }
1487     else
1488     {
1489         if (tte)
1490         {
1491             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1492
1493             evalMargin = tte->static_value_margin();
1494             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1495         }
1496         else
1497             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1498
1499         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1500
1501         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1502         if (bestValue >= beta)
1503         {
1504             if (!tte)
1505                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1506
1507             return bestValue;
1508         }
1509
1510         if (PvNode && bestValue > alpha)
1511             alpha = bestValue;
1512
1513         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1514         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1515         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1516     }
1517
1518     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1519     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1520     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1521     // be generated.
1522     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1523     CheckInfo ci(pos);
1524
1525     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1526     while (   alpha < beta
1527            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1528     {
1529       assert(move_is_ok(move));
1530
1531       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1532
1533       // Futility pruning
1534       if (   !PvNode
1535           && !isCheck
1536           && !moveIsCheck
1537           &&  move != ttMove
1538           &&  enoughMaterial
1539           && !move_is_promotion(move)
1540           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1541       {
1542           futilityValue =  futilityBase
1543                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1544                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1545
1546           if (futilityValue < alpha)
1547           {
1548               if (futilityValue > bestValue)
1549                   bestValue = futilityValue;
1550               continue;
1551           }
1552       }
1553
1554       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1555       evasionPrunable =   isCheck
1556                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1557                        && !pos.move_is_capture(move)
1558                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1559
1560       // Don't search moves with negative SEE values
1561       if (   !PvNode
1562           && (!isCheck || evasionPrunable)
1563           &&  move != ttMove
1564           && !move_is_promotion(move)
1565           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1566           continue;
1567
1568       // Don't search useless checks
1569       if (   !PvNode
1570           && !isCheck
1571           &&  moveIsCheck
1572           &&  move != ttMove
1573           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1574           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1575           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1576       {
1577           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1578               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1579
1580           continue;
1581       }
1582
1583       // Update current move
1584       ss->currentMove = move;
1585
1586       // Make and search the move
1587       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1588       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1589       pos.undo_move(move);
1590
1591       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1592
1593       // New best move?
1594       if (value > bestValue)
1595       {
1596           bestValue = value;
1597           if (value > alpha)
1598           {
1599               alpha = value;
1600               ss->bestMove = move;
1601           }
1602        }
1603     }
1604
1605     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1606     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1607     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1608         return value_mated_in(ply);
1609
1610     // Update transposition table
1611     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1612     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1613
1614     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1615
1616     return bestValue;
1617   }
1618
1619
1620   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1621   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1622   // will be pruned.
1623
1624   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1625   {
1626     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1627     Square from, to, ksq, victimSq;
1628     Piece pc;
1629     Color them;
1630     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1631
1632     from = move_from(move);
1633     to = move_to(move);
1634     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1635     ksq = pos.king_square(them);
1636     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1637     pc = pos.piece_on(from);
1638
1639     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1640     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1641     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1642
1643     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1644     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1645
1646     if (!(b && (b & (b - 1))))
1647         return true;
1648
1649     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1650     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1651         && bit_is_set(kingAtt, to))
1652         return true;
1653
1654     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1655     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1656
1657     while (b)
1658     {
1659         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1660         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1661
1662         // Note that here we generate illegal "double move"!
1663         if (   futilityValue >= beta
1664             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1665             return true;
1666
1667         if (futilityValue > bv)
1668             bv = futilityValue;
1669     }
1670
1671     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1672     *bestValue = bv;
1673     return false;
1674   }
1675
1676
1677   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1678   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1679   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1680   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1681   // second move is assumed to be a move from the current position.
1682
1683   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1684
1685     Square f1, t1, f2, t2;
1686     Piece p;
1687
1688     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1689     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1690
1691     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1692     f2 = move_from(m2);
1693     t1 = move_to(m1);
1694     if (f2 == t1)
1695         return true;
1696
1697     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1698     t2 = move_to(m2);
1699     f1 = move_from(m1);
1700     if (t2 == f1)
1701         return true;
1702
1703     // Case 3: Moving through the vacated square
1704     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1705         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1706       return true;
1707
1708     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1709     p = pos.piece_on(t1);
1710     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1711         return true;
1712
1713     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1714     if (    piece_is_slider(p)
1715         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1716         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1717     {
1718         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1719         // move is the opposite of the checking piece.
1720         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1721         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1722
1723         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1724             return true;
1725     }
1726     return false;
1727   }
1728
1729
1730   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1731   // compensated for the ply.
1732
1733   bool value_is_mate(Value value) {
1734
1735     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1736
1737     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1738           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1739   }
1740
1741
1742   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1743   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1744   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1745
1746   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1747
1748     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1749       return v + ply;
1750
1751     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1752       return v - ply;
1753
1754     return v;
1755   }
1756
1757
1758   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1759   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1760
1761   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1762
1763     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1764       return v - ply;
1765
1766     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1767       return v + ply;
1768
1769     return v;
1770   }
1771
1772
1773   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1774   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1775   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1776   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1777   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1778   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1779   template <NodeType PvNode>
1780   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1781                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1782
1783     assert(m != MOVE_NONE);
1784
1785     Depth result = DEPTH_ZERO;
1786     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1787
1788     if (*dangerous)
1789     {
1790         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1791             result += CheckExtension[PvNode];
1792
1793         if (singleEvasion)
1794             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1795
1796         if (mateThreat)
1797             result += MateThreatExtension[PvNode];
1798     }
1799
1800     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1801     {
1802         Color c = pos.side_to_move();
1803         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1804         {
1805             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1806             *dangerous = true;
1807         }
1808         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1809         {
1810             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1811             *dangerous = true;
1812         }
1813     }
1814
1815     if (   captureOrPromotion
1816         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1817         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1818             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1819         && !move_is_promotion(m)
1820         && !move_is_ep(m))
1821     {
1822         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1823         *dangerous = true;
1824     }
1825
1826     if (   PvNode
1827         && captureOrPromotion
1828         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1829         && pos.see_sign(m) >= 0)
1830     {
1831         result += ONE_PLY / 2;
1832         *dangerous = true;
1833     }
1834
1835     return Min(result, ONE_PLY);
1836   }
1837
1838
1839   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1840   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1841
1842   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1843
1844     assert(move_is_ok(m));
1845     assert(threat && move_is_ok(threat));
1846     assert(!pos.move_is_check(m));
1847     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1848     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1849
1850     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1851
1852     mfrom = move_from(m);
1853     mto = move_to(m);
1854     tfrom = move_from(threat);
1855     tto = move_to(threat);
1856
1857     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1858     if (mfrom == tto)
1859         return true;
1860
1861     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1862     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1863     if (   pos.move_is_capture(threat)
1864         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1865             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1866         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1867         return true;
1868
1869     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1870     // prune safe moves which block its ray.
1871     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1872         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1873         && pos.see_sign(m) >= 0)
1874         return true;
1875
1876     return false;
1877   }
1878
1879
1880   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1881   // can be used at a given point in search.
1882
1883   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1884
1885     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1886
1887     return   (   tte->depth() >= depth
1888               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1889               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1890
1891           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1892               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1893   }
1894
1895
1896   // refine_eval() returns the transposition table score if
1897   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1898
1899   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1900
1901       assert(tte);
1902
1903       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1904
1905       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1906           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1907           return v;
1908
1909       return defaultEval;
1910   }
1911
1912
1913   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1914   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1915
1916   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1917                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1918     Move m;
1919
1920     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1921
1922     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1923     {
1924         m = movesSearched[i];
1925
1926         assert(m != move);
1927
1928         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1929             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1930     }
1931   }
1932
1933
1934   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1935   // among the killer moves of that ply.
1936
1937   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1938
1939     if (m == ss->killers[0])
1940         return;
1941
1942     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1943     ss->killers[0] = m;
1944   }
1945
1946
1947   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1948   // the static position evaluation before and after the move.
1949
1950   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1951
1952     if (   m != MOVE_NULL
1953         && before != VALUE_NONE
1954         && after != VALUE_NONE
1955         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1956         && !move_is_special(m))
1957         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1958   }
1959
1960
1961   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1962   // since the beginning of the current search.
1963
1964   int current_search_time() {
1965
1966     return get_system_time() - SearchStartTime;
1967   }
1968
1969
1970   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1971
1972   std::string value_to_uci(Value v) {
1973
1974     std::stringstream s;
1975
1976     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1977       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1978     else
1979       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1980
1981     return s.str();
1982   }
1983
1984   // nps() computes the current nodes/second count.
1985
1986   int nps(const Position& pos) {
1987
1988     int t = current_search_time();
1989     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1990   }
1991
1992
1993   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1994   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1995   // search.
1996
1997   void poll(const Position& pos) {
1998
1999     static int lastInfoTime;
2000     int t = current_search_time();
2001
2002     //  Poll for input
2003     if (data_available())
2004     {
2005         // We are line oriented, don't read single chars
2006         std::string command;
2007
2008         if (!std::getline(std::cin, command))
2009             command = "quit";
2010
2011         if (command == "quit")
2012         {
2013             AbortSearch = true;
2014             PonderSearch = false;
2015             Quit = true;
2016             return;
2017         }
2018         else if (command == "stop")
2019         {
2020             AbortSearch = true;
2021             PonderSearch = false;
2022         }
2023         else if (command == "ponderhit")
2024             ponderhit();
2025     }
2026
2027     // Print search information
2028     if (t < 1000)
2029         lastInfoTime = 0;
2030
2031     else if (lastInfoTime > t)
2032         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2033         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2034         lastInfoTime = 0;
2035
2036     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2037     {
2038         lastInfoTime = t;
2039
2040         if (dbg_show_mean)
2041             dbg_print_mean();
2042
2043         if (dbg_show_hit_rate)
2044             dbg_print_hit_rate();
2045
2046         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2047              << " time " << t << endl;
2048     }
2049
2050     // Should we stop the search?
2051     if (PonderSearch)
2052         return;
2053
2054     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2055                            && !AspirationFailLow
2056                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2057
2058     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2059                      || stillAtFirstMove;
2060
2061     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2062         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2063         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2064         AbortSearch = true;
2065   }
2066
2067
2068   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2069   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2070   // it correctly predicted the opponent's move.
2071
2072   void ponderhit() {
2073
2074     int t = current_search_time();
2075     PonderSearch = false;
2076
2077     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2078                            && !AspirationFailLow
2079                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2080
2081     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2082                      || stillAtFirstMove;
2083
2084     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2085         AbortSearch = true;
2086   }
2087
2088
2089   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2090   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2091
2092   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2093
2094     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2095     {
2096         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2097         ss->skipNullMove = false;
2098         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2099         ss->sp = NULL;
2100
2101         if (i < 3)
2102             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2103     }
2104   }
2105
2106
2107   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2108   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2109   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2110   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2111   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2112   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2113
2114   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2115
2116     std::string command;
2117
2118     while (true)
2119     {
2120         if (!std::getline(std::cin, command))
2121             command = "quit";
2122
2123         if (command == "quit")
2124         {
2125             Quit = true;
2126             break;
2127         }
2128         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2129             break;
2130     }
2131   }
2132
2133
2134   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2135   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2136
2137   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2138
2139     cout << "info depth " << Iteration
2140          << " score "     << value_to_uci(value)
2141          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2142          << " time "  << current_search_time()
2143          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2144          << " nps "   << nps(pos)
2145          << " pv ";
2146
2147     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2148         cout << *m << " ";
2149
2150     cout << endl;
2151
2152     if (UseLogFile)
2153     {
2154         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2155                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2156
2157         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2158     }
2159   }
2160
2161
2162   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2163   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2164   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2165
2166   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2167
2168     StateInfo st;
2169     TTEntry* tte;
2170     Position p(pos, pos.thread());
2171     Value v, m = VALUE_NONE;
2172
2173     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2174     {
2175         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2176         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2177         {
2178             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2179             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2180         }
2181         p.do_move(pv[i], st);
2182     }
2183   }
2184
2185
2186   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2187   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2188   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2189   // long PV to print that is important for position analysis.
2190
2191   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2192
2193     StateInfo st;
2194     TTEntry* tte;
2195     Position p(pos, pos.thread());
2196     int ply = 0;
2197
2198     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2199
2200     pv[ply] = bestMove;
2201     p.do_move(pv[ply++], st);
2202
2203     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2204            && tte->move() != MOVE_NONE
2205            && move_is_legal(p, tte->move())
2206            && ply < PLY_MAX
2207            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2208     {
2209         pv[ply] = tte->move();
2210         p.do_move(pv[ply++], st);
2211     }
2212     pv[ply] = MOVE_NONE;
2213   }
2214
2215
2216   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2217   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2218   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2219   // threads and one for Windows threads.
2220
2221 #if !defined(_MSC_VER)
2222
2223   void* init_thread(void* threadID) {
2224
2225     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2226     return NULL;
2227   }
2228
2229 #else
2230
2231   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2232
2233     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2234     return 0;
2235   }
2236
2237 #endif
2238
2239
2240   /// The ThreadsManager class
2241
2242
2243   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2244   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2245   // to start a new search.
2246
2247   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2248
2249     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2250     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2251     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2252     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2253   }
2254
2255
2256   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2257   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2258   // object for which the current thread is the master.
2259
2260   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2261
2262     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2263
2264     int i;
2265     bool allFinished = false;
2266
2267     while (true)
2268     {
2269         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2270         // master should exit as last one.
2271         if (allThreadsShouldExit)
2272         {
2273             assert(!sp);
2274             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2275             return;
2276         }
2277
2278         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2279         // instead of wasting CPU time polling for work.
2280         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2281                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2282         {
2283             assert(!sp || useSleepingThreads);
2284             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2285
2286             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2287                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2288
2289             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2290             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2291
2292             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2293             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2294             allFinished = (i == activeThreads);
2295
2296             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2297             {
2298                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2299                 break;
2300             }
2301
2302             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2303             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2304                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2305
2306             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2307         }
2308
2309         // If this thread has been assigned work, launch a search
2310         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2311         {
2312             assert(!allThreadsShouldExit);
2313
2314             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2315
2316             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2317             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2318             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2319             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2320             ss->sp = tsp;
2321
2322             if (tsp->pvNode)
2323                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2324             else
2325                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2326
2327             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2328
2329             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2330
2331             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2332             // case we are the last slave of the split point.
2333             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2334                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2335         }
2336
2337         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2338         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2339         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2340         allFinished = (i == activeThreads);
2341
2342         if (allFinished)
2343         {
2344             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2345             // be sure sp->lock has been released before to return.
2346             lock_grab(&(sp->lock));
2347             lock_release(&(sp->lock));
2348
2349             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2350             // because here is all finished is not possible master is booked.
2351             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2352
2353             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2354             return;
2355         }
2356     }
2357   }
2358
2359
2360   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2361   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2362   // objects.
2363
2364   void ThreadsManager::init_threads() {
2365
2366     int i, arg[MAX_THREADS];
2367     bool ok;
2368
2369     // Initialize global locks
2370     lock_init(&mpLock);
2371
2372     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2373     {
2374         lock_init(&sleepLock[i]);
2375         cond_init(&sleepCond[i]);
2376     }
2377
2378     // Initialize splitPoints[] locks
2379     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2380         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2381             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2382
2383     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2384     allThreadsShouldExit = false;
2385
2386     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2387     activeThreads = 1;
2388
2389     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2390     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2391     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2392         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2393
2394     // Launch the helper threads
2395     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2396     {
2397         arg[i] = i;
2398
2399 #if !defined(_MSC_VER)
2400         pthread_t pthread[1];
2401         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2402         pthread_detach(pthread[0]);
2403 #else
2404         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2405 #endif
2406         if (!ok)
2407         {
2408             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2409             exit(EXIT_FAILURE);
2410         }
2411
2412         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2413         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2414     }
2415   }
2416
2417
2418   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2419   // helper threads exit cleanly.
2420
2421   void ThreadsManager::exit_threads() {
2422
2423     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2424
2425     // Wake up all the threads and waits for termination
2426     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2427     {
2428         wake_sleeping_thread(i);
2429         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2430     }
2431
2432     // Now we can safely destroy the locks
2433     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2434         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2435             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2436
2437     lock_destroy(&mpLock);
2438
2439     // Now we can safely destroy the wait conditions
2440     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2441     {
2442         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2443         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2444     }
2445   }
2446
2447
2448   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2449   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2450   // the current split point.
2451
2452   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2453
2454     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2455
2456     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2457
2458     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2459     return sp != NULL;
2460   }
2461
2462
2463   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2464   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2465   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2466   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2467   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2468   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2469   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2470
2471   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2472
2473     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2474     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2475     assert(activeThreads > 1);
2476
2477     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2478         return false;
2479
2480     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2481     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2482
2483     // No active split points means that the thread is available as
2484     // a slave for any other thread.
2485     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2486         return true;
2487
2488     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2489     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2490     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2491     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2492         return true;
2493
2494     return false;
2495   }
2496
2497
2498   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2499   // a slave for the thread with threadID "master".
2500
2501   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2502
2503     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2504     assert(activeThreads > 1);
2505
2506     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2507         if (thread_is_available(i, master))
2508             return true;
2509
2510     return false;
2511   }
2512
2513
2514   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2515   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2516   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2517   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2518   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2519   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2520   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2521   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2522
2523   template <bool Fake>
2524   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2525                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2526                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2527     assert(pos.is_ok());
2528     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2529     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2530     assert(*bestValue <= *alpha);
2531     assert(*alpha < beta);
2532     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2533     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2534     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2535     assert(activeThreads > 1);
2536
2537     int i, master = pos.thread();
2538     Thread& masterThread = threads[master];
2539
2540     lock_grab(&mpLock);
2541
2542     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2543     // active split points, don't split.
2544     if (   !available_thread_exists(master)
2545         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2546     {
2547         lock_release(&mpLock);
2548         return;
2549     }
2550
2551     // Pick the next available split point object from the split point stack
2552     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2553
2554     // Initialize the split point object
2555     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2556     splitPoint.master = master;
2557     splitPoint.betaCutoff = false;
2558     splitPoint.ply = ply;
2559     splitPoint.depth = depth;
2560     splitPoint.threatMove = threatMove;
2561     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2562     splitPoint.alpha = *alpha;
2563     splitPoint.beta = beta;
2564     splitPoint.pvNode = pvNode;
2565     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2566     splitPoint.mp = mp;
2567     splitPoint.moveCount = moveCount;
2568     splitPoint.pos = &pos;
2569     splitPoint.nodes = 0;
2570     splitPoint.parentSstack = ss;
2571     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2572         splitPoint.slaves[i] = 0;
2573
2574     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2575
2576     // If we are here it means we are not available
2577     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2578
2579     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2580
2581     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2582     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2583         if (thread_is_available(i, master))
2584         {
2585             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2586             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2587             splitPoint.slaves[i] = 1;
2588             workersCnt++;
2589         }
2590
2591     assert(Fake || workersCnt > 1);
2592
2593     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2594     lock_release(&mpLock);
2595
2596     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2597     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2598     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2599         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2600         {
2601             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2602
2603             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2604
2605             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2606
2607             if (useSleepingThreads && i != master)
2608                 wake_sleeping_thread(i);
2609         }
2610
2611     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2612     // which it will instantly launch a search, because its state is
2613     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2614     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2615     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2616     idle_loop(master, &splitPoint);
2617
2618     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2619     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2620     lock_grab(&mpLock);
2621
2622     *alpha = splitPoint.alpha;
2623     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2624     masterThread.activeSplitPoints--;
2625     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2626     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2627
2628     lock_release(&mpLock);
2629   }
2630
2631
2632   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2633   // when it is time to start a new search.
2634
2635   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2636
2637      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2638      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2639      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2640   }
2641
2642
2643   /// The RootMoveList class
2644
2645   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2646
2647     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2648     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2649     StateInfo st;
2650     Move* sm;
2651
2652     // Initialize search stack
2653     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2654     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2655
2656     // Generate all legal moves
2657     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2658
2659     // Add each move to the RootMoveList's vector
2660     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2661     {
2662         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2663         // is in the list before to add it.
2664         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2665
2666         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2667             continue;
2668
2669         // Find a quick score for the move and add to the list
2670         pos.do_move(cur->move, st);
2671
2672         RootMove rm;
2673         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2674         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2675         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2676         push_back(rm);
2677
2678         pos.undo_move(cur->move);
2679     }
2680     sort();
2681   }
2682
2683   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2684   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2685   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2686   // the first order pv scores of both moves are equal.
2687
2688   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2689   {
2690       Move move;
2691       Value score = VALUE_ZERO;
2692       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2693
2694       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2695           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2696               if (it->pv[0] == move)
2697               {
2698                   it->non_pv_score = score--;
2699                   break;
2700               }
2701   }
2702
2703 } // namespace