]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Pass evalMargin through SearchStack as eval
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_threads();
86     void put_threads_to_sleep();
87     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
88
89     template <bool Fake>
90     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
91                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
92
93   private:
94     friend void poll();
95
96     int ActiveThreads;
97     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
98     Thread threads[MAX_THREADS];
99
100     Lock MPLock, WaitLock;
101
102 #if !defined(_MSC_VER)
103     pthread_cond_t WaitCond;
104 #else
105     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
106 #endif
107
108   };
109
110
111   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
112   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
113   // in the case of moves which fail low).
114
115   struct RootMove {
116
117     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
118
119     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
120     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
121     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
122     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
123     bool operator<(const RootMove& m) const {
124
125         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
126     }
127
128     Move move;
129     Value score;
130     int mp_score;
131     int64_t nodes;
132     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
133   };
134
135
136   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
137   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
138
139   class RootMoveList {
140
141   public:
142     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
143
144     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
145     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
146     int move_count() const { return count; }
147     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
148     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
149     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
150     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
151
152     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
153     void score_moves(const Position& pos);
154     void sort();
155     void sort_multipv(int n);
156
157   private:
158     RootMove moves[MOVES_MAX];
159     int count;
160   };
161
162
163   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
164   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
165   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
166   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
167   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
168   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
169   enum set960 {};
170
171   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
172
173     os.iword(0) = int(m);
174     return os;
175   }
176
177
178   /// Adjustments
179
180   // Step 6. Razoring
181
182   // Maximum depth for razoring
183   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
184
185   // Dynamic razoring margin based on depth
186   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
187
188   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
189   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
190
191   // Step 9. Internal iterative deepening
192
193   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
194   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
195
196   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
197   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
198   const Value IIDMargin = Value(0x100);
199
200   // Step 11. Decide the new search depth
201
202   // Extensions. Configurable UCI options
203   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
204   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
205   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
206
207   // Minimum depth for use of singular extension
208   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
209
210   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
211   // remaining ones we will extend it.
212   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
213
214   // Step 12. Futility pruning
215
216   // Futility margin for quiescence search
217   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
218
219   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
220   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
221   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
222
223   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
224   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
225
226   // Step 14. Reduced search
227
228   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
229   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
230
231   template <NodeType PV>
232   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
233
234   // Common adjustments
235
236   // Search depth at iteration 1
237   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
238
239   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
240   // better than the second best move.
241   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
261   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
262   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
263   TimeManager TimeMgr;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager ThreadsMgr;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode, bool SplitPoint>
288   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
292       return search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
297
298   template <NodeType PvNode>
299   void do_sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
300
301   template <NodeType PvNode>
302   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
303
304   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
305   bool value_is_mate(Value value);
306   Value value_to_tt(Value v, int ply);
307   Value value_from_tt(Value v, int ply);
308   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
309   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
310   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
311   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
312   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
313   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
314   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
315
316   int current_search_time();
317   std::string value_to_uci(Value v);
318   int nps();
319   void poll();
320   void ponderhit();
321   void wait_for_stop_or_ponderhit();
322   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
323   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
324   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
325   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
326
327 #if !defined(_MSC_VER)
328   void *init_thread(void *threadID);
329 #else
330   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
331 #endif
332
333 }
334
335
336 ////
337 //// Functions
338 ////
339
340 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
341 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
342
343 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
344 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
345 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
346
347
348 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
349
350 void init_search() {
351
352   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
353   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
354   int mc; // moveCount
355
356   // Init reductions array
357   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
358   {
359       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
360       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
361       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
362       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
363   }
364
365   // Init futility margins array
366   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
367       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
368
369   // Init futility move count array
370   for (d = 0; d < 32; d++)
371       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
372 }
373
374
375 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
376 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
377
378 int perft(Position& pos, Depth depth)
379 {
380     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
381     StateInfo st;
382     Move m;
383     int sum = 0;
384
385     // Generate all legal moves
386     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
387
388     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
389     // the moves, just to count them.
390     if (depth <= ONE_PLY)
391         return int(last - mlist);
392
393     // Loop through all legal moves
394     CheckInfo ci(pos);
395     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
396     {
397         m = cur->move;
398         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
399         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
400         pos.undo_move(m);
401     }
402     return sum;
403 }
404
405
406 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
407 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
408 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
409 /// when a quit command is received during the search.
410
411 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
412            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
413
414   // Initialize global search variables
415   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
416   NodesSincePoll = 0;
417   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
418   SearchStartTime = get_system_time();
419   ExactMaxTime = maxTime;
420   MaxDepth = maxDepth;
421   MaxNodes = maxNodes;
422   InfiniteSearch = infinite;
423   PonderSearch = ponder;
424   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
425
426   // Look for a book move, only during games, not tests
427   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
428   {
429       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
430           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
431
432       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
433       if (bookMove != MOVE_NONE)
434       {
435           if (PonderSearch)
436               wait_for_stop_or_ponderhit();
437
438           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
439           return true;
440       }
441   }
442
443   // Read UCI option values
444   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
445   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
446       TT.clear();
447
448   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
449   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
450   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
451   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
452   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
453   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
454   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
455   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
456   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
457   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
458   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
459   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
460
461   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
462   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
463   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
464   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
465
466   if (UseLogFile)
467       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
468
469   read_weights(pos.side_to_move());
470
471   // Set the number of active threads
472   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
473   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
474   {
475       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
476       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
477   }
478
479   // Wake up sleeping threads
480   ThreadsMgr.wake_sleeping_threads();
481
482   // Set thinking time
483   int myTime = time[pos.side_to_move()];
484   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
485   if (UseTimeManagement)
486       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
487
488   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
489   // heavy time pressure.
490   if (MaxNodes)
491       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
492   else if (myTime && myTime < 1000)
493       NodesBetweenPolls = 1000;
494   else if (myTime && myTime < 5000)
495       NodesBetweenPolls = 5000;
496   else
497       NodesBetweenPolls = 30000;
498
499   // Write search information to log file
500   if (UseLogFile)
501       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
502               << "infinite: "  << infinite
503               << " ponder: "   << ponder
504               << " time: "     << myTime
505               << " increment: " << myIncrement
506               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
507
508   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
509   id_loop(pos, searchMoves);
510
511   if (UseLogFile)
512       LogFile.close();
513
514   ThreadsMgr.put_threads_to_sleep();
515
516   return !Quit;
517 }
518
519
520 namespace {
521
522   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
523   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
524   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
525   // reached.
526
527   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
528
529     Position p(pos, pos.thread());
530     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
531     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
532     Move EasyMove = MOVE_NONE;
533     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
534
535     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
536     RootMoveList rml(p, searchMoves);
537
538     // Handle special case of searching on a mate/stale position
539     if (rml.move_count() == 0)
540     {
541         if (PonderSearch)
542             wait_for_stop_or_ponderhit();
543
544         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
545     }
546
547     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
548     // so to output information also for iteration 1.
549     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
550          << "info depth " << 1
551          << "\ninfo depth " << 1
552          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
553          << " time " << current_search_time()
554          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
555          << " nps " << nps()
556          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
557
558     // Initialize
559     TT.new_search();
560     H.clear();
561     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
562     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
563     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
564     Iteration = 1;
565
566     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
567     if (   rml.move_count() == 1
568         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
569         EasyMove = rml.move(0);
570
571     // Iterative deepening loop
572     while (Iteration < PLY_MAX)
573     {
574         // Initialize iteration
575         Iteration++;
576         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
577
578         cout << "info depth " << Iteration << endl;
579
580         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
581         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
582         {
583             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
584             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
585
586             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
587             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
588
589             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
590             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
591         }
592
593         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
594         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
595
596         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
597         // been overwritten during the search.
598         insert_pv_in_tt(p, pv);
599
600         if (AbortSearch)
601             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
602
603         //Save info about search result
604         ValueByIteration[Iteration] = value;
605
606         // Drop the easy move if differs from the new best move
607         if (pv[0] != EasyMove)
608             EasyMove = MOVE_NONE;
609
610         if (UseTimeManagement)
611         {
612             // Time to stop?
613             bool stopSearch = false;
614
615             // Stop search early if there is only a single legal move,
616             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
617             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
618                 stopSearch = true;
619
620             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
621             if (  Iteration >= 6
622                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
623                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
624                 stopSearch = true;
625
626             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
627             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
628             if (   Iteration >= 8
629                 && EasyMove == pv[0]
630                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
631                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
632                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
633                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
634                 stopSearch = true;
635
636             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
637             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
638                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
639                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
640
641             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
642             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
643             // move at the next iteration anyway.
644             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
645                 stopSearch = true;
646
647             if (stopSearch)
648             {
649                 if (PonderSearch)
650                     StopOnPonderhit = true;
651                 else
652                     break;
653             }
654         }
655
656         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
657             break;
658     }
659
660     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
661     // best move before we are told to do so.
662     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
663         wait_for_stop_or_ponderhit();
664     else
665         // Print final search statistics
666         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
667              << " nps " << nps()
668              << " time " << current_search_time() << endl;
669
670     // Print the best move and the ponder move to the standard output
671     if (pv[0] == MOVE_NONE)
672     {
673         pv[0] = rml.move(0);
674         pv[1] = MOVE_NONE;
675     }
676
677     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
678
679     cout << "bestmove " << pv[0];
680
681     if (pv[1] != MOVE_NONE)
682         cout << " ponder " << pv[1];
683
684     cout << endl;
685
686     if (UseLogFile)
687     {
688         if (dbg_show_mean)
689             dbg_print_mean(LogFile);
690
691         if (dbg_show_hit_rate)
692             dbg_print_hit_rate(LogFile);
693
694         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
695                 << "\nNodes/second: " << nps()
696                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
697
698         StateInfo st;
699         p.do_move(pv[0], st);
700         LogFile << "\nPonder move: "
701                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
702                 << endl;
703     }
704     return rml.move_score(0);
705   }
706
707
708   // root_search() is the function which searches the root node. It is
709   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
710   // scheme, prints some information to the standard output and handles
711   // the fail low/high loops.
712
713   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
714
715     StateInfo st;
716     CheckInfo ci(pos);
717     int64_t nodes;
718     Move move;
719     Depth depth, ext, newDepth;
720     Value value, alpha, beta;
721     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
722     int researchCountFH, researchCountFL;
723
724     researchCountFH = researchCountFL = 0;
725     alpha = *alphaPtr;
726     beta = *betaPtr;
727     isCheck = pos.is_check();
728     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
729
730     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
731     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
732
733     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
734     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
735     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
736
737     // Step 5. Evaluate the position statically
738     // At root we do this only to get reference value for child nodes
739     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
740     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
741
742     // Step 6. Razoring (omitted at root)
743     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
744     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
745     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
746
747     // Step extra. Fail low loop
748     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
749     // with bigger window until we are not failing low anymore.
750     while (1)
751     {
752         // Sort the moves before to (re)search
753         rml.score_moves(pos);
754         rml.sort();
755
756         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
757         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
758         {
759             // This is used by time management
760             FirstRootMove = (i == 0);
761
762             // Save the current node count before the move is searched
763             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
764
765             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
766             // the standard output.
767             move = ss->currentMove = rml.move(i);
768
769             if (current_search_time() >= 1000)
770                 cout << "info currmove " << move
771                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
772
773             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
774             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
775
776             // Step 11. Decide the new search depth
777             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
778             newDepth = depth + ext;
779
780             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
781
782             // Step extra. Fail high loop
783             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
784             // high anymore.
785             value = - VALUE_INFINITE;
786
787             while (1)
788             {
789                 // Step 13. Make the move
790                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
791
792                 // Step extra. pv search
793                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
794                 // and for fail high research (value > alpha)
795                 if (i < MultiPV || value > alpha)
796                 {
797                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
798                     if (MultiPV > 1)
799                         alpha = -VALUE_INFINITE;
800
801                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
802                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
803                 }
804                 else
805                 {
806                     // Step 14. Reduced search
807                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
808                     bool doFullDepthSearch = true;
809
810                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
811                         && !dangerous
812                         && !captureOrPromotion
813                         && !move_is_castle(move))
814                     {
815                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
816                         if (ss->reduction)
817                         {
818                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
819
820                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
821                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
822                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
823                         }
824
825                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
826                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
827                         // if the move fails high again then go with full depth search.
828                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
829                         {
830                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
831
832                             ss->reduction = ONE_PLY;
833                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
834                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
835                         }
836                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
837                     }
838
839                     // Step 15. Full depth search
840                     if (doFullDepthSearch)
841                     {
842                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
843                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
844
845                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
846                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
847                         if (value > alpha)
848                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
849                     }
850                 }
851
852                 // Step 16. Undo move
853                 pos.undo_move(move);
854
855                 // Can we exit fail high loop ?
856                 if (AbortSearch || value < beta)
857                     break;
858
859                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
860                 // the score before research in case we run out of time while researching.
861                 rml.set_move_score(i, value);
862                 ss->bestMove = move;
863                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
864                 rml.set_move_pv(i, pv);
865
866                 // Print information to the standard output
867                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
868
869                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
870                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
871                 researchCountFH++;
872
873             } // End of fail high loop
874
875             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
876             // was aborted because the user interrupted the search or because we
877             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
878             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
879             // move and/or PV.
880             if (AbortSearch)
881                 break;
882
883             // Remember searched nodes counts for this move
884             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
885
886             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
887             assert(value < beta);
888
889             // Step 17. Check for new best move
890             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
891                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
892             else
893             {
894                 // PV move or new best move!
895
896                 // Update PV
897                 rml.set_move_score(i, value);
898                 ss->bestMove = move;
899                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
900                 rml.set_move_pv(i, pv);
901
902                 if (MultiPV == 1)
903                 {
904                     // We record how often the best move has been changed in each
905                     // iteration. This information is used for time managment: When
906                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
907                     if (i > 0)
908                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
909
910                     // Print information to the standard output
911                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
912
913                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
914                     if (value > alpha)
915                         alpha = value;
916                 }
917                 else // MultiPV > 1
918                 {
919                     rml.sort_multipv(i);
920                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
921                     {
922                         cout << "info multipv " << j + 1
923                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
924                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
925                              << " time " << current_search_time()
926                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
927                              << " nps " << nps()
928                              << " pv ";
929
930                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
931                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
932
933                         cout << endl;
934                     }
935                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
936                 }
937             } // PV move or new best move
938
939             assert(alpha >= *alphaPtr);
940
941             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
942
943             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
944                 StopOnPonderhit = false;
945         }
946
947         // Can we exit fail low loop ?
948         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
949             break;
950
951         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
952         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
953         researchCountFL++;
954
955     } // Fail low loop
956
957     // Sort the moves before to return
958     rml.sort();
959
960     return alpha;
961   }
962
963
964   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
965
966   template <NodeType PvNode, bool SplitPoint>
967   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
968
969     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
970     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
971     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
972     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
973     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
974
975     Move movesSearched[MOVES_MAX];
976     StateInfo st;
977     const TTEntry *tte;
978     Key posKey;
979     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
980     Depth ext, newDepth;
981     Value bestValue, value, oldAlpha;
982     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
983     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
984     bool mateThreat = false;
985     int moveCount = 0;
986     int threadID = pos.thread();
987     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
988     oldAlpha = alpha;
989     isCheck = pos.is_check();
990
991     if (SplitPoint)
992     {
993         tte = NULL;
994         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
995         threatMove = ss->sp->threatMove;
996         mateThreat = ss->sp->mateThreat;
997         goto split_start;
998     }
999
1000     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1001     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
1002     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1003     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1004
1005     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1006     {
1007         NodesSincePoll = 0;
1008         poll();
1009     }
1010
1011     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1012     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1013         return VALUE_DRAW;
1014
1015     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1016         return VALUE_DRAW;
1017
1018     // Step 3. Mate distance pruning
1019     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1020     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1021     if (alpha >= beta)
1022         return alpha;
1023
1024     // Step 4. Transposition table lookup
1025
1026     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1027     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1028     excludedMove = ss->excludedMove;
1029     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1030
1031     tte = TT.retrieve(posKey);
1032     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1033
1034     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1035     // This is to avoid problems in the following areas:
1036     //
1037     // * Repetition draw detection
1038     // * Fifty move rule detection
1039     // * Searching for a mate
1040     // * Printing of full PV line
1041
1042     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1043     {
1044         // Refresh tte entry to avoid aging
1045         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1046
1047         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1048         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1049     }
1050
1051     // Step 5. Evaluate the position statically and
1052     // update gain statistics of parent move.
1053     if (isCheck)
1054         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1055     else if (tte)
1056     {
1057         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1058
1059         ss->eval = tte->static_value();
1060         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1061         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1062     }
1063     else
1064     {
1065         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1066         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1067     }
1068
1069     // Save gain for the parent non-capture move
1070     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1071
1072     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1073     if (   !PvNode
1074         &&  depth < RazorDepth
1075         && !isCheck
1076         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1077         &&  ttMove == MOVE_NONE
1078         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1079         && !value_is_mate(beta)
1080         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1081     {
1082         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1083         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1084         if (v < rbeta)
1085             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1086             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1087             return v;
1088     }
1089
1090     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1091     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1092     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1093     if (   !PvNode
1094         && !ss->skipNullMove
1095         &&  depth < RazorDepth
1096         && !isCheck
1097         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1098         && !value_is_mate(beta)
1099         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1100         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1101
1102     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1103     if (   !PvNode
1104         && !ss->skipNullMove
1105         &&  depth > ONE_PLY
1106         && !isCheck
1107         &&  refinedValue >= beta
1108         && !value_is_mate(beta)
1109         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1110     {
1111         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1112
1113         // Null move dynamic reduction based on depth
1114         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1115
1116         // Null move dynamic reduction based on value
1117         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1118             R++;
1119
1120         pos.do_null_move(st);
1121         (ss+1)->skipNullMove = true;
1122
1123         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1124                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1125         (ss+1)->skipNullMove = false;
1126         pos.undo_null_move();
1127
1128         if (nullValue >= beta)
1129         {
1130             // Do not return unproven mate scores
1131             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1132                 nullValue = beta;
1133
1134             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1135                 return nullValue;
1136
1137             // Do verification search at high depths
1138             ss->skipNullMove = true;
1139             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1140             ss->skipNullMove = false;
1141
1142             if (v >= beta)
1143                 return nullValue;
1144         }
1145         else
1146         {
1147             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1148             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1149             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1150             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1151             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1152             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1153             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1154                 mateThreat = true;
1155
1156             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1157             if (   depth < ThreatDepth
1158                 && (ss-1)->reduction
1159                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1160                 return beta - 1;
1161         }
1162     }
1163
1164     // Step 9. Internal iterative deepening
1165     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1166         &&  ttMove == MOVE_NONE
1167         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1168     {
1169         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1170
1171         ss->skipNullMove = true;
1172         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1173         ss->skipNullMove = false;
1174
1175         ttMove = ss->bestMove;
1176         tte = TT.retrieve(posKey);
1177     }
1178
1179     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1180     if (PvNode)
1181         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1182
1183 split_start:
1184
1185     // Initialize a MovePicker object for the current position
1186     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1187     MovePicker mpBase = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1188     MovePicker& mp = SplitPoint ? *ss->sp->mp : mpBase;
1189     CheckInfo ci(pos);
1190     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1191     singleEvasion = !SplitPoint && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1192     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1193     singularExtensionNode =  !SplitPoint
1194                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1195                            && tte
1196                            && tte->move()
1197                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1198                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1199                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1200
1201     // Step 10. Loop through moves
1202     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1203     if (SplitPoint)
1204     {
1205         lock_grab(&(ss->sp->lock));
1206         bestValue = ss->sp->bestValue;
1207     }
1208
1209     while (   bestValue < beta
1210            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1211            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1212     {
1213       if (SplitPoint)
1214       {
1215           moveCount = ++ss->sp->moveCount;
1216           lock_release(&(ss->sp->lock));
1217       }
1218
1219       assert(move_is_ok(move));
1220
1221       if (move == excludedMove)
1222           continue;
1223
1224       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1225       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1226
1227       // Step 11. Decide the new search depth
1228       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1229
1230       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1231       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1232       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1233       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1234       if (   singularExtensionNode
1235           && move == tte->move()
1236           && ext < ONE_PLY)
1237       {
1238           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1239
1240           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1241           {
1242               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1243               ss->excludedMove = move;
1244               ss->skipNullMove = true;
1245               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1246               ss->skipNullMove = false;
1247               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1248               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1249               if (v < b)
1250                   ext = ONE_PLY;
1251           }
1252       }
1253
1254       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1255
1256       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1257       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1258
1259       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1260       if (   !PvNode
1261           && !captureOrPromotion
1262           && !isCheck
1263           && !dangerous
1264           &&  move != ttMove
1265           && !move_is_castle(move))
1266       {
1267           // Move count based pruning
1268           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1269               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1270               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1271           {
1272               if (SplitPoint)
1273                   lock_grab(&(ss->sp->lock));
1274               continue;
1275           }
1276
1277           // Value based pruning
1278           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1279           // but fixing this made program slightly weaker.
1280           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1281           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1282                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1283
1284           if (futilityValueScaled < beta)
1285           {
1286               if (SplitPoint)
1287               {
1288                   lock_grab(&(ss->sp->lock));
1289                   if (futilityValueScaled > ss->sp->bestValue)
1290                       ss->sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1291               }
1292               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1293                   bestValue = futilityValueScaled;
1294               continue;
1295           }
1296       }
1297
1298       // Step 13. Make the move
1299       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1300
1301       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1302       // The first move in list is the expected PV
1303       if (!SplitPoint && PvNode && moveCount == 1)
1304           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1305                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1306       else
1307       {
1308           // Step 14. Reduced depth search
1309           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1310           bool doFullDepthSearch = true;
1311
1312           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1313               && !captureOrPromotion
1314               && !dangerous
1315               && !move_is_castle(move)
1316               && !move_is_killer(move, ss))
1317           {
1318               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1319               if (ss->reduction)
1320               {
1321                   alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1322                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1323                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1324                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1325
1326                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1327               }
1328
1329               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1330               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1331               // if the move fails high again then go with full depth search.
1332               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1333               {
1334                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1335
1336                   ss->reduction = ONE_PLY;
1337                   alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1338                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1339                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1340               }
1341               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1342           }
1343
1344           // Step 15. Full depth search
1345           if (doFullDepthSearch)
1346           {
1347               alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1348               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1349                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1350
1351               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1352               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1353               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1354               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1355                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1356                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1357           }
1358       }
1359
1360       // Step 16. Undo move
1361       pos.undo_move(move);
1362
1363       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1364
1365       // Step 17. Check for new best move
1366       if (SplitPoint)
1367       {
1368           lock_grab(&(ss->sp->lock));
1369           bestValue = ss->sp->bestValue;
1370           alpha = ss->sp->alpha;
1371       }
1372
1373       if (value > bestValue && !(SplitPoint && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1374       {
1375           bestValue = value;
1376           if (value > alpha)
1377           {
1378               if (SplitPoint && (!PvNode || value >= beta))
1379                   ss->sp->stopRequest = true;
1380
1381               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1382                   alpha = value;
1383
1384               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1385                   ss->mateKiller = move;
1386
1387               ss->bestMove = move;
1388           }
1389           if (SplitPoint)
1390           {
1391               ss->sp->bestValue = bestValue;
1392               ss->sp->alpha = alpha;
1393               ss->sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove;
1394           }
1395       }
1396
1397       // Step 18. Check for split
1398       if (   !SplitPoint
1399           && depth >= MinimumSplitDepth
1400           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1401           && bestValue < beta
1402           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1403           && !AbortSearch
1404           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1405           && Iteration <= 99)
1406           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1407                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1408     }
1409
1410     if (SplitPoint)
1411     {
1412         /* Here we have the lock still grabbed */
1413         ss->sp->slaves[threadID] = 0;
1414         lock_release(&(ss->sp->lock));
1415         return bestValue;
1416     }
1417
1418     // Step 19. Check for mate and stalemate
1419     // All legal moves have been searched and if there are
1420     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1421     // If one move was excluded return fail low score.
1422     if (!moveCount)
1423         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1424
1425     // Step 20. Update tables
1426     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1427     // history counters, and killer moves.
1428     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1429         return bestValue;
1430
1431     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1432     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1433     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1434
1435     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1436     if (    bestValue >= beta
1437         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1438     {
1439             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1440             update_killers(move, ss);
1441     }
1442
1443     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1444
1445     return bestValue;
1446   }
1447
1448
1449   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1450   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1451   // less than ONE_PLY).
1452
1453   template <NodeType PvNode>
1454   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1455
1456     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1457     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1458     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1459     assert(depth <= 0);
1460     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1461     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1462
1463     StateInfo st;
1464     Move ttMove, move;
1465     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1466     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1467     const TTEntry* tte;
1468     Value oldAlpha = alpha;
1469
1470     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1471     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1472
1473     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1474     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1475         return VALUE_DRAW;
1476
1477     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1478     // pruning, but only for move ordering.
1479     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1480     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1481
1482     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1483     {
1484         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1485         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1486     }
1487
1488     isCheck = pos.is_check();
1489
1490     // Evaluate the position statically
1491     if (isCheck)
1492     {
1493         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1494         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1495         deepChecks = enoughMaterial = false;
1496     }
1497     else
1498     {
1499         if (tte)
1500         {
1501             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1502
1503             evalMargin = tte->static_value_margin();
1504             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1505         }
1506         else
1507             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1508
1509         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1510
1511         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1512         if (bestValue >= beta)
1513         {
1514             if (!tte)
1515                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1516
1517             return bestValue;
1518         }
1519
1520         if (PvNode && bestValue > alpha)
1521             alpha = bestValue;
1522
1523         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1524         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1525
1526         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1527         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1528         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1529     }
1530
1531     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1532     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1533     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1534     // and we are near beta) will be generated.
1535     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1536     CheckInfo ci(pos);
1537
1538     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1539     while (   alpha < beta
1540            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1541     {
1542       assert(move_is_ok(move));
1543
1544       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1545
1546       // Futility pruning
1547       if (   !PvNode
1548           && !isCheck
1549           && !moveIsCheck
1550           &&  move != ttMove
1551           &&  enoughMaterial
1552           && !move_is_promotion(move)
1553           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1554       {
1555           futilityValue =  futilityBase
1556                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1557                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1558
1559           if (futilityValue < alpha)
1560           {
1561               if (futilityValue > bestValue)
1562                   bestValue = futilityValue;
1563               continue;
1564           }
1565       }
1566
1567       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1568       evasionPrunable =   isCheck
1569                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1570                        && !pos.move_is_capture(move)
1571                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1572
1573       // Don't search moves with negative SEE values
1574       if (   !PvNode
1575           && (!isCheck || evasionPrunable)
1576           &&  move != ttMove
1577           && !move_is_promotion(move)
1578           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1579           continue;
1580
1581       // Update current move
1582       ss->currentMove = move;
1583
1584       // Make and search the move
1585       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1586       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1587       pos.undo_move(move);
1588
1589       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1590
1591       // New best move?
1592       if (value > bestValue)
1593       {
1594           bestValue = value;
1595           if (value > alpha)
1596           {
1597               alpha = value;
1598               ss->bestMove = move;
1599           }
1600        }
1601     }
1602
1603     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1604     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1605     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1606         return value_mated_in(ply);
1607
1608     // Update transposition table
1609     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1610     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1611     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1612
1613     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1614
1615     return bestValue;
1616   }
1617
1618
1619   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1620   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1621   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1622   // table, done a null move search, and searched the first move before
1623   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1624   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1625   // care of after we return from the split point.
1626
1627   template <NodeType PvNode>
1628   void do_sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1629
1630     assert(threadID >= 0 && threadID < ThreadsMgr.active_threads());
1631     assert(ThreadsMgr.active_threads() > 1);
1632
1633     Position pos(*sp->pos, threadID);
1634     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1635     ss->sp = sp;
1636
1637     search<PvNode, true>(pos, ss, sp->alpha, sp->beta, sp->depth, sp->ply);
1638   }
1639
1640
1641   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1642   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1643   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1644   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1645   // second move is assumed to be a move from the current position.
1646
1647   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1648
1649     Square f1, t1, f2, t2;
1650     Piece p;
1651
1652     assert(move_is_ok(m1));
1653     assert(move_is_ok(m2));
1654
1655     if (m2 == MOVE_NONE)
1656         return false;
1657
1658     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1659     f2 = move_from(m2);
1660     t1 = move_to(m1);
1661     if (f2 == t1)
1662         return true;
1663
1664     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1665     t2 = move_to(m2);
1666     f1 = move_from(m1);
1667     if (t2 == f1)
1668         return true;
1669
1670     // Case 3: Moving through the vacated square
1671     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1672         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1673       return true;
1674
1675     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1676     p = pos.piece_on(t1);
1677     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1678         return true;
1679
1680     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1681     if (    piece_is_slider(p)
1682         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1683         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1684     {
1685         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1686         // move is the opposite of the checking piece.
1687         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1688         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1689
1690         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1691             return true;
1692     }
1693     return false;
1694   }
1695
1696
1697   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1698   // compensated for the ply.
1699
1700   bool value_is_mate(Value value) {
1701
1702     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1703
1704     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1705           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1706   }
1707
1708
1709   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1710   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1711   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1712
1713   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1714
1715     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1716       return v + ply;
1717
1718     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1719       return v - ply;
1720
1721     return v;
1722   }
1723
1724
1725   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1726   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1727
1728   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1729
1730     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1731       return v - ply;
1732
1733     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1734       return v + ply;
1735
1736     return v;
1737   }
1738
1739
1740   // move_is_killer() checks if the given move is among the killer moves
1741
1742   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1743
1744       if (ss->killers[0] == m || ss->killers[1] == m)
1745           return true;
1746
1747       return false;
1748   }
1749
1750
1751   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1752   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1753   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1754   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1755   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1756   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1757   template <NodeType PvNode>
1758   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1759                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1760
1761     assert(m != MOVE_NONE);
1762
1763     Depth result = DEPTH_ZERO;
1764     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1765
1766     if (*dangerous)
1767     {
1768         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1769             result += CheckExtension[PvNode];
1770
1771         if (singleEvasion)
1772             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1773
1774         if (mateThreat)
1775             result += MateThreatExtension[PvNode];
1776     }
1777
1778     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1779     {
1780         Color c = pos.side_to_move();
1781         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1782         {
1783             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1784             *dangerous = true;
1785         }
1786         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1787         {
1788             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1789             *dangerous = true;
1790         }
1791     }
1792
1793     if (   captureOrPromotion
1794         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1795         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1796             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1797         && !move_is_promotion(m)
1798         && !move_is_ep(m))
1799     {
1800         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1801         *dangerous = true;
1802     }
1803
1804     if (   PvNode
1805         && captureOrPromotion
1806         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1807         && pos.see_sign(m) >= 0)
1808     {
1809         result += ONE_PLY / 2;
1810         *dangerous = true;
1811     }
1812
1813     return Min(result, ONE_PLY);
1814   }
1815
1816
1817   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1818   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1819
1820   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1821
1822     assert(move_is_ok(m));
1823     assert(threat && move_is_ok(threat));
1824     assert(!pos.move_is_check(m));
1825     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1826     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1827
1828     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1829
1830     mfrom = move_from(m);
1831     mto = move_to(m);
1832     tfrom = move_from(threat);
1833     tto = move_to(threat);
1834
1835     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1836     if (mfrom == tto)
1837         return true;
1838
1839     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1840     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1841     if (   pos.move_is_capture(threat)
1842         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1843             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1844         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1845         return true;
1846
1847     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1848     // prune safe moves which block its ray.
1849     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1850         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1851         && pos.see_sign(m) >= 0)
1852         return true;
1853
1854     return false;
1855   }
1856
1857
1858   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1859   // can be used at a given point in search.
1860
1861   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1862
1863     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1864
1865     return   (   tte->depth() >= depth
1866               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1867               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1868
1869           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1870               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1871   }
1872
1873
1874   // refine_eval() returns the transposition table score if
1875   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1876
1877   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1878
1879       assert(tte);
1880
1881       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1882
1883       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1884           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1885           return v;
1886
1887       return defaultEval;
1888   }
1889
1890
1891   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1892   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1893
1894   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1895                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1896
1897     Move m;
1898
1899     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1900
1901     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1902     {
1903         m = movesSearched[i];
1904
1905         assert(m != move);
1906
1907         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1908             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1909     }
1910   }
1911
1912
1913   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1914   // among the killer moves of that ply.
1915
1916   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1917
1918     if (m == ss->killers[0])
1919         return;
1920
1921     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1922     ss->killers[0] = m;
1923   }
1924
1925
1926   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1927   // the static position evaluation before and after the move.
1928
1929   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1930
1931     if (   m != MOVE_NULL
1932         && before != VALUE_NONE
1933         && after != VALUE_NONE
1934         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1935         && !move_is_special(m))
1936         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1937   }
1938
1939
1940   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1941   // since the beginning of the current search.
1942
1943   int current_search_time() {
1944
1945     return get_system_time() - SearchStartTime;
1946   }
1947
1948
1949   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1950
1951   std::string value_to_uci(Value v) {
1952
1953     std::stringstream s;
1954
1955     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1956       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1957     else
1958       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1959
1960     return s.str();
1961   }
1962
1963   // nps() computes the current nodes/second count.
1964
1965   int nps() {
1966
1967     int t = current_search_time();
1968     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1969   }
1970
1971
1972   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1973   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1974   // search.
1975
1976   void poll() {
1977
1978     static int lastInfoTime;
1979     int t = current_search_time();
1980
1981     //  Poll for input
1982     if (Bioskey())
1983     {
1984         // We are line oriented, don't read single chars
1985         std::string command;
1986
1987         if (!std::getline(std::cin, command))
1988             command = "quit";
1989
1990         if (command == "quit")
1991         {
1992             AbortSearch = true;
1993             PonderSearch = false;
1994             Quit = true;
1995             return;
1996         }
1997         else if (command == "stop")
1998         {
1999             AbortSearch = true;
2000             PonderSearch = false;
2001         }
2002         else if (command == "ponderhit")
2003             ponderhit();
2004     }
2005
2006     // Print search information
2007     if (t < 1000)
2008         lastInfoTime = 0;
2009
2010     else if (lastInfoTime > t)
2011         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2012         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2013         lastInfoTime = 0;
2014
2015     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2016     {
2017         lastInfoTime = t;
2018
2019         if (dbg_show_mean)
2020             dbg_print_mean();
2021
2022         if (dbg_show_hit_rate)
2023             dbg_print_hit_rate();
2024
2025         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
2026              << " time " << t << endl;
2027     }
2028
2029     // Should we stop the search?
2030     if (PonderSearch)
2031         return;
2032
2033     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2034                            && !AspirationFailLow
2035                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2036
2037     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2038                      || stillAtFirstMove;
2039
2040     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2041         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2042         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2043         AbortSearch = true;
2044   }
2045
2046
2047   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2048   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2049   // it correctly predicted the opponent's move.
2050
2051   void ponderhit() {
2052
2053     int t = current_search_time();
2054     PonderSearch = false;
2055
2056     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2057                            && !AspirationFailLow
2058                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2059
2060     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2061                      || stillAtFirstMove;
2062
2063     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2064         AbortSearch = true;
2065   }
2066
2067
2068   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2069   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2070
2071   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2072
2073     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2074     {
2075         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2076         ss->skipNullMove = false;
2077         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2078         ss->sp = NULL;
2079
2080         if (i < 3)
2081             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2082     }
2083   }
2084
2085
2086   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2087   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2088   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2089   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2090   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2091   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2092
2093   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2094
2095     std::string command;
2096
2097     while (true)
2098     {
2099         if (!std::getline(std::cin, command))
2100             command = "quit";
2101
2102         if (command == "quit")
2103         {
2104             Quit = true;
2105             break;
2106         }
2107         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2108             break;
2109     }
2110   }
2111
2112
2113   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2114   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2115
2116   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2117
2118     cout << "info depth " << Iteration
2119          << " score "     << value_to_uci(value)
2120          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2121          << " time "  << current_search_time()
2122          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2123          << " nps "   << nps()
2124          << " pv ";
2125
2126     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2127         cout << *m << " ";
2128
2129     cout << endl;
2130
2131     if (UseLogFile)
2132     {
2133         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2134                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2135
2136         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2137                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2138     }
2139   }
2140
2141
2142   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2143   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2144   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2145
2146   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2147
2148     StateInfo st;
2149     TTEntry* tte;
2150     Position p(pos, pos.thread());
2151     Value v, m = VALUE_NONE;
2152
2153     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2154     {
2155         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2156         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2157         {
2158             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2159             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2160         }
2161         p.do_move(pv[i], st);
2162     }
2163   }
2164
2165
2166   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2167   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2168   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2169   // long PV to print that is important for position analysis.
2170
2171   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2172
2173     StateInfo st;
2174     TTEntry* tte;
2175     Position p(pos, pos.thread());
2176     int ply = 0;
2177
2178     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2179
2180     pv[ply] = bestMove;
2181     p.do_move(pv[ply++], st);
2182
2183     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2184            && tte->move() != MOVE_NONE
2185            && move_is_legal(p, tte->move())
2186            && ply < PLY_MAX
2187            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2188     {
2189         pv[ply] = tte->move();
2190         p.do_move(pv[ply++], st);
2191     }
2192     pv[ply] = MOVE_NONE;
2193   }
2194
2195
2196   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2197   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2198   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2199   // threads and one for Windows threads.
2200
2201 #if !defined(_MSC_VER)
2202
2203   void* init_thread(void *threadID) {
2204
2205     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2206     return NULL;
2207   }
2208
2209 #else
2210
2211   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2212
2213     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2214     return 0;
2215   }
2216
2217 #endif
2218
2219
2220   /// The ThreadsManager class
2221
2222   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2223   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2224   // counters used to sort the moves at root.
2225
2226   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2227
2228     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2229         threads[i].nodes = 0ULL;
2230   }
2231
2232   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2233
2234     int64_t result = 0ULL;
2235     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2236         result += threads[i].nodes;
2237
2238     return result;
2239   }
2240
2241
2242   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2243   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2244   // object for which the current thread is the master.
2245
2246   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2247
2248     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2249
2250     while (true)
2251     {
2252         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2253         // master should exit as last one.
2254         if (AllThreadsShouldExit)
2255         {
2256             assert(!sp);
2257             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2258             return;
2259         }
2260
2261         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2262         // instead of wasting CPU time polling for work.
2263         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2264         {
2265             assert(!sp);
2266             assert(threadID != 0);
2267             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2268
2269 #if !defined(_MSC_VER)
2270             lock_grab(&WaitLock);
2271             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2272                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2273             lock_release(&WaitLock);
2274 #else
2275             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2276 #endif
2277         }
2278
2279         // If thread has just woken up, mark it as available
2280         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2281             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2282
2283         // If this thread has been assigned work, launch a search
2284         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2285         {
2286             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2287
2288             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2289
2290             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2291                 do_sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2292             else
2293                 do_sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2294
2295             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2296
2297             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2298         }
2299
2300         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2301         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2302         int i = 0;
2303         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2304
2305         if (i == ActiveThreads)
2306         {
2307             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2308             // be sure sp->lock has been released before to return.
2309             lock_grab(&(sp->lock));
2310             lock_release(&(sp->lock));
2311
2312             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2313             // because here is all finished is not possible master is booked.
2314             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2315
2316             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2317             return;
2318         }
2319     }
2320   }
2321
2322
2323   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2324   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2325   // objects.
2326
2327   void ThreadsManager::init_threads() {
2328
2329     volatile int i;
2330     bool ok;
2331
2332 #if !defined(_MSC_VER)
2333     pthread_t pthread[1];
2334 #endif
2335
2336     // Initialize global locks
2337     lock_init(&MPLock);
2338     lock_init(&WaitLock);
2339
2340 #if !defined(_MSC_VER)
2341     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2342 #else
2343     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2344         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2345 #endif
2346
2347     // Initialize splitPoints[] locks
2348     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2349         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2350             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2351
2352     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2353     AllThreadsShouldExit = false;
2354
2355     // Threads will be put to sleep as soon as created
2356     AllThreadsShouldSleep = true;
2357
2358     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2359     ActiveThreads = 1;
2360     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2361     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2362         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2363
2364     // Launch the helper threads
2365     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2366     {
2367
2368 #if !defined(_MSC_VER)
2369         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2370 #else
2371         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2372 #endif
2373
2374         if (!ok)
2375         {
2376             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2377             Application::exit_with_failure();
2378         }
2379
2380         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2381         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2382     }
2383   }
2384
2385
2386   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2387   // helper threads exit cleanly.
2388
2389   void ThreadsManager::exit_threads() {
2390
2391     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // Wake up all the threads
2392     AllThreadsShouldExit = true;  // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2393     AllThreadsShouldSleep = true; // Avoid an assert in wake_sleeping_threads()
2394     wake_sleeping_threads();
2395
2396     // Wait for thread termination
2397     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2398         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2399
2400     // Now we can safely destroy the locks
2401     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2402         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2403             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2404
2405     lock_destroy(&WaitLock);
2406     lock_destroy(&MPLock);
2407   }
2408
2409
2410   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2411   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2412   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2413
2414   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2415
2416     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2417
2418     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2419
2420     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2421     return sp != NULL;
2422   }
2423
2424
2425   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2426   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2427   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2428   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2429   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2430   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2431   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2432
2433   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2434
2435     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2436     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2437     assert(ActiveThreads > 1);
2438
2439     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2440         return false;
2441
2442     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2443     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2444
2445     // No active split points means that the thread is available as
2446     // a slave for any other thread.
2447     if (localActiveSplitPoints == 0 || ActiveThreads == 2)
2448         return true;
2449
2450     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2451     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2452     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2453     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2454         return true;
2455
2456     return false;
2457   }
2458
2459
2460   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2461   // a slave for the thread with threadID "master".
2462
2463   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2464
2465     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2466     assert(ActiveThreads > 1);
2467
2468     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2469         if (thread_is_available(i, master))
2470             return true;
2471
2472     return false;
2473   }
2474
2475
2476   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2477   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2478   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2479   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2480   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2481   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2482   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2483   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2484   // split() returns.
2485
2486   template <bool Fake>
2487   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2488                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2489                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2490     assert(p.is_ok());
2491     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2492     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2493     assert(*bestValue <= *alpha);
2494     assert(*alpha < beta);
2495     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2496     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2497     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2498     assert(ActiveThreads > 1);
2499
2500     int i, master = p.thread();
2501     Thread& masterThread = threads[master];
2502
2503     lock_grab(&MPLock);
2504
2505     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2506     // active split points, don't split.
2507     if (   !available_thread_exists(master)
2508         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2509     {
2510         lock_release(&MPLock);
2511         return;
2512     }
2513
2514     // Pick the next available split point object from the split point stack
2515     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2516
2517     // Initialize the split point object
2518     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2519     splitPoint.stopRequest = false;
2520     splitPoint.ply = ply;
2521     splitPoint.depth = depth;
2522     splitPoint.threatMove = threatMove;
2523     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2524     splitPoint.alpha = *alpha;
2525     splitPoint.beta = beta;
2526     splitPoint.pvNode = pvNode;
2527     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2528     splitPoint.mp = mp;
2529     splitPoint.moveCount = moveCount;
2530     splitPoint.pos = &p;
2531     splitPoint.parentSstack = ss;
2532     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2533         splitPoint.slaves[i] = 0;
2534
2535     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2536
2537     // If we are here it means we are not available
2538     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2539
2540     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2541
2542     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2543     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2544         if (thread_is_available(i, master))
2545         {
2546             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2547             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2548             splitPoint.slaves[i] = 1;
2549             workersCnt++;
2550         }
2551
2552     assert(Fake || workersCnt > 1);
2553
2554     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2555     lock_release(&MPLock);
2556
2557     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2558     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2559     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2560         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2561         {
2562             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2563
2564             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2565
2566             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2567         }
2568
2569     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2570     // which it will instantly launch a search, because its state is
2571     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2572     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2573     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2574     idle_loop(master, &splitPoint);
2575
2576     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2577     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2578     lock_grab(&MPLock);
2579
2580     *alpha = splitPoint.alpha;
2581     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2582     masterThread.activeSplitPoints--;
2583     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2584
2585     lock_release(&MPLock);
2586   }
2587
2588
2589   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2590   // to start a new search from the root.
2591
2592   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2593
2594     assert(AllThreadsShouldSleep);
2595     assert(ActiveThreads > 0);
2596
2597     AllThreadsShouldSleep = false;
2598
2599     if (ActiveThreads == 1)
2600         return;
2601
2602 #if !defined(_MSC_VER)
2603     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2604     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2605     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2606 #else
2607     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2608         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2609 #endif
2610
2611   }
2612
2613
2614   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2615   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2616   // finished the job and should be idle.
2617
2618   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2619
2620     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2621
2622     // This makes the threads to go to sleep
2623     AllThreadsShouldSleep = true;
2624   }
2625
2626   /// The RootMoveList class
2627
2628   // RootMoveList c'tor
2629
2630   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2631
2632     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2633     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2634     StateInfo st;
2635     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2636
2637     // Initialize search stack
2638     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2639     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2640     count = 0;
2641
2642     // Generate all legal moves
2643     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2644
2645     // Add each move to the moves[] array
2646     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2647     {
2648         bool includeMove = includeAllMoves;
2649
2650         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2651             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2652
2653         if (!includeMove)
2654             continue;
2655
2656         // Find a quick score for the move
2657         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2658         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2659         pos.do_move(cur->move, st);
2660         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2661         pos.undo_move(cur->move);
2662         count++;
2663     }
2664     sort();
2665   }
2666
2667   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2668   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2669
2670   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2671   {
2672       Move move;
2673       int score = 1000;
2674       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2675
2676       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2677           for (int i = 0; i < count; i++)
2678               if (moves[i].move == move)
2679               {
2680                   moves[i].mp_score = score--;
2681                   break;
2682               }
2683   }
2684
2685   // RootMoveList simple methods definitions
2686
2687   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2688
2689     int j;
2690
2691     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2692         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2693
2694     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2695   }
2696
2697
2698   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2699   // iteration.
2700
2701   void RootMoveList::sort() {
2702
2703     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2704   }
2705
2706
2707   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2708   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2709   // correctly in MultiPV mode.
2710
2711   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2712
2713     int i,j;
2714
2715     for (i = 1; i <= n; i++)
2716     {
2717         RootMove rm = moves[i];
2718         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2719             moves[j] = moves[j - 1];
2720
2721         moves[j] = rm;
2722     }
2723   }
2724
2725 } // namespace