]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Retire LMR intermediate research
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score <= m.non_pv_score;
128     }
129     void set_pv(const Move newPv[]);
130
131     int64_t nodes;
132     Value pv_score, non_pv_score;
133     Move move, pv[PLY_MAX_PLUS_2];
134   };
135
136   RootMove::RootMove() : nodes(0) {
137
138       pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
139       move = pv[0] = MOVE_NONE;
140   }
141
142   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
143
144       pv_score = rm.pv_score; non_pv_score = rm.non_pv_score;
145       nodes = rm.nodes; move = rm.move;
146       set_pv(rm.pv); // Skip costly full pv[] copy
147       return *this;
148   }
149
150   void RootMove::set_pv(const Move newPv[]) {
151
152     Move* p = pv;
153
154     while (*newPv != MOVE_NONE)
155         *p++ = *newPv++;
156
157     *p = MOVE_NONE;
158   }
159
160
161   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
162   // with an handful of methods above the standard ones.
163
164   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
165
166     typedef std::vector<RootMove> Base;
167
168     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
169     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
170
171     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
172     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
173   };
174
175
176   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
177   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
178   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
179   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
180   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
181   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
182   enum set960 {};
183
184   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
185
186     os.iword(0) = int(m);
187     return os;
188   }
189
190
191   /// Adjustments
192
193   // Step 6. Razoring
194
195   // Maximum depth for razoring
196   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
197
198   // Dynamic razoring margin based on depth
199   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
200
201   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
202   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
203
204   // Step 9. Internal iterative deepening
205
206   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
207   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
208
209   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
210   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
211   const Value IIDMargin = Value(0x100);
212
213   // Step 11. Decide the new search depth
214
215   // Extensions. Configurable UCI options
216   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
217   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
218   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
219
220   // Minimum depth for use of singular extension
221   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
222
223   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
224   // remaining ones we will extend it.
225   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
226
227   // Step 12. Futility pruning
228
229   // Futility margin for quiescence search
230   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
231
232   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
233   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
234   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
235
236   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
237   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
238
239   // Step 14. Reduced search
240
241   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
242   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
243
244   template <NodeType PV>
245   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
246
247   // Common adjustments
248
249   // Search depth at iteration 1
250   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
251
252   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
253   // better than the second best move.
254   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
255
256
257   /// Namespace variables
258
259   // Book object
260   Book OpeningBook;
261
262   // Iteration counter
263   int Iteration;
264
265   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
266   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
267   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
268
269   // Search window management
270   int AspirationDelta;
271
272   // MultiPV mode
273   int MultiPV;
274
275   // Time managment variables
276   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
277   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
278   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
279   TimeManager TimeMgr;
280
281   // Log file
282   bool UseLogFile;
283   std::ofstream LogFile;
284
285   // Multi-threads manager object
286   ThreadsManager ThreadsMgr;
287
288   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
289   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
290   int NodesSincePoll;
291   int NodesBetweenPolls = 30000;
292
293   // History table
294   History H;
295
296   /// Local functions
297
298   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
299   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
300
301   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
302   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
303
304   template <NodeType PvNode>
305   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
306
307   template <NodeType PvNode>
308   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
309
310       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
311                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
312   }
313
314   template <NodeType PvNode>
315   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
316
317   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
318   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
319   bool value_is_mate(Value value);
320   Value value_to_tt(Value v, int ply);
321   Value value_from_tt(Value v, int ply);
322   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
323   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
324   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
325   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
326   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
327   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
328
329   int current_search_time();
330   std::string value_to_uci(Value v);
331   int nps(const Position& pos);
332   void poll(const Position& pos);
333   void ponderhit();
334   void wait_for_stop_or_ponderhit();
335   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
336   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
337   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
338   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
339
340 #if !defined(_MSC_VER)
341   void* init_thread(void* threadID);
342 #else
343   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
344 #endif
345
346 }
347
348
349 ////
350 //// Functions
351 ////
352
353 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
354 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
355
356 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
357 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
358
359
360 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
361
362 void init_search() {
363
364   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
365   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
366   int mc; // moveCount
367
368   // Init reductions array
369   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
370   {
371       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
372       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
373       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
374       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
375   }
376
377   // Init futility margins array
378   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
379       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
380
381   // Init futility move count array
382   for (d = 0; d < 32; d++)
383       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
384 }
385
386
387 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
388 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
389
390 int perft(Position& pos, Depth depth)
391 {
392     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
393     StateInfo st;
394     Move m;
395     int sum = 0;
396
397     // Generate all legal moves
398     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
399
400     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
401     // the moves, just to count them.
402     if (depth <= ONE_PLY)
403         return int(last - mlist);
404
405     // Loop through all legal moves
406     CheckInfo ci(pos);
407     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
408     {
409         m = cur->move;
410         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
411         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
412         pos.undo_move(m);
413     }
414     return sum;
415 }
416
417
418 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
419 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
420 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
421 /// when a quit command is received during the search.
422
423 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
424            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
425
426   // Initialize global search variables
427   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
428   NodesSincePoll = 0;
429   SearchStartTime = get_system_time();
430   ExactMaxTime = maxTime;
431   MaxDepth = maxDepth;
432   MaxNodes = maxNodes;
433   InfiniteSearch = infinite;
434   PonderSearch = ponder;
435   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
436
437   // Look for a book move, only during games, not tests
438   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
439   {
440       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
441           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
442
443       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
444       if (bookMove != MOVE_NONE)
445       {
446           if (PonderSearch)
447               wait_for_stop_or_ponderhit();
448
449           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
450           return true;
451       }
452   }
453
454   // Read UCI option values
455   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
456   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
457   {
458       Options["Clear Hash"].set_value("false");
459       TT.clear();
460   }
461
462   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
463   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
464   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
465   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
466   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
467   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
468   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
469   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
470   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
471   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
472   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
473   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
474   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
475   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
476
477   if (UseLogFile)
478       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
479
480   read_weights(pos.side_to_move());
481
482   // Set the number of active threads
483   ThreadsMgr.read_uci_options();
484   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
485
486   // Wake up needed threads
487   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
488       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
489
490   // Set thinking time
491   int myTime = time[pos.side_to_move()];
492   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
493   if (UseTimeManagement)
494       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
495
496   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
497   // heavy time pressure.
498   if (MaxNodes)
499       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
500   else if (myTime && myTime < 1000)
501       NodesBetweenPolls = 1000;
502   else if (myTime && myTime < 5000)
503       NodesBetweenPolls = 5000;
504   else
505       NodesBetweenPolls = 30000;
506
507   // Write search information to log file
508   if (UseLogFile)
509       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
510               << "infinite: "  << infinite
511               << " ponder: "   << ponder
512               << " time: "     << myTime
513               << " increment: " << myIncrement
514               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
515
516   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
517   id_loop(pos, searchMoves);
518
519   if (UseLogFile)
520       LogFile.close();
521
522   // This makes all the threads to go to sleep
523   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
524
525   return !Quit;
526 }
527
528
529 namespace {
530
531   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
532   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
533   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
534   // reached.
535
536   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
537
538     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
539     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
540     Move EasyMove = MOVE_NONE;
541     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
542
543     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
544     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
545
546     // Handle special case of searching on a mate/stale position
547     if (rml.size() == 0)
548     {
549         if (PonderSearch)
550             wait_for_stop_or_ponderhit();
551
552         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
553     }
554
555     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
556     // so to output information also for iteration 1.
557     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
558          << "info depth " << 1
559          << "\ninfo depth " << 1
560          << " score " << value_to_uci(rml[0].pv_score)
561          << " time " << current_search_time()
562          << " nodes " << pos.nodes_searched()
563          << " nps " << nps(pos)
564          << " pv " << rml[0].move << "\n";
565
566     // Initialize
567     TT.new_search();
568     H.clear();
569     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
570     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
571     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
572     Iteration = 1;
573
574     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
575     if (   rml.size() == 1
576         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
577         EasyMove = rml[0].move;
578
579     // Iterative deepening loop
580     while (Iteration < PLY_MAX)
581     {
582         // Initialize iteration
583         Iteration++;
584         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
585
586         cout << "info depth " << Iteration << endl;
587
588         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
589         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
590         {
591             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
592             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
593
594             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
595             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
596
597             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
598             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
599         }
600
601         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
602         value = root_search(pos, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
603
604         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
605         // been overwritten during the search.
606         insert_pv_in_tt(pos, pv);
607
608         if (AbortSearch)
609             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
610
611         //Save info about search result
612         ValueByIteration[Iteration] = value;
613
614         // Drop the easy move if differs from the new best move
615         if (pv[0] != EasyMove)
616             EasyMove = MOVE_NONE;
617
618         if (UseTimeManagement)
619         {
620             // Time to stop?
621             bool stopSearch = false;
622
623             // Stop search early if there is only a single legal move,
624             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
625             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
626                 stopSearch = true;
627
628             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
629             if (  Iteration >= 6
630                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
631                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
632                 stopSearch = true;
633
634             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
635             if (   Iteration >= 8
636                 && EasyMove == pv[0]
637                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
638                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
639                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
640                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
641                 stopSearch = true;
642
643             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
644             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
645                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
646                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
647
648             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
649             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
650             // move at the next iteration anyway.
651             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
652                 stopSearch = true;
653
654             if (stopSearch)
655             {
656                 if (PonderSearch)
657                     StopOnPonderhit = true;
658                 else
659                     break;
660             }
661         }
662
663         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
664             break;
665     }
666
667     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
668     // best move before we are told to do so.
669     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
670         wait_for_stop_or_ponderhit();
671     else
672         // Print final search statistics
673         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
674              << " nps " << nps(pos)
675              << " time " << current_search_time() << endl;
676
677     // Print the best move and the ponder move to the standard output
678     if (pv[0] == MOVE_NONE || MultiPV > 1)
679     {
680         pv[0] = rml[0].move;
681         pv[1] = MOVE_NONE;
682     }
683
684     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
685
686     cout << "bestmove " << pv[0];
687
688     if (pv[1] != MOVE_NONE)
689         cout << " ponder " << pv[1];
690
691     cout << endl;
692
693     if (UseLogFile)
694     {
695         if (dbg_show_mean)
696             dbg_print_mean(LogFile);
697
698         if (dbg_show_hit_rate)
699             dbg_print_hit_rate(LogFile);
700
701         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
702                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
703                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, pv[0]);
704
705         StateInfo st;
706         pos.do_move(pv[0], st);
707         LogFile << "\nPonder move: "
708                 << move_to_san(pos, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
709                 << endl;
710     }
711     return rml[0].pv_score;
712   }
713
714
715   // root_search() is the function which searches the root node. It is
716   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
717   // scheme, prints some information to the standard output and handles
718   // the fail low/high loops.
719
720   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
721
722     StateInfo st;
723     CheckInfo ci(pos);
724     int64_t nodes;
725     Move move;
726     Depth depth, ext, newDepth;
727     Value value, alpha, beta;
728     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
729     int researchCountFH, researchCountFL;
730
731     researchCountFH = researchCountFL = 0;
732     alpha = *alphaPtr;
733     beta = *betaPtr;
734     isCheck = pos.is_check();
735     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
736
737     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
738     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
739
740     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
741     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
742     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
743
744     // Step 5. Evaluate the position statically
745     // At root we do this only to get reference value for child nodes
746     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
747     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
748
749     // Step 6. Razoring (omitted at root)
750     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
751     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
752     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
753
754     // Step extra. Fail low loop
755     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
756     // with bigger window until we are not failing low anymore.
757     while (1)
758     {
759         // Sort the moves before to (re)search
760         rml.set_non_pv_scores(pos);
761         rml.sort();
762
763         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
764         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
765         {
766             // This is used by time management
767             FirstRootMove = (i == 0);
768
769             // Save the current node count before the move is searched
770             nodes = pos.nodes_searched();
771
772             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
773             // the standard output.
774             move = ss->currentMove = rml[i].move;
775
776             if (current_search_time() >= 1000)
777                 cout << "info currmove " << move
778                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
779
780             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
781             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
782
783             // Step 11. Decide the new search depth
784             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
785             newDepth = depth + ext;
786
787             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
788
789             // Step extra. Fail high loop
790             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
791             // high anymore.
792             value = -VALUE_INFINITE;
793
794             while (1)
795             {
796                 // Step 13. Make the move
797                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
798
799                 // Step extra. pv search
800                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
801                 // and for fail high research (value > alpha)
802                 if (i < MultiPV || value > alpha)
803                 {
804                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
805                     if (MultiPV > 1)
806                         alpha = -VALUE_INFINITE;
807
808                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
809                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
810                 }
811                 else
812                 {
813                     // Step 14. Reduced search
814                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
815                     bool doFullDepthSearch = true;
816
817                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
818                         && !dangerous
819                         && !captureOrPromotion
820                         && !move_is_castle(move))
821                     {
822                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
823                         if (ss->reduction)
824                         {
825                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
826
827                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
828                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
829                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
830                         }
831                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
832                     }
833
834                     // Step 15. Full depth search
835                     if (doFullDepthSearch)
836                     {
837                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
838                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
839
840                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
841                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
842                         if (value > alpha)
843                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
844                     }
845                 }
846
847                 // Step 16. Undo move
848                 pos.undo_move(move);
849
850                 // Can we exit fail high loop ?
851                 if (AbortSearch || value < beta)
852                     break;
853
854                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
855                 // the score before research in case we run out of time while researching.
856                 rml[i].pv_score = value;
857                 ss->bestMove = move;
858                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
859                 rml[i].set_pv(pv);
860
861                 // Print information to the standard output
862                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
863
864                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
865                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
866                 researchCountFH++;
867
868             } // End of fail high loop
869
870             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
871             // was aborted because the user interrupted the search or because we
872             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
873             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
874             // move and/or PV.
875             if (AbortSearch)
876                 break;
877
878             // Remember searched nodes counts for this move
879             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
880
881             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
882             assert(value < beta);
883
884             // Step 17. Check for new best move
885             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
886                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
887             else
888             {
889                 // PV move or new best move!
890
891                 // Update PV
892                 rml[i].pv_score = value;
893                 ss->bestMove = move;
894                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
895                 rml[i].set_pv(pv);
896
897                 if (MultiPV == 1)
898                 {
899                     // We record how often the best move has been changed in each
900                     // iteration. This information is used for time managment: When
901                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
902                     if (i > 0)
903                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
904
905                     // Print information to the standard output
906                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
907
908                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
909                     if (value > alpha)
910                         alpha = value;
911                 }
912                 else // MultiPV > 1
913                 {
914                     rml.sort_multipv(i);
915                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
916                     {
917                         cout << "info multipv " << j + 1
918                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
919                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
920                              << " time " << current_search_time()
921                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
922                              << " nps " << nps(pos)
923                              << " pv ";
924
925                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
926                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
927
928                         cout << endl;
929                     }
930                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
931                 }
932             } // PV move or new best move
933
934             assert(alpha >= *alphaPtr);
935
936             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
937
938             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
939                 StopOnPonderhit = false;
940         }
941
942         // Can we exit fail low loop ?
943         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
944             break;
945
946         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
947         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
948         researchCountFL++;
949
950     } // Fail low loop
951
952     // Sort the moves before to return
953     rml.sort();
954
955     return alpha;
956   }
957
958
959   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
960   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
961   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
962   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
963   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
964   // here: This is taken care of after we return from the split point.
965
966   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
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     ValueType vt;
982     Value bestValue, value, oldAlpha;
983     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
984     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
985     bool mateThreat = false;
986     int moveCount = 0;
987     int threadID = pos.thread();
988     SplitPoint* sp = NULL;
989     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
990     oldAlpha = alpha;
991     isCheck = pos.is_check();
992
993     if (SpNode)
994     {
995         sp = ss->sp;
996         tte = NULL;
997         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
998         threatMove = sp->threatMove;
999         mateThreat = sp->mateThreat;
1000         goto split_point_start;
1001     }
1002     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
1003
1004     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1005     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1006     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1007
1008     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1009     {
1010         NodesSincePoll = 0;
1011         poll(pos);
1012     }
1013
1014     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1015     if (   AbortSearch
1016         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1017         || pos.is_draw()
1018         || ply >= PLY_MAX - 1)
1019         return VALUE_DRAW;
1020
1021     // Step 3. Mate distance pruning
1022     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1023     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1024     if (alpha >= beta)
1025         return alpha;
1026
1027     // Step 4. Transposition table lookup
1028
1029     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1030     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1031     excludedMove = ss->excludedMove;
1032     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1033
1034     tte = TT.retrieve(posKey);
1035     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1036
1037     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1038     // This is to avoid problems in the following areas:
1039     //
1040     // * Repetition draw detection
1041     // * Fifty move rule detection
1042     // * Searching for a mate
1043     // * Printing of full PV line
1044     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1045     {
1046         TT.refresh(tte);
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         && !value_is_mate(beta)
1079         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1080     {
1081         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1082         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1083         if (v < rbeta)
1084             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1085             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1086             return v;
1087     }
1088
1089     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1090     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1091     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1092     if (   !PvNode
1093         && !ss->skipNullMove
1094         &&  depth < RazorDepth
1095         && !isCheck
1096         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1097         && !value_is_mate(beta)
1098         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1099         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1100
1101     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1102     if (   !PvNode
1103         && !ss->skipNullMove
1104         &&  depth > ONE_PLY
1105         && !isCheck
1106         &&  refinedValue >= beta
1107         && !value_is_mate(beta)
1108         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1109     {
1110         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1111
1112         // Null move dynamic reduction based on depth
1113         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1114
1115         // Null move dynamic reduction based on value
1116         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1117             R++;
1118
1119         pos.do_null_move(st);
1120         (ss+1)->skipNullMove = true;
1121         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1122         (ss+1)->skipNullMove = false;
1123         pos.undo_null_move();
1124
1125         if (nullValue >= beta)
1126         {
1127             // Do not return unproven mate scores
1128             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1129                 nullValue = beta;
1130
1131             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1132                 return nullValue;
1133
1134             // Do verification search at high depths
1135             ss->skipNullMove = true;
1136             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1137             ss->skipNullMove = false;
1138
1139             if (v >= beta)
1140                 return nullValue;
1141         }
1142         else
1143         {
1144             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1145             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1146             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1147             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1148             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1149             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1150             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1151                 mateThreat = true;
1152
1153             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1154             if (   depth < ThreatDepth
1155                 && (ss-1)->reduction
1156                 && threatMove != MOVE_NONE
1157                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1158                 return beta - 1;
1159         }
1160     }
1161
1162     // Step 9. Internal iterative deepening
1163     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1164         &&  ttMove == MOVE_NONE
1165         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1166     {
1167         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1168
1169         ss->skipNullMove = true;
1170         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1171         ss->skipNullMove = false;
1172
1173         ttMove = ss->bestMove;
1174         tte = TT.retrieve(posKey);
1175     }
1176
1177     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1178     if (PvNode)
1179         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1180
1181 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1182
1183     // Initialize a MovePicker object for the current position
1184     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1185     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1186     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1187     CheckInfo ci(pos);
1188     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1189     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1190     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1191     singularExtensionNode =  !SpNode
1192                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1193                            && tte
1194                            && tte->move()
1195                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1196                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1197                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1198     if (SpNode)
1199     {
1200         lock_grab(&(sp->lock));
1201         bestValue = sp->bestValue;
1202     }
1203
1204     // Step 10. Loop through moves
1205     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1206     while (   bestValue < beta
1207            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1208            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1209     {
1210       assert(move_is_ok(move));
1211
1212       if (SpNode)
1213       {
1214           moveCount = ++sp->moveCount;
1215           lock_release(&(sp->lock));
1216       }
1217       else if (move == excludedMove)
1218           continue;
1219       else
1220           movesSearched[moveCount++] = move;
1221
1222       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1223       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1224
1225       // Step 11. Decide the new search depth
1226       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1227
1228       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1229       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1230       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1231       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1232       if (   singularExtensionNode
1233           && move == tte->move()
1234           && ext < ONE_PLY)
1235       {
1236           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1237
1238           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1239           {
1240               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1241               ss->excludedMove = move;
1242               ss->skipNullMove = true;
1243               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1244               ss->skipNullMove = false;
1245               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1246               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1247               if (v < b)
1248                   ext = ONE_PLY;
1249           }
1250       }
1251
1252       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1253       ss->currentMove = move;
1254       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1255
1256       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1257       if (   !PvNode
1258           && !captureOrPromotion
1259           && !isCheck
1260           && !dangerous
1261           &&  move != ttMove
1262           && !move_is_castle(move))
1263       {
1264           // Move count based pruning
1265           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1266               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1267               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1268           {
1269               if (SpNode)
1270                   lock_grab(&(sp->lock));
1271
1272               continue;
1273           }
1274
1275           // Value based pruning
1276           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1277           // but fixing this made program slightly weaker.
1278           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1279           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1280                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1281
1282           if (futilityValueScaled < beta)
1283           {
1284               if (SpNode)
1285               {
1286                   lock_grab(&(sp->lock));
1287                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1288                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1289               }
1290               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1291                   bestValue = futilityValueScaled;
1292
1293               continue;
1294           }
1295
1296           // Prune moves with negative SEE at low depths
1297           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1298               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1299               && pos.see_sign(move) < 0)
1300           {
1301               if (SpNode)
1302                   lock_grab(&(sp->lock));
1303
1304               continue;
1305           }
1306       }
1307
1308       // Step 13. Make the move
1309       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1310
1311       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1312       // The first move in list is the expected PV
1313       if (PvNode && moveCount == 1)
1314           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1315       else
1316       {
1317           // Step 14. Reduced depth search
1318           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1319           bool doFullDepthSearch = true;
1320
1321           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1322               && !captureOrPromotion
1323               && !dangerous
1324               && !move_is_castle(move)
1325               &&  ss->killers[0] != move
1326               &&  ss->killers[1] != move)
1327           {
1328               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1329
1330               if (ss->reduction)
1331               {
1332                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1333                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1334                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1335
1336                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1337               }
1338               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1339           }
1340
1341           // Step 15. Full depth search
1342           if (doFullDepthSearch)
1343           {
1344               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1345               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1346
1347               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1348               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1349               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1350               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1351                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1352           }
1353       }
1354
1355       // Step 16. Undo move
1356       pos.undo_move(move);
1357
1358       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1359
1360       // Step 17. Check for new best move
1361       if (SpNode)
1362       {
1363           lock_grab(&(sp->lock));
1364           bestValue = sp->bestValue;
1365           alpha = sp->alpha;
1366       }
1367
1368       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1369       {
1370           bestValue = value;
1371
1372           if (SpNode)
1373               sp->bestValue = value;
1374
1375           if (value > alpha)
1376           {
1377               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1378               {
1379                   alpha = value;
1380
1381                   if (SpNode)
1382                       sp->alpha = value;
1383               }
1384               else if (SpNode)
1385                   sp->betaCutoff = true;
1386
1387               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1388                   ss->mateKiller = move;
1389
1390               ss->bestMove = move;
1391
1392               if (SpNode)
1393                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1394           }
1395       }
1396
1397       // Step 18. Check for split
1398       if (   !SpNode
1399           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1400           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1401           && bestValue < beta
1402           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1403           && !AbortSearch
1404           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1405           && Iteration <= 99)
1406           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1407                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1408     }
1409
1410     // Step 19. Check for mate and stalemate
1411     // All legal moves have been searched and if there are
1412     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1413     // If one move was excluded return fail low score.
1414     if (!SpNode && !moveCount)
1415         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1416
1417     // Step 20. Update tables
1418     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1419     // history counters, and killer moves.
1420     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1421     {
1422         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1423         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1424              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1425
1426         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1427
1428         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1429         if (    bestValue >= beta
1430             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1431         {
1432             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1433             update_killers(move, ss);
1434         }
1435     }
1436
1437     if (SpNode)
1438     {
1439         // Here we have the lock still grabbed
1440         sp->slaves[threadID] = 0;
1441         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1442         lock_release(&(sp->lock));
1443     }
1444
1445     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1446
1447     return bestValue;
1448   }
1449
1450   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1451   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1452   // less than ONE_PLY).
1453
1454   template <NodeType PvNode>
1455   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1456
1457     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1458     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1459     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1460     assert(depth <= 0);
1461     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1462     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1463
1464     StateInfo st;
1465     Move ttMove, move;
1466     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1467     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1468     const TTEntry* tte;
1469     Depth ttDepth;
1470     Value oldAlpha = alpha;
1471
1472     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1473
1474     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1475     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1476         return VALUE_DRAW;
1477
1478     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1479     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1480     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1481     isCheck = pos.is_check();
1482     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1483
1484     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1485     // pruning, but only for move ordering.
1486     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1487     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1488
1489     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1490     {
1491         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1492         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1493     }
1494
1495     // Evaluate the position statically
1496     if (isCheck)
1497     {
1498         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1499         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1500         enoughMaterial = false;
1501     }
1502     else
1503     {
1504         if (tte)
1505         {
1506             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1507
1508             evalMargin = tte->static_value_margin();
1509             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1510         }
1511         else
1512             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1513
1514         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1515
1516         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1517         if (bestValue >= beta)
1518         {
1519             if (!tte)
1520                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1521
1522             return bestValue;
1523         }
1524
1525         if (PvNode && bestValue > alpha)
1526             alpha = bestValue;
1527
1528         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1529         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1530         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1531     }
1532
1533     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1534     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1535     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1536     // be generated.
1537     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1538     CheckInfo ci(pos);
1539
1540     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1541     while (   alpha < beta
1542            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1543     {
1544       assert(move_is_ok(move));
1545
1546       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1547
1548       // Futility pruning
1549       if (   !PvNode
1550           && !isCheck
1551           && !moveIsCheck
1552           &&  move != ttMove
1553           &&  enoughMaterial
1554           && !move_is_promotion(move)
1555           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1556       {
1557           futilityValue =  futilityBase
1558                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1559                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1560
1561           if (futilityValue < alpha)
1562           {
1563               if (futilityValue > bestValue)
1564                   bestValue = futilityValue;
1565               continue;
1566           }
1567       }
1568
1569       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1570       evasionPrunable =   isCheck
1571                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1572                        && !pos.move_is_capture(move)
1573                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1574
1575       // Don't search moves with negative SEE values
1576       if (   !PvNode
1577           && (!isCheck || evasionPrunable)
1578           &&  move != ttMove
1579           && !move_is_promotion(move)
1580           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1581           continue;
1582
1583       // Don't search useless checks
1584       if (   !PvNode
1585           && !isCheck
1586           &&  moveIsCheck
1587           &&  move != ttMove
1588           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1589           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1590           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1591       {
1592           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1593               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1594
1595           continue;
1596       }
1597
1598       // Update current move
1599       ss->currentMove = move;
1600
1601       // Make and search the move
1602       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1603       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1604       pos.undo_move(move);
1605
1606       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1607
1608       // New best move?
1609       if (value > bestValue)
1610       {
1611           bestValue = value;
1612           if (value > alpha)
1613           {
1614               alpha = value;
1615               ss->bestMove = move;
1616           }
1617        }
1618     }
1619
1620     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1621     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1622     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1623         return value_mated_in(ply);
1624
1625     // Update transposition table
1626     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1627     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1628
1629     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1630
1631     return bestValue;
1632   }
1633
1634
1635   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1636   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1637   // will be pruned.
1638
1639   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1640   {
1641     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1642     Square from, to, ksq, victimSq;
1643     Piece pc;
1644     Color them;
1645     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1646
1647     from = move_from(move);
1648     to = move_to(move);
1649     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1650     ksq = pos.king_square(them);
1651     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1652     pc = pos.piece_on(from);
1653
1654     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1655     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1656     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1657
1658     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1659     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1660
1661     if (!(b && (b & (b - 1))))
1662         return true;
1663
1664     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1665     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1666         && bit_is_set(kingAtt, to))
1667         return true;
1668
1669     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1670     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1671
1672     while (b)
1673     {
1674         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1675         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1676
1677         // Note that here we generate illegal "double move"!
1678         if (   futilityValue >= beta
1679             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1680             return true;
1681
1682         if (futilityValue > bv)
1683             bv = futilityValue;
1684     }
1685
1686     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1687     *bestValue = bv;
1688     return false;
1689   }
1690
1691
1692   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1693   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1694   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1695   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1696   // second move is assumed to be a move from the current position.
1697
1698   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1699
1700     Square f1, t1, f2, t2;
1701     Piece p;
1702
1703     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1704     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1705
1706     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1707     f2 = move_from(m2);
1708     t1 = move_to(m1);
1709     if (f2 == t1)
1710         return true;
1711
1712     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1713     t2 = move_to(m2);
1714     f1 = move_from(m1);
1715     if (t2 == f1)
1716         return true;
1717
1718     // Case 3: Moving through the vacated square
1719     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1720         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1721       return true;
1722
1723     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1724     p = pos.piece_on(t1);
1725     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1726         return true;
1727
1728     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1729     if (    piece_is_slider(p)
1730         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1731         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1732     {
1733         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1734         // move is the opposite of the checking piece.
1735         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1736         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1737
1738         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1739             return true;
1740     }
1741     return false;
1742   }
1743
1744
1745   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1746   // compensated for the ply.
1747
1748   bool value_is_mate(Value value) {
1749
1750     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1751
1752     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1753           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1754   }
1755
1756
1757   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1758   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1759   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1760
1761   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1762
1763     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1764       return v + ply;
1765
1766     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1767       return v - ply;
1768
1769     return v;
1770   }
1771
1772
1773   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1774   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1775
1776   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1777
1778     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1779       return v - ply;
1780
1781     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1782       return v + ply;
1783
1784     return v;
1785   }
1786
1787
1788   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1789   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1790   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1791   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1792   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1793   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1794   template <NodeType PvNode>
1795   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1796                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1797
1798     assert(m != MOVE_NONE);
1799
1800     Depth result = DEPTH_ZERO;
1801     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1802
1803     if (*dangerous)
1804     {
1805         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1806             result += CheckExtension[PvNode];
1807
1808         if (singleEvasion)
1809             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1810
1811         if (mateThreat)
1812             result += MateThreatExtension[PvNode];
1813     }
1814
1815     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1816     {
1817         Color c = pos.side_to_move();
1818         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1819         {
1820             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1821             *dangerous = true;
1822         }
1823         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1824         {
1825             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1826             *dangerous = true;
1827         }
1828     }
1829
1830     if (   captureOrPromotion
1831         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1832         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1833             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1834         && !move_is_promotion(m)
1835         && !move_is_ep(m))
1836     {
1837         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1838         *dangerous = true;
1839     }
1840
1841     if (   PvNode
1842         && captureOrPromotion
1843         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1844         && pos.see_sign(m) >= 0)
1845     {
1846         result += ONE_PLY / 2;
1847         *dangerous = true;
1848     }
1849
1850     return Min(result, ONE_PLY);
1851   }
1852
1853
1854   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1855   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1856
1857   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1858
1859     assert(move_is_ok(m));
1860     assert(threat && move_is_ok(threat));
1861     assert(!pos.move_is_check(m));
1862     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1863     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1864
1865     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1866
1867     mfrom = move_from(m);
1868     mto = move_to(m);
1869     tfrom = move_from(threat);
1870     tto = move_to(threat);
1871
1872     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1873     if (mfrom == tto)
1874         return true;
1875
1876     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1877     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1878     if (   pos.move_is_capture(threat)
1879         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1880             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1881         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1882         return true;
1883
1884     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1885     // prune safe moves which block its ray.
1886     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1887         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1888         && pos.see_sign(m) >= 0)
1889         return true;
1890
1891     return false;
1892   }
1893
1894
1895   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1896   // can be used at a given point in search.
1897
1898   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1899
1900     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1901
1902     return   (   tte->depth() >= depth
1903               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1904               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1905
1906           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1907               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1908   }
1909
1910
1911   // refine_eval() returns the transposition table score if
1912   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1913
1914   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1915
1916       assert(tte);
1917
1918       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1919
1920       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1921           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1922           return v;
1923
1924       return defaultEval;
1925   }
1926
1927
1928   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1929   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1930
1931   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1932                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1933     Move m;
1934
1935     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1936
1937     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1938     {
1939         m = movesSearched[i];
1940
1941         assert(m != move);
1942
1943         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1944             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1945     }
1946   }
1947
1948
1949   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1950   // among the killer moves of that ply.
1951
1952   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1953
1954     if (m == ss->killers[0])
1955         return;
1956
1957     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1958     ss->killers[0] = m;
1959   }
1960
1961
1962   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1963   // the static position evaluation before and after the move.
1964
1965   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1966
1967     if (   m != MOVE_NULL
1968         && before != VALUE_NONE
1969         && after != VALUE_NONE
1970         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1971         && !move_is_special(m))
1972         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1973   }
1974
1975
1976   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1977   // since the beginning of the current search.
1978
1979   int current_search_time() {
1980
1981     return get_system_time() - SearchStartTime;
1982   }
1983
1984
1985   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1986
1987   std::string value_to_uci(Value v) {
1988
1989     std::stringstream s;
1990
1991     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1992       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1993     else
1994       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1995
1996     return s.str();
1997   }
1998
1999   // nps() computes the current nodes/second count.
2000
2001   int nps(const Position& pos) {
2002
2003     int t = current_search_time();
2004     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2005   }
2006
2007
2008   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2009   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2010   // search.
2011
2012   void poll(const Position& pos) {
2013
2014     static int lastInfoTime;
2015     int t = current_search_time();
2016
2017     //  Poll for input
2018     if (data_available())
2019     {
2020         // We are line oriented, don't read single chars
2021         std::string command;
2022
2023         if (!std::getline(std::cin, command))
2024             command = "quit";
2025
2026         if (command == "quit")
2027         {
2028             AbortSearch = true;
2029             PonderSearch = false;
2030             Quit = true;
2031             return;
2032         }
2033         else if (command == "stop")
2034         {
2035             AbortSearch = true;
2036             PonderSearch = false;
2037         }
2038         else if (command == "ponderhit")
2039             ponderhit();
2040     }
2041
2042     // Print search information
2043     if (t < 1000)
2044         lastInfoTime = 0;
2045
2046     else if (lastInfoTime > t)
2047         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2048         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2049         lastInfoTime = 0;
2050
2051     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2052     {
2053         lastInfoTime = t;
2054
2055         if (dbg_show_mean)
2056             dbg_print_mean();
2057
2058         if (dbg_show_hit_rate)
2059             dbg_print_hit_rate();
2060
2061         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2062              << " time " << t << endl;
2063     }
2064
2065     // Should we stop the search?
2066     if (PonderSearch)
2067         return;
2068
2069     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2070                            && !AspirationFailLow
2071                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2072
2073     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2074                      || stillAtFirstMove;
2075
2076     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2077         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2078         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2079         AbortSearch = true;
2080   }
2081
2082
2083   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2084   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2085   // it correctly predicted the opponent's move.
2086
2087   void ponderhit() {
2088
2089     int t = current_search_time();
2090     PonderSearch = false;
2091
2092     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2093                            && !AspirationFailLow
2094                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2095
2096     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2097                      || stillAtFirstMove;
2098
2099     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2100         AbortSearch = true;
2101   }
2102
2103
2104   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2105   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2106
2107   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2108
2109     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2110     {
2111         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2112         ss->skipNullMove = false;
2113         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2114         ss->sp = NULL;
2115
2116         if (i < 3)
2117             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2118     }
2119   }
2120
2121
2122   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2123   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2124   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2125   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2126   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2127   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2128
2129   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2130
2131     std::string command;
2132
2133     while (true)
2134     {
2135         if (!std::getline(std::cin, command))
2136             command = "quit";
2137
2138         if (command == "quit")
2139         {
2140             Quit = true;
2141             break;
2142         }
2143         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2144             break;
2145     }
2146   }
2147
2148
2149   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2150   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2151
2152   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2153
2154     cout << "info depth " << Iteration
2155          << " score "     << value_to_uci(value)
2156          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2157          << " time "  << current_search_time()
2158          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2159          << " nps "   << nps(pos)
2160          << " pv ";
2161
2162     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2163         cout << *m << " ";
2164
2165     cout << endl;
2166
2167     if (UseLogFile)
2168     {
2169         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2170                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2171
2172         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2173     }
2174   }
2175
2176
2177   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2178   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2179   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2180
2181   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2182
2183     StateInfo st;
2184     TTEntry* tte;
2185     Position p(pos, pos.thread());
2186     Value v, m = VALUE_NONE;
2187
2188     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2189     {
2190         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2191         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2192         {
2193             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2194             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2195         }
2196         p.do_move(pv[i], st);
2197     }
2198   }
2199
2200
2201   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2202   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2203   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2204   // long PV to print that is important for position analysis.
2205
2206   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2207
2208     StateInfo st;
2209     TTEntry* tte;
2210     Position p(pos, pos.thread());
2211     int ply = 0;
2212
2213     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2214
2215     pv[ply] = bestMove;
2216     p.do_move(pv[ply++], st);
2217
2218     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2219            && tte->move() != MOVE_NONE
2220            && move_is_legal(p, tte->move())
2221            && ply < PLY_MAX
2222            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2223     {
2224         pv[ply] = tte->move();
2225         p.do_move(pv[ply++], st);
2226     }
2227     pv[ply] = MOVE_NONE;
2228   }
2229
2230
2231   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2232   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2233   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2234   // threads and one for Windows threads.
2235
2236 #if !defined(_MSC_VER)
2237
2238   void* init_thread(void* threadID) {
2239
2240     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2241     return NULL;
2242   }
2243
2244 #else
2245
2246   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2247
2248     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2249     return 0;
2250   }
2251
2252 #endif
2253
2254
2255   /// The ThreadsManager class
2256
2257
2258   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2259   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2260   // to start a new search.
2261
2262   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2263
2264     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2265     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2266     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2267     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2268   }
2269
2270
2271   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2272   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2273   // object for which the current thread is the master.
2274
2275   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2276
2277     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2278
2279     int i;
2280     bool allFinished = false;
2281
2282     while (true)
2283     {
2284         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2285         // master should exit as last one.
2286         if (allThreadsShouldExit)
2287         {
2288             assert(!sp);
2289             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2290             return;
2291         }
2292
2293         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2294         // instead of wasting CPU time polling for work.
2295         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2296                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2297         {
2298             assert(!sp || useSleepingThreads);
2299             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2300
2301             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2302                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2303
2304             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2305             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2306
2307             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2308             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2309             allFinished = (i == activeThreads);
2310
2311             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2312             {
2313                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2314                 break;
2315             }
2316
2317             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2318             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2319                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2320
2321             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2322         }
2323
2324         // If this thread has been assigned work, launch a search
2325         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2326         {
2327             assert(!allThreadsShouldExit);
2328
2329             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2330
2331             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2332             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2333             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2334             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2335             ss->sp = tsp;
2336
2337             if (tsp->pvNode)
2338                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2339             else
2340                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2341
2342             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2343
2344             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2345
2346             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2347             // case we are the last slave of the split point.
2348             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2349                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2350         }
2351
2352         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2353         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2354         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2355         allFinished = (i == activeThreads);
2356
2357         if (allFinished)
2358         {
2359             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2360             // be sure sp->lock has been released before to return.
2361             lock_grab(&(sp->lock));
2362             lock_release(&(sp->lock));
2363
2364             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2365             // because here is all finished is not possible master is booked.
2366             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2367
2368             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2369             return;
2370         }
2371     }
2372   }
2373
2374
2375   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2376   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2377   // objects.
2378
2379   void ThreadsManager::init_threads() {
2380
2381     int i, arg[MAX_THREADS];
2382     bool ok;
2383
2384     // Initialize global locks
2385     lock_init(&mpLock);
2386
2387     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2388     {
2389         lock_init(&sleepLock[i]);
2390         cond_init(&sleepCond[i]);
2391     }
2392
2393     // Initialize splitPoints[] locks
2394     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2395         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2396             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2397
2398     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2399     allThreadsShouldExit = false;
2400
2401     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2402     activeThreads = 1;
2403
2404     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2405     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2406     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2407         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2408
2409     // Launch the helper threads
2410     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2411     {
2412         arg[i] = i;
2413
2414 #if !defined(_MSC_VER)
2415         pthread_t pthread[1];
2416         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2417         pthread_detach(pthread[0]);
2418 #else
2419         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2420 #endif
2421         if (!ok)
2422         {
2423             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2424             exit(EXIT_FAILURE);
2425         }
2426
2427         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2428         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2429     }
2430   }
2431
2432
2433   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2434   // helper threads exit cleanly.
2435
2436   void ThreadsManager::exit_threads() {
2437
2438     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2439
2440     // Wake up all the threads and waits for termination
2441     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2442     {
2443         wake_sleeping_thread(i);
2444         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2445     }
2446
2447     // Now we can safely destroy the locks
2448     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2449         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2450             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2451
2452     lock_destroy(&mpLock);
2453
2454     // Now we can safely destroy the wait conditions
2455     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2456     {
2457         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2458         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2459     }
2460   }
2461
2462
2463   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2464   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2465   // the current split point.
2466
2467   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2468
2469     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2470
2471     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2472
2473     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2474     return sp != NULL;
2475   }
2476
2477
2478   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2479   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2480   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2481   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2482   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2483   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2484   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2485
2486   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2487
2488     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2489     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2490     assert(activeThreads > 1);
2491
2492     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2493         return false;
2494
2495     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2496     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2497
2498     // No active split points means that the thread is available as
2499     // a slave for any other thread.
2500     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2501         return true;
2502
2503     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2504     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2505     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2506     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2507         return true;
2508
2509     return false;
2510   }
2511
2512
2513   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2514   // a slave for the thread with threadID "master".
2515
2516   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2517
2518     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2519     assert(activeThreads > 1);
2520
2521     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2522         if (thread_is_available(i, master))
2523             return true;
2524
2525     return false;
2526   }
2527
2528
2529   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2530   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2531   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2532   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2533   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2534   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2535   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2536   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2537
2538   template <bool Fake>
2539   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2540                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2541                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2542     assert(pos.is_ok());
2543     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2544     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2545     assert(*bestValue <= *alpha);
2546     assert(*alpha < beta);
2547     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2548     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2549     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2550     assert(activeThreads > 1);
2551
2552     int i, master = pos.thread();
2553     Thread& masterThread = threads[master];
2554
2555     lock_grab(&mpLock);
2556
2557     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2558     // active split points, don't split.
2559     if (   !available_thread_exists(master)
2560         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2561     {
2562         lock_release(&mpLock);
2563         return;
2564     }
2565
2566     // Pick the next available split point object from the split point stack
2567     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2568
2569     // Initialize the split point object
2570     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2571     splitPoint.master = master;
2572     splitPoint.betaCutoff = false;
2573     splitPoint.ply = ply;
2574     splitPoint.depth = depth;
2575     splitPoint.threatMove = threatMove;
2576     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2577     splitPoint.alpha = *alpha;
2578     splitPoint.beta = beta;
2579     splitPoint.pvNode = pvNode;
2580     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2581     splitPoint.mp = mp;
2582     splitPoint.moveCount = moveCount;
2583     splitPoint.pos = &pos;
2584     splitPoint.nodes = 0;
2585     splitPoint.parentSstack = ss;
2586     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2587         splitPoint.slaves[i] = 0;
2588
2589     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2590
2591     // If we are here it means we are not available
2592     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2593
2594     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2595
2596     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2597     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2598         if (thread_is_available(i, master))
2599         {
2600             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2601             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2602             splitPoint.slaves[i] = 1;
2603             workersCnt++;
2604         }
2605
2606     assert(Fake || workersCnt > 1);
2607
2608     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2609     lock_release(&mpLock);
2610
2611     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2612     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2613     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2614         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2615         {
2616             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2617
2618             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2619
2620             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2621
2622             if (useSleepingThreads && i != master)
2623                 wake_sleeping_thread(i);
2624         }
2625
2626     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2627     // which it will instantly launch a search, because its state is
2628     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2629     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2630     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2631     idle_loop(master, &splitPoint);
2632
2633     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2634     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2635     lock_grab(&mpLock);
2636
2637     *alpha = splitPoint.alpha;
2638     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2639     masterThread.activeSplitPoints--;
2640     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2641     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2642
2643     lock_release(&mpLock);
2644   }
2645
2646
2647   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2648   // when it is time to start a new search.
2649
2650   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2651
2652      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2653      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2654      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2655   }
2656
2657
2658   /// The RootMoveList class
2659
2660   // RootMoveList c'tor
2661
2662   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2663
2664     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2665     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2666     StateInfo st;
2667     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2668
2669     // Initialize search stack
2670     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2671     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2672
2673     // Generate all legal moves
2674     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2675
2676     // Add each move to the moves[] array
2677     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2678     {
2679         bool includeMove = includeAllMoves;
2680
2681         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2682             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2683
2684         if (!includeMove)
2685             continue;
2686
2687         // Find a quick score for the move and add to the list
2688         RootMove rm;
2689         rm.move = ss[0].currentMove = rm.pv[0] = cur->move;
2690         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2691         pos.do_move(cur->move, st);
2692         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2693         pos.undo_move(cur->move);
2694         push_back(rm);
2695     }
2696     sort();
2697   }
2698
2699   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2700   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2701   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2702   // the first order pv scores of both moves are equal.
2703
2704   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2705   {
2706       Move move;
2707       Value score = VALUE_ZERO;
2708       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2709
2710       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2711           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2712               if (it->move == move)
2713               {
2714                   it->non_pv_score = score--;
2715                   break;
2716               }
2717   }
2718
2719 } // namespace