Set the 'Problem' variable only at ply == 1
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <fstream>
27 #include <iostream>
28 #include <sstream>
29
30 #include "book.h"
31 #include "evaluate.h"
32 #include "history.h"
33 #include "misc.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "san.h"
36 #include "search.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41
42 ////
43 //// Local definitions
44 ////
45
46 namespace {
47
48   /// Types
49
50   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
51   // Apart for the first one that has its score, following moves
52   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
53   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
54   // the last iteration.
55
56   struct BetaCounterType {
57
58     BetaCounterType();
59     void clear();
60     void add(Color us, Depth d, int threadID);
61     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
62
63     int64_t hits[THREAD_MAX][2];
64   };
65
66
67   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
68   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
69   // in the case of moves which fail low).
70
71   struct RootMove {
72
73     RootMove();
74     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
75
76     Move move;
77     Value score;
78     int64_t nodes, cumulativeNodes;
79     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
80     int64_t ourBeta, theirBeta;
81   };
82
83
84   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
85   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
86
87   class RootMoveList {
88
89   public:
90     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
91     inline Move get_move(int moveNum) const;
92     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
93     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
94     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
95     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
96     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
97     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
98     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
99     inline int move_count() const;
100     Move scan_for_easy_move() const;
101     inline void sort();
102     void sort_multipv(int n);
103
104   private:
105     static const int MaxRootMoves = 500;
106     RootMove moves[MaxRootMoves];
107     int count;
108   };
109
110
111   /// Constants and variables
112
113   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV
114   // nodes:
115   int LMRPVMoves = 15;
116   int LMRNonPVMoves = 4;
117
118   // Depth limit for use of dynamic threat detection:
119   Depth ThreatDepth = 5*OnePly;
120
121   // Depth limit for selective search:
122   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
123
124   // Use internal iterative deepening?
125   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
126   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
127
128   // Use null move driven internal iterative deepening?
129   bool UseNullDrivenIID = false;
130
131   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
132   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
133   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
134   const Value IIDMargin = Value(0x100);
135
136   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
137   // better than the second best move.
138   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
139
140   // Problem margin.  If the score of the first move at iteration N+1 has
141   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
142   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
143   // time looking for a better move.
144   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
145
146   // No problem margin.  If the boolean "Problem" is true, and a new move
147   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
148   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
149   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
150
151   // Null move margin.  A null move search will not be done if the approximate
152   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
153   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
154
155   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
156   // understand their precise meaning.
157   const bool PruneEscapeMoves = false;
158   const bool PruneDefendingMoves = false;
159   const bool PruneBlockingMoves = false;
160
161   // Use futility pruning?
162   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
163   bool UseFutilityPruning = true;
164
165   // Margins for futility pruning in the quiescence search, at frontier
166   // nodes, and at pre-frontier nodes
167   Value FutilityMargin0 = Value(0x80);
168   Value FutilityMargin1 = Value(0x100);
169   Value FutilityMargin2 = Value(0x300);
170
171   // Razoring
172   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
173   Value RazorMargin = Value(0x300);
174
175   // Last seconds noise filtering (LSN)
176   bool UseLSNFiltering = false;
177   bool looseOnTime = false;
178   int LSNTime = 4 * 1000; // In milliseconds
179   Value LSNValue = Value(0x200);
180
181   // Extensions.  Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
182   Depth CheckExtension[2] = {OnePly, OnePly};
183   Depth SingleReplyExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
184   Depth PawnPushTo7thExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
185   Depth PassedPawnExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
186   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
187   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
188
189   // Search depth at iteration 1
190   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
191
192   // Node counters
193   int NodesSincePoll;
194   int NodesBetweenPolls = 30000;
195
196   // Iteration counters
197   int Iteration;
198   bool LastIterations;
199   BetaCounterType BetaCounter;
200
201   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
202   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
203   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
204
205   // MultiPV mode
206   int MultiPV = 1;
207
208   // Time managment variables
209   int SearchStartTime;
210   int MaxNodes, MaxDepth;
211   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
212   Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
213   int RootMoveNumber;
214   bool InfiniteSearch;
215   bool PonderSearch;
216   bool StopOnPonderhit;
217   bool AbortSearch;
218   bool Quit;
219   bool FailHigh;
220   bool Problem;
221   bool PonderingEnabled;
222   int ExactMaxTime;
223
224   // Show current line?
225   bool ShowCurrentLine = false;
226
227   // Log file
228   bool UseLogFile = false;
229   std::ofstream LogFile;
230
231   // MP related variables
232   Depth MinimumSplitDepth = 4*OnePly;
233   int MaxThreadsPerSplitPoint = 4;
234   Thread Threads[THREAD_MAX];
235   Lock MPLock;
236   bool AllThreadsShouldExit = false;
237   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
238   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
239   bool Idle = true;
240
241 #if !defined(_MSC_VER)
242   pthread_cond_t WaitCond;
243   pthread_mutex_t WaitLock;
244 #else
245   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
246 #endif
247
248
249   /// Functions
250
251   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
252   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml);
253   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
254                   Depth depth, int ply, int threadID);
255   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta,
256                Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
257   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
258                 Depth depth, int ply, int threadID);
259   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
260   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
261   void init_search_stack(SearchStack& ss);
262   void init_search_stack(SearchStack ss[]);
263   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
264   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
265   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
266   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
267   bool value_is_mate(Value value);
268   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
269   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
270   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
271   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
272   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
273   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
274   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
275   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
276
277   bool fail_high_ply_1();
278   int current_search_time();
279   int nps();
280   void poll();
281   void ponderhit();
282   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
283   void wait_for_stop_or_ponderhit();
284
285   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp);
286   void init_split_point_stack();
287   void destroy_split_point_stack();
288   bool thread_should_stop(int threadID);
289   bool thread_is_available(int slave, int master);
290   bool idle_thread_exists(int master);
291   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
292              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth,
293              int *moves, MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master,
294              bool pvNode);
295   void wake_sleeping_threads();
296
297 #if !defined(_MSC_VER)
298   void *init_thread(void *threadID);
299 #else
300   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
301 #endif
302
303 }
304
305
306 ////
307 //// Global variables
308 ////
309
310 // The main transposition table
311 TranspositionTable TT = TranspositionTable(TTDefaultSize);
312
313
314 // Number of active threads:
315 int ActiveThreads = 1;
316
317 // Locks.  In principle, there is no need for IOLock to be a global variable,
318 // but it could turn out to be useful for debugging.
319 Lock IOLock;
320
321 History H;  // Should be made local?
322
323 // The empty search stack
324 SearchStack EmptySearchStack;
325
326
327 ////
328 //// Functions
329 ////
330
331 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
332 /// the program receives the UCI 'go' command.  It initializes various
333 /// search-related global variables, and calls root_search()
334
335 void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
336            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
337            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
338
339   // Look for a book move
340   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
341   {
342       Move bookMove;
343       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
344       {
345           OpeningBook.close();
346           OpeningBook.open("book.bin");
347       }
348       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
349       if (bookMove != MOVE_NONE)
350       {
351           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
352           return;
353       }
354   }
355
356   // Initialize global search variables
357   Idle = false;
358   SearchStartTime = get_system_time();
359   BestRootMove = MOVE_NONE;
360   PonderMove = MOVE_NONE;
361   EasyMove = MOVE_NONE;
362   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
363   {
364       Threads[i].nodes = 0ULL;
365       Threads[i].failHighPly1 = false;
366   }
367   NodesSincePoll = 0;
368   InfiniteSearch = infinite;
369   PonderSearch = ponder;
370   StopOnPonderhit = false;
371   AbortSearch = false;
372   Quit = false;
373   FailHigh = false;
374   Problem = false;
375   ExactMaxTime = maxTime;
376
377   // Read UCI option values
378   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
379   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
380       TT.clear();
381
382   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
383   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
384
385   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
386   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
387
388   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
389   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
390
391   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
392   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
393
394   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
395   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
396
397   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
398   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
399
400   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
401   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
402
403   LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
404   LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
405   ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
406   SelectiveDepth = get_option_value_int("Selective Plies") * OnePly;
407
408   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
409   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
410   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
411   if (UseLogFile)
412       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
413
414   UseNullDrivenIID = get_option_value_bool("Null driven IID");
415   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
416   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
417
418   FutilityMargin0 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 0"));
419   FutilityMargin1 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 1"));
420   FutilityMargin2 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 2"));
421
422   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
423   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
424
425   UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
426   LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
427   LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
428
429   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
430   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
431
432   read_weights(pos.side_to_move());
433
434   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
435   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
436   {
437       ActiveThreads = newActiveThreads;
438       init_eval(ActiveThreads);
439   }
440
441   // Wake up sleeping threads:
442   wake_sleeping_threads();
443
444   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
445       assert(thread_is_available(i, 0));
446
447   // Set thinking time:
448   int myTime = time[side_to_move];
449   int myIncrement = increment[side_to_move];
450   int oppTime = time[1 - side_to_move];
451
452   if (!movesToGo) // Sudden death time control
453   {
454       if (myIncrement)
455       {
456           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
457           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
458       } else { // Blitz game without increment
459           MaxSearchTime = myTime / 30;
460           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
461       }
462   }
463   else // (x moves) / (y minutes)
464   {
465       if (movesToGo == 1)
466       {
467           MaxSearchTime = myTime / 2;
468           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
469       } else {
470           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
471           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
472       }
473   }
474
475   if (PonderingEnabled)
476   {
477       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
478       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
479   }
480
481   // Fixed depth or fixed number of nodes?
482   MaxDepth = maxDepth;
483   if (MaxDepth)
484       InfiniteSearch = true; // HACK
485
486   MaxNodes = maxNodes;
487   if (MaxNodes)
488   {
489       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
490       InfiniteSearch = true; // HACK
491   }
492   else
493       NodesBetweenPolls = 30000;
494
495
496   // Write information to search log file:
497   if (UseLogFile)
498       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
499               << "infinite: " << infinite
500               << " ponder: " << ponder
501               << " time: " << myTime
502               << " increment: " << myIncrement
503               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
504
505
506   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
507   // function:
508   if (!looseOnTime)
509   {
510       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
511       looseOnTime = (   UseLSNFiltering
512                      && myTime < LSNTime
513                      && myIncrement == 0
514                      && v < -LSNValue);
515   }
516   else
517   {
518       looseOnTime = false; // reset for next match
519       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
520           ; // wait here
521       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
522   }
523
524   if (UseLogFile)
525       LogFile.close();
526
527   if (Quit)
528   {
529       OpeningBook.close();
530       stop_threads();
531       quit_eval();
532       exit(0);
533   }
534   Idle = true;
535 }
536
537
538 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
539 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
540 /// objects.
541
542 void init_threads() {
543
544   volatile int i;
545
546 #if !defined(_MSC_VER)
547   pthread_t pthread[1];
548 #endif
549
550   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
551       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
552
553   // Initialize global locks:
554   lock_init(&MPLock, NULL);
555   lock_init(&IOLock, NULL);
556
557   init_split_point_stack();
558
559 #if !defined(_MSC_VER)
560   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
561   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
562 #else
563   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
564       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
565 #endif
566
567   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
568   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
569   {
570       Threads[i].stop = false;
571       Threads[i].workIsWaiting = false;
572       Threads[i].idle = true;
573       Threads[i].running = false;
574   }
575
576   // Launch the helper threads
577   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
578   {
579 #if !defined(_MSC_VER)
580       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
581 #else
582       DWORD iID[1];
583       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
584 #endif
585
586       // Wait until the thread has finished launching:
587       while (!Threads[i].running);
588   }
589
590   // Init also the empty search stack
591   init_search_stack(EmptySearchStack);
592 }
593
594
595 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
596 /// helper threads exit cleanly.
597
598 void stop_threads() {
599
600   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
601   Idle = false;  // HACK
602   wake_sleeping_threads();
603   AllThreadsShouldExit = true;
604   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
605   {
606       Threads[i].stop = true;
607       while(Threads[i].running);
608   }
609   destroy_split_point_stack();
610 }
611
612
613 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
614 /// the current search.
615
616 int64_t nodes_searched() {
617
618   int64_t result = 0ULL;
619   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
620       result += Threads[i].nodes;
621   return result;
622 }
623
624
625 namespace {
626
627   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
628   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
629   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
630   // reached.
631
632   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
633
634     Position p(pos);
635     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
636
637     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
638     RootMoveList rml(p, searchMoves);
639
640     // Initialize
641     TT.new_search();
642     H.clear();
643     init_search_stack(ss);
644
645     ValueByIteration[0] = Value(0);
646     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
647     Iteration = 1;
648     LastIterations = false;
649
650     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
651
652     // Iterative deepening loop
653     while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
654     {
655         // Initialize iteration
656         rml.sort();
657         Iteration++;
658         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
659         if (Iteration <= 5)
660             ExtraSearchTime = 0;
661
662         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
663
664         // Search to the current depth
665         ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
666
667         // Erase the easy move if it differs from the new best move
668         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
669             EasyMove = MOVE_NONE;
670
671         Problem = false;
672
673         if (!InfiniteSearch)
674         {
675             // Time to stop?
676             bool stopSearch = false;
677
678             // Stop search early if there is only a single legal move:
679             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
680                 stopSearch = true;
681
682             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
683             if (  Iteration >= 6
684                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
685                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
686                 stopSearch = true;
687
688             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
689             int64_t nodes = nodes_searched();
690             if (   Iteration >= 8
691                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
692                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
693                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
694                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
695                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
696                 stopSearch = true;
697
698             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
699             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
700                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
701                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
702
703             // Try to guess if the current iteration is the last one or the last two
704             LastIterations = (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*58) / 128);
705
706             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
707             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
708             // move at the next iteration anyway.
709             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
710                 stopSearch = true;
711
712             if (stopSearch)
713             {
714                 if (!PonderSearch)
715                     break;
716                 else
717                     StopOnPonderhit = true;
718             }
719         }
720         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
721         // been overwritten during the search:
722         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
723
724         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
725             break;
726     }
727
728     rml.sort();
729
730     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
731     // are told to do so
732     if (PonderSearch)
733         wait_for_stop_or_ponderhit();
734     else
735         // Print final search statistics
736         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
737                   << " nps " << nps()
738                   << " time " << current_search_time()
739                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
740
741     // Print the best move and the ponder move to the standard output
742     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
743     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
744         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
745
746     std::cout << std::endl;
747
748     if (UseLogFile)
749     {
750         if (dbg_show_mean)
751             dbg_print_mean(LogFile);
752
753         if (dbg_show_hit_rate)
754             dbg_print_hit_rate(LogFile);
755
756         UndoInfo u;
757         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
758                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
759                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
760
761         p.do_move(ss[0].pv[0], u);
762         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
763                 << std::endl << std::endl;
764     }
765     return rml.get_move_score(0);
766   }
767
768
769   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
770   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
771   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
772   // and prints some information to the standard output.
773
774   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml) {
775
776     Value alpha = -VALUE_INFINITE;
777     Value beta = VALUE_INFINITE, value;
778     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
779
780     // Loop through all the moves in the root move list
781     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
782     {
783         int64_t nodes;
784         Move move;
785         UndoInfo u;
786         Depth ext, newDepth;
787
788         RootMoveNumber = i + 1;
789         FailHigh = false;
790
791         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
792         // are used to sort the root moves at the next iteration.
793         nodes = nodes_searched();
794
795         // Reset beta cut-off counters
796         BetaCounter.clear();
797
798         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
799         // the standard output.
800         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
801         if (current_search_time() >= 1000)
802             std::cout << "info currmove " << move
803                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
804
805         // Decide search depth for this move
806         bool dangerous;
807         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
808         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
809
810         // Make the move, and search it
811         pos.do_move(move, u, dcCandidates);
812
813         if (i < MultiPV)
814         {
815             value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
816             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
817             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
818             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
819             // current iteration before playing a move.
820             Problem = (Iteration >= 2 && value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
821
822             if (Problem && StopOnPonderhit)
823                 StopOnPonderhit = false;
824         }
825         else
826         {
827             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
828             if (value > alpha)
829             {
830                 // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
831                 // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
832                 // used for time managment: We try to avoid aborting the search
833                 // prematurely during a fail high research.
834                 FailHigh = true;
835                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
836             }
837         }
838
839         pos.undo_move(move, u);
840
841         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
842         // was aborted because the user interrupted the search or because we
843         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
844         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
845         // move and/or PV:
846         if (AbortSearch)
847             break;
848
849         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
850         // sort the root moves at the next iteration.
851         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
852
853         // Remember the beta-cutoff statistics
854         int64_t our, their;
855         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
856         rml.set_beta_counters(i, our, their);
857
858         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
859
860         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
861             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
862         else
863         {
864             // New best move!
865
866             // Update PV
867             rml.set_move_score(i, value);
868             update_pv(ss, 0);
869             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
870
871             if (MultiPV == 1)
872             {
873                 // We record how often the best move has been changed in each
874                 // iteration. This information is used for time managment: When
875                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
876                 if (i > 0)
877                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
878
879                 // Print search information to the standard output:
880                 std::cout << "info depth " << Iteration
881                           << " score " << value_to_string(value)
882                           << " time " << current_search_time()
883                           << " nodes " << nodes_searched()
884                           << " nps " << nps()
885                           << " pv ";
886
887                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
888                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
889
890                 std::cout << std::endl;
891
892                 if (UseLogFile)
893                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
894                             << std::endl;
895
896                 alpha = value;
897
898                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
899                 // far below the final value from the last iteration.
900                 if (value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
901                     Problem = false;
902             }
903             else // MultiPV > 1
904             {
905                 rml.sort_multipv(i);
906                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
907                 {
908                     int k;
909                     std::cout << "info multipv " << j + 1
910                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
911                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
912                               << " time " << current_search_time()
913                               << " nodes " << nodes_searched()
914                               << " nps " << nps()
915                               << " pv ";
916
917                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
918                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
919
920                     std::cout << std::endl;
921                 }
922                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
923             }
924         }
925     }
926     return alpha;
927   }
928
929
930   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
931
932   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
933                   Depth depth, int ply, int threadID) {
934
935     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
936     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
937     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
938     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
939
940     if (depth < OnePly)
941         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
942
943     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
944     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
945     init_node(pos, ss, ply, threadID);
946
947     // After init_node() that calls poll()
948     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
949         return Value(0);
950
951     if (pos.is_draw())
952         return VALUE_DRAW;
953
954     EvalInfo ei;
955
956     if (ply >= PLY_MAX - 1)
957         return evaluate(pos, ei, threadID);
958
959     // Mate distance pruning
960     Value oldAlpha = alpha;
961     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
962     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
963     if (alpha >= beta)
964         return alpha;
965
966     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
967     // pruning, but only for move ordering.
968     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
969     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
970
971     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
972     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
973     {
974         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
975         ttMove = ss[ply].pv[ply];
976     }
977
978     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
979     // to search all moves
980     MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
981
982     Move move, movesSearched[256];
983     int moveCount = 0;
984     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
985     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
986     bool isCheck = pos.is_check();
987     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
988
989     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
990     // occurs.
991     while (   alpha < beta
992            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
993            && !thread_should_stop(threadID))
994     {
995       assert(move_is_ok(move));
996
997       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
998       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
999       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1000
1001       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1002
1003       if (moveIsCapture)
1004           ss[ply].currentMoveCaptureValue =
1005           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1006       else
1007           ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1008
1009       // Decide the new search depth
1010       bool dangerous;
1011       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1012       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1013
1014       // Make and search the move
1015       UndoInfo u;
1016       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1017
1018       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1019           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1020       else
1021       {
1022         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1023         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1024         if (    depth >= 2*OnePly
1025             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1026             && !dangerous
1027             && !moveIsCapture
1028             && !move_promotion(move)
1029             && !move_is_castle(move)
1030             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1031         {
1032             ss[ply].reduction = OnePly;
1033             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1034         }
1035         else
1036             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1037
1038         if (value > alpha) // Go with full depth pv search
1039         {
1040             ss[ply].reduction = Depth(0);
1041             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1042             if (value > alpha && value < beta)
1043             {
1044                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1045                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1046                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1047                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1048                 // result in a big drop in score at the root.
1049                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1050                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1051
1052                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1053                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1054                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1055           }
1056         }
1057       }
1058       pos.undo_move(move, u);
1059
1060       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1061
1062       // New best move?
1063       if (value > bestValue)
1064       {
1065           bestValue = value;
1066           if (value > alpha)
1067           {
1068               alpha = value;
1069               update_pv(ss, ply);
1070               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1071                   ss[ply].mateKiller = move;
1072           }
1073           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1074           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1075           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
1076           if (   ply == 1
1077               && Iteration >= 2
1078               && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1079               Problem = true;
1080       }
1081
1082       // Split?
1083       if (   ActiveThreads > 1
1084           && bestValue < beta
1085           && depth >= MinimumSplitDepth
1086           && Iteration <= 99
1087           && idle_thread_exists(threadID)
1088           && !AbortSearch
1089           && !thread_should_stop(threadID)
1090           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1091                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1092           break;
1093     }
1094
1095     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1096     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
1097     if (moveCount == 0)
1098         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1099
1100     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1101     // history counters, and killer moves.
1102     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1103         return bestValue;
1104
1105     if (bestValue <= oldAlpha)
1106         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1107
1108     else if (bestValue >= beta)
1109     {
1110         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1111         Move m = ss[ply].pv[ply];
1112         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1113         {
1114             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1115             update_killers(m, ss[ply]);
1116         }
1117         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1118     }
1119     else
1120         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, ss[ply].pv[ply], VALUE_TYPE_EXACT);
1121
1122     return bestValue;
1123   }
1124
1125
1126   // search() is the search function for zero-width nodes.
1127
1128   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1129                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1130
1131     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1132     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1133     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1134
1135     if (depth < OnePly)
1136         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1137
1138     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1139     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1140     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1141
1142     // After init_node() that calls poll()
1143     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1144         return Value(0);
1145
1146     if (pos.is_draw())
1147         return VALUE_DRAW;
1148
1149     EvalInfo ei;
1150
1151     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1152         return evaluate(pos, ei, threadID);
1153
1154     // Mate distance pruning
1155     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1156         return beta;
1157
1158     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1159         return beta - 1;
1160
1161     // Transposition table lookup
1162     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1163     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1164
1165     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1166     {
1167         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1168         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1169     }
1170
1171     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1172     bool mateThreat = false;
1173     bool nullDrivenIID = false;
1174     bool isCheck = pos.is_check();
1175
1176     // Null move search
1177     if (    allowNullmove
1178         &&  depth > OnePly
1179         && !isCheck
1180         && !value_is_mate(beta)
1181         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1182         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1183     {
1184         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1185
1186         UndoInfo u;
1187         pos.do_null_move(u);
1188         int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1189
1190         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1191
1192         // Check for a null capture artifact, if the value without the null capture
1193         // is above beta then mark the node as a suspicious failed low. We will verify
1194         // later if we are really under threat.
1195         if (   UseNullDrivenIID
1196             && nullValue < beta
1197             && depth > 6 * OnePly
1198             &&!value_is_mate(nullValue)
1199             && ttMove == MOVE_NONE
1200             && ss[ply + 1].currentMove != MOVE_NONE
1201             && pos.move_is_capture(ss[ply + 1].currentMove)
1202             && pos.see(ss[ply + 1].currentMove) + nullValue >= beta)
1203             nullDrivenIID = true;
1204
1205         pos.undo_null_move(u);
1206
1207         if (value_is_mate(nullValue))
1208         {
1209             /* Do not return unproven mates */
1210         }
1211         else if (nullValue >= beta)
1212         {
1213             if (depth < 6 * OnePly)
1214                 return beta;
1215
1216             // Do zugzwang verification search
1217             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1218             if (v >= beta)
1219                 return beta;
1220         } else {
1221             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1222             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1223             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1224             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1225             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1226             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1227             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1228             {
1229                 mateThreat = true;
1230                 nullDrivenIID = false;
1231             }
1232             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1233             if (   depth < ThreatDepth
1234                 && ss[ply - 1].reduction
1235                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1236                 return beta - 1;
1237         }
1238     }
1239     // Null move search not allowed, try razoring
1240     else if (   !value_is_mate(beta)
1241              && approximateEval < beta - RazorMargin
1242              && depth < RazorDepth)
1243     {
1244         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1245         if (v < beta - RazorMargin / 2)
1246             return v;
1247     }
1248
1249     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1250     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1251         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1252     {
1253         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1254         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1255     }
1256     else if (nullDrivenIID)
1257     {
1258         // The null move failed low due to a suspicious capture. Perhaps we
1259         // are facing a null capture artifact due to the side to move change
1260         // and this position should fail high. So do a normal search with a
1261         // reduced depth to get a good ttMove to use in the following full
1262         // depth search.
1263         Move tm = ss[ply].threatMove;
1264
1265         assert(tm != MOVE_NONE);
1266         assert(ttMove == MOVE_NONE);
1267
1268         search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
1269         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1270         ss[ply].threatMove = tm;
1271     }
1272
1273     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1274     // to search all moves:
1275     MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
1276
1277     Move move, movesSearched[256];
1278     int moveCount = 0;
1279     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1280     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1281     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1282     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
1283                              && depth < SelectiveDepth
1284                              && !isCheck;
1285
1286     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1287     // occurs.
1288     while (   bestValue < beta
1289            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1290            && !thread_should_stop(threadID))
1291     {
1292       assert(move_is_ok(move));
1293
1294       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1295       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1296       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1297
1298       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1299
1300       // Decide the new search depth
1301       bool dangerous;
1302       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1303       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1304
1305       // Futility pruning
1306       if (    useFutilityPruning
1307           && !dangerous
1308           && !moveIsCapture
1309           && !move_promotion(move))
1310       {
1311           // History pruning. See ok_to_prune() definition.
1312           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1313               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1314               continue;
1315
1316           // Value based pruning.
1317           if (depth < 3 * OnePly && approximateEval < beta)
1318           {
1319               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1320                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1321                                 + (depth < 2 * OnePly ? FutilityMargin1 : FutilityMargin2);
1322
1323               if (futilityValue < beta)
1324               {
1325                   if (futilityValue > bestValue)
1326                       bestValue = futilityValue;
1327                   continue;
1328               }
1329           }
1330       }
1331
1332       // Make and search the move
1333       UndoInfo u;
1334       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1335
1336       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1337       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1338       if (    depth >= 2*OnePly
1339           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1340           && !dangerous
1341           && !moveIsCapture
1342           && !move_promotion(move)
1343           && !move_is_castle(move)
1344           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1345       {
1346           ss[ply].reduction = OnePly;
1347           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1348       }
1349       else
1350         value = beta; // Just to trigger next condition
1351
1352       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1353       {
1354           ss[ply].reduction = Depth(0);
1355           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1356       }
1357       pos.undo_move(move, u);
1358
1359       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1360
1361       // New best move?
1362       if (value > bestValue)
1363       {
1364         bestValue = value;
1365         if (value >= beta)
1366             update_pv(ss, ply);
1367
1368         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1369             ss[ply].mateKiller = move;
1370       }
1371
1372       // Split?
1373       if (   ActiveThreads > 1
1374           && bestValue < beta
1375           && depth >= MinimumSplitDepth
1376           && Iteration <= 99
1377           && idle_thread_exists(threadID)
1378           && !AbortSearch
1379           && !thread_should_stop(threadID)
1380           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1381                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1382         break;
1383     }
1384
1385     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1386     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1387     if (moveCount == 0)
1388         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1389
1390     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1391     // history counters, and killer moves.
1392     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1393         return bestValue;
1394
1395     if (bestValue < beta)
1396         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
1397     else
1398     {
1399         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1400         Move m = ss[ply].pv[ply];
1401         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1402         {
1403             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1404             update_killers(m, ss[ply]);
1405         }
1406         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
1407     }
1408     return bestValue;
1409   }
1410
1411
1412   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1413   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1414   // less than OnePly).
1415
1416   Value qsearch(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1417                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1418
1419     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1420     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1421     assert(depth <= 0);
1422     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1423     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1424
1425     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1426     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1427     init_node(pos, ss, ply, threadID);
1428
1429     // After init_node() that calls poll()
1430     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1431         return Value(0);
1432
1433     if (pos.is_draw())
1434         return VALUE_DRAW;
1435
1436     // Transposition table lookup
1437     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
1438     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1439         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1440
1441     // Evaluate the position statically
1442     EvalInfo ei;
1443     bool isCheck = pos.is_check();
1444     Value staticValue = (isCheck ? -VALUE_INFINITE : evaluate(pos, ei, threadID));
1445
1446     if (ply == PLY_MAX - 1)
1447         return evaluate(pos, ei, threadID);
1448
1449     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1450     // at least beta.
1451     Value bestValue = staticValue;
1452
1453     if (bestValue >= beta)
1454         return bestValue;
1455
1456     if (bestValue > alpha)
1457         alpha = bestValue;
1458
1459     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1460     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1461     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1462     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1463     MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth, isCheck ? NULL : &ei);
1464     Move move;
1465     int moveCount = 0;
1466     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1467     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1468
1469     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1470     // occurs.
1471     while (   alpha < beta
1472            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1473     {
1474       assert(move_is_ok(move));
1475
1476       moveCount++;
1477       ss[ply].currentMove = move;
1478
1479       // Futility pruning
1480       if (    UseQSearchFutilityPruning
1481           &&  enoughMaterial
1482           && !isCheck
1483           && !pvNode
1484           && !move_promotion(move)
1485           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1486           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1487       {
1488           Value futilityValue = staticValue
1489                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1490                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1491                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1492                               + FutilityMargin0
1493                               + ei.futilityMargin;
1494
1495           if (futilityValue < alpha)
1496           {
1497               if (futilityValue > bestValue)
1498                   bestValue = futilityValue;
1499               continue;
1500           }
1501       }
1502
1503       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1504       if (   !isCheck
1505           && !move_promotion(move)
1506           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
1507               pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1508           &&  pos.see(move) < 0)
1509           continue;
1510
1511       // Make and search the move.
1512       UndoInfo u;
1513       pos.do_move(move, u, dcCandidates);
1514       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1515       pos.undo_move(move, u);
1516
1517       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1518
1519       // New best move?
1520       if (value > bestValue)
1521       {
1522           bestValue = value;
1523           if (value > alpha)
1524           {
1525               alpha = value;
1526               update_pv(ss, ply);
1527           }
1528        }
1529     }
1530
1531     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1532     // and no legal moves were found, it is checkmate:
1533     if (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1534         return value_mated_in(ply);
1535
1536     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1537
1538     // Update transposition table
1539     TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
1540
1541     // Update killers only for good check moves
1542     Move m = ss[ply].currentMove;
1543     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1544     {
1545         // Wrong to update history when depth is <= 0
1546         update_killers(m, ss[ply]);
1547     }
1548     return bestValue;
1549   }
1550
1551
1552   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1553   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1554   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1555   // table, done a null move search, and searched the first move before
1556   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1557   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1558   // care of after we return from the split point.
1559
1560   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID) {
1561
1562     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1563     assert(ActiveThreads > 1);
1564
1565     Position pos = Position(sp->pos);
1566     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1567     Value value;
1568     Move move;
1569     bool isCheck = pos.is_check();
1570     bool useFutilityPruning =    UseFutilityPruning
1571                               && sp->depth < SelectiveDepth
1572                               && !isCheck;
1573
1574     while (    sp->bestValue < sp->beta
1575            && !thread_should_stop(threadID)
1576            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1577     {
1578       assert(move_is_ok(move));
1579
1580       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1581       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1582
1583       lock_grab(&(sp->lock));
1584       int moveCount = ++sp->moves;
1585       lock_release(&(sp->lock));
1586
1587       ss[sp->ply].currentMove = move;
1588
1589       // Decide the new search depth.
1590       bool dangerous;
1591       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1592       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1593
1594       // Prune?
1595       if (    useFutilityPruning
1596           && !dangerous
1597           && !moveIsCapture
1598           && !move_promotion(move)
1599           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1600           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1601         continue;
1602
1603       // Make and search the move.
1604       UndoInfo u;
1605       pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
1606
1607       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1608       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1609       if (   !dangerous
1610           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1611           && !moveIsCapture
1612           && !move_promotion(move)
1613           && !move_is_castle(move)
1614           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1615       {
1616           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1617           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1618       }
1619       else
1620           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1621
1622       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1623       {
1624           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1625           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1626       }
1627       pos.undo_move(move, u);
1628
1629       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1630
1631       if (thread_should_stop(threadID))
1632           break;
1633
1634       // New best move?
1635       lock_grab(&(sp->lock));
1636       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1637       {
1638           sp->bestValue = value;
1639           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1640           {
1641               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1642               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1643                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1644                       Threads[i].stop = true;
1645
1646               sp->finished = true;
1647         }
1648       }
1649       lock_release(&(sp->lock));
1650     }
1651
1652     lock_grab(&(sp->lock));
1653
1654     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1655     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
1656     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1657         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1658             if (sp->slaves[i])
1659                 Threads[i].stop = true;
1660
1661     sp->cpus--;
1662     sp->slaves[threadID] = 0;
1663
1664     lock_release(&(sp->lock));
1665   }
1666
1667
1668   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1669   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1670   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1671   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1672   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1673   // need to store anything to the hash table here:  This is taken care of
1674   // after we return from the split point.
1675
1676   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID) {
1677
1678     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1679     assert(ActiveThreads > 1);
1680
1681     Position pos = Position(sp->pos);
1682     SearchStack *ss = sp->sstack[threadID];
1683     Value value;
1684     Move move;
1685
1686     while (    sp->alpha < sp->beta
1687            && !thread_should_stop(threadID)
1688            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1689     {
1690       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1691       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1692
1693       assert(move_is_ok(move));
1694
1695       if (moveIsCapture)
1696           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
1697           move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
1698       else
1699           ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
1700
1701       lock_grab(&(sp->lock));
1702       int moveCount = ++sp->moves;
1703       lock_release(&(sp->lock));
1704
1705       ss[sp->ply].currentMove = move;
1706
1707       // Decide the new search depth.
1708       bool dangerous;
1709       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1710       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1711
1712       // Make and search the move.
1713       UndoInfo u;
1714       pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
1715
1716       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1717       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1718       if (   !dangerous
1719           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1720           && !moveIsCapture
1721           && !move_promotion(move)
1722           && !move_is_castle(move)
1723           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1724       {
1725           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1726           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1727       }
1728       else
1729           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1730
1731       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1732       {
1733           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1734           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1735
1736           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1737           {
1738               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1739               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1740               // time managment:  We don't want to stop the search early in
1741               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1742               // result in a big drop in score at the root.
1743               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1744                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1745
1746               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1747               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1748         }
1749       }
1750       pos.undo_move(move, u);
1751
1752       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1753
1754       if (thread_should_stop(threadID))
1755           break;
1756
1757       // New best move?
1758       lock_grab(&(sp->lock));
1759       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1760       {
1761           sp->bestValue = value;
1762           if (value > sp->alpha)
1763           {
1764               sp->alpha = value;
1765               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1766               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1767                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1768
1769               if(value >= sp->beta)
1770               {
1771                   for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1772                       if(i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1773                           Threads[i].stop = true;
1774
1775                   sp->finished = true;
1776               }
1777         }
1778         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1779         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1780         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1781         if (   sp->ply == 1
1782             && Iteration >= 2
1783             && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
1784             Problem = true;
1785       }
1786       lock_release(&(sp->lock));
1787     }
1788
1789     lock_grab(&(sp->lock));
1790
1791     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1792     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1793     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1794         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1795             if (sp->slaves[i])
1796                 Threads[i].stop = true;
1797
1798     sp->cpus--;
1799     sp->slaves[threadID] = 0;
1800
1801     lock_release(&(sp->lock));
1802   }
1803
1804   /// The BetaCounterType class
1805
1806   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1807
1808   void BetaCounterType::clear() {
1809
1810     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1811         hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
1812   }
1813
1814   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1815
1816     // Weighted count based on depth
1817     hits[threadID][us] += int(d);
1818   }
1819
1820   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1821
1822     our = their = 0UL;
1823     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1824     {
1825         our += hits[i][us];
1826         their += hits[i][opposite_color(us)];
1827     }
1828   }
1829
1830
1831   /// The RootMove class
1832
1833   // Constructor
1834
1835   RootMove::RootMove() {
1836     nodes = cumulativeNodes = 0ULL;
1837   }
1838
1839   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1840   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1841   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1842   // have equal score but m1 has the higher node count.
1843
1844   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1845
1846     if (score != m.score)
1847         return (score < m.score);
1848
1849     return theirBeta <= m.theirBeta;
1850   }
1851
1852   /// The RootMoveList class
1853
1854   // Constructor
1855
1856   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1857
1858     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1859     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1860
1861     // Generate all legal moves
1862     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1863
1864     // Add each move to the moves[] array
1865     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1866     {
1867         bool includeMove = includeAllMoves;
1868
1869         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1870             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1871
1872         if (includeMove)
1873         {
1874             // Find a quick score for the move
1875             UndoInfo u;
1876             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1877
1878             moves[count].move = mlist[i].move;
1879             moves[count].nodes = 0ULL;
1880             pos.do_move(moves[count].move, u);
1881             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
1882                                           Depth(0), 1, 0);
1883             pos.undo_move(moves[count].move, u);
1884             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
1885             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1886             count++;
1887         }
1888     }
1889     sort();
1890   }
1891
1892
1893   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1894
1895   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1896     return moves[moveNum].move;
1897   }
1898
1899   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1900     return moves[moveNum].score;
1901   }
1902
1903   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1904     moves[moveNum].score = score;
1905   }
1906
1907   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1908     moves[moveNum].nodes = nodes;
1909     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1910   }
1911
1912   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1913     moves[moveNum].ourBeta = our;
1914     moves[moveNum].theirBeta = their;
1915   }
1916
1917   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
1918     int j;
1919     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
1920       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
1921     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
1922   }
1923
1924   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
1925     return moves[moveNum].pv[i];
1926   }
1927
1928   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
1929     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
1930   }
1931
1932   inline int RootMoveList::move_count() const {
1933     return count;
1934   }
1935
1936
1937   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
1938   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
1939   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
1940   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
1941   // important that this function is called at the right moment:  The code
1942   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
1943   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
1944
1945   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
1946
1947     assert(count);
1948
1949     if (count == 1)
1950         return get_move(0);
1951
1952     // moves are sorted so just consider the best and the second one
1953     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
1954         return get_move(0);
1955
1956     return MOVE_NONE;
1957   }
1958
1959   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
1960   // iteration.
1961
1962   inline void RootMoveList::sort() {
1963
1964     sort_multipv(count - 1); // all items
1965   }
1966
1967
1968   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
1969   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
1970   // correctly in MultiPV mode.
1971
1972   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
1973
1974     for (int i = 1; i <= n; i++)
1975     {
1976       RootMove rm = moves[i];
1977       int j;
1978       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
1979           moves[j] = moves[j-1];
1980       moves[j] = rm;
1981     }
1982   }
1983
1984
1985   // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
1986   // new search from the root.
1987   void init_search_stack(SearchStack& ss) {
1988
1989     ss.pv[0] = MOVE_NONE;
1990     ss.pv[1] = MOVE_NONE;
1991     ss.currentMove = MOVE_NONE;
1992     ss.threatMove = MOVE_NONE;
1993     ss.reduction = Depth(0);
1994     for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
1995         ss.killers[j] = MOVE_NONE;
1996   }
1997
1998   void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
1999
2000     for (int i = 0; i < 3; i++)
2001     {
2002         ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
2003         ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
2004         ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
2005         ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
2006         ss[i].reduction = Depth(0);
2007         for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
2008             ss[i].killers[j] = MOVE_NONE;
2009     }
2010   }
2011
2012
2013   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2014   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2015   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2016   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2017   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2018
2019   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2020     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2021     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2022
2023     Threads[threadID].nodes++;
2024
2025     if(threadID == 0) {
2026       NodesSincePoll++;
2027       if(NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls) {
2028         poll();
2029         NodesSincePoll = 0;
2030       }
2031     }
2032     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
2033     ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
2034     ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
2035     ss[ply].reduction = Depth(0);
2036     ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
2037     for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
2038         ss[ply+2].killers[j] = MOVE_NONE;
2039
2040     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
2041       print_current_line(ss, ply, threadID);
2042   }
2043
2044
2045   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2046   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2047   // node.
2048
2049   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2050     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2051
2052     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2053     int p;
2054     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2055       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2056     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2057   }
2058
2059
2060   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2061   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2062   // the PV at the parent node.
2063
2064   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply) {
2065     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2066
2067     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2068     int p;
2069     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2070       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2071     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2072   }
2073
2074
2075   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2076   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2077   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2078   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2079   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2080
2081   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2) {
2082     Square f1, t1, f2, t2;
2083
2084     assert(move_is_ok(m1));
2085     assert(move_is_ok(m2));
2086
2087     if(m2 == MOVE_NONE)
2088       return false;
2089
2090     // Case 1: The moving piece is the same in both moves.
2091     f2 = move_from(m2);
2092     t1 = move_to(m1);
2093     if(f2 == t1)
2094       return true;
2095
2096     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1.
2097     t2 = move_to(m2);
2098     f1 = move_from(m1);
2099     if(t2 == f1)
2100       return true;
2101
2102     // Case 3: Moving through the vacated square:
2103     if(piece_is_slider(pos.piece_on(f2)) &&
2104        bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2105       return true;
2106
2107     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
2108     // in m1:
2109     if(pos.piece_attacks_square(t1, t2))
2110       return true;
2111
2112     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
2113     if(piece_is_slider(pos.piece_on(t1)) &&
2114        bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2115                   f2) &&
2116        !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())),
2117                    t2)) {
2118       Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2119       Color us = pos.side_to_move();
2120       Square ksq = pos.king_square(us);
2121       clear_bit(&occ, f2);
2122       if(pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP) {
2123         if(bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2124           return true;
2125       }
2126       else if(pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK) {
2127         if(bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2128           return true;
2129       }
2130       else {
2131         assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2132         if(bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2133           return true;
2134       }
2135     }
2136
2137     return false;
2138   }
2139
2140
2141   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2142   // eventually compensated for the ply.
2143
2144   bool value_is_mate(Value value) {
2145
2146     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2147
2148     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2149           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2150   }
2151
2152
2153   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2154   // killer moves of that ply.
2155
2156   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2157
2158       const Move* k = ss.killers;
2159       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2160           if (*k == m)
2161               return true;
2162
2163       return false;
2164   }
2165
2166
2167   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2168   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2169   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2170   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2171   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2172   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2173
2174   Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
2175                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2176
2177     assert(m != MOVE_NONE);
2178
2179     Depth result = Depth(0);
2180     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
2181
2182     if (check)
2183         result += CheckExtension[pvNode];
2184
2185     if (singleReply)
2186         result += SingleReplyExtension[pvNode];
2187
2188     if (mateThreat)
2189         result += MateThreatExtension[pvNode];
2190
2191     if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2192     {
2193         result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2194         *dangerous = true;
2195     }
2196     if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2197     {
2198         result += PassedPawnExtension[pvNode];
2199         *dangerous = true;
2200     }
2201
2202     if (   pos.move_is_capture(m)
2203         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2204         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2205             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2206         && !move_promotion(m)
2207         && !move_is_ep(m))
2208     {
2209         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2210         *dangerous = true;
2211     }
2212
2213     if (   pvNode
2214         && pos.move_is_capture(m)
2215         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2216         && pos.see(m) >= 0)
2217     {
2218         result += OnePly/2;
2219         *dangerous = true;
2220     }
2221
2222     return Min(result, OnePly);
2223   }
2224
2225
2226   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2227   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2228   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2229   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2230   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2231   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2232   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2233
2234   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos) {
2235     if(pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) == Value(0))
2236       return false;
2237     return true;
2238   }
2239
2240
2241   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2242   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2243   // candidates for pruning.
2244
2245   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2246     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2247
2248     assert(move_is_ok(m));
2249     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2250     assert(!move_promotion(m));
2251     assert(!pos.move_is_check(m));
2252     assert(!pos.move_is_capture(m));
2253     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2254     assert(d >= OnePly);
2255
2256     mfrom = move_from(m);
2257     mto = move_to(m);
2258     tfrom = move_from(threat);
2259     tto = move_to(threat);
2260
2261     // Case 1: Castling moves are never pruned.
2262     if (move_is_castle(m))
2263         return false;
2264
2265     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2266     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2267         return false;
2268
2269     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2270     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2271     if (   !PruneDefendingMoves
2272         && threat != MOVE_NONE
2273         && pos.move_is_capture(threat)
2274         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2275             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2276         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2277       return false;
2278
2279     // Case 4: Don't prune moves with good history.
2280     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
2281         return false;
2282
2283     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2284     // prune safe moves which block its ray.
2285     if (  !PruneBlockingMoves
2286         && threat != MOVE_NONE
2287         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2288         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2289         && pos.see(m) >= 0)
2290             return false;
2291
2292     return true;
2293   }
2294
2295
2296   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2297   // can be used at a given point in search.
2298
2299   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2300
2301     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2302
2303     return   (   tte->depth() >= depth
2304               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2305               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2306
2307           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2308               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2309   }
2310
2311
2312   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2313   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2314
2315   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2316
2317     return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
2318   }
2319
2320
2321   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2322   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2323
2324   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2325                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2326
2327     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
2328
2329     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2330     {
2331         assert(m != movesSearched[i]);
2332         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2333             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
2334     }
2335   }
2336
2337
2338   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2339   // among the killer moves of that ply.
2340
2341   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2342
2343     if (m == ss.killers[0])
2344         return;
2345
2346     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2347         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2348
2349     ss.killers[0] = m;
2350   }
2351
2352   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2353   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2354   // is used for time managment.
2355
2356   bool fail_high_ply_1() {
2357     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2358       if(Threads[i].failHighPly1)
2359         return true;
2360     return false;
2361   }
2362
2363
2364   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2365   // since the beginning of the current search.
2366
2367   int current_search_time() {
2368     return get_system_time() - SearchStartTime;
2369   }
2370
2371
2372   // nps() computes the current nodes/second count.
2373
2374   int nps() {
2375     int t = current_search_time();
2376     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2377   }
2378
2379
2380   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2381   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2382   // search.
2383
2384   void poll() {
2385
2386     static int lastInfoTime;
2387     int t = current_search_time();
2388
2389     //  Poll for input
2390     if (Bioskey())
2391     {
2392         // We are line oriented, don't read single chars
2393         std::string command;
2394         if (!std::getline(std::cin, command))
2395             command = "quit";
2396
2397         if (command == "quit")
2398         {
2399             AbortSearch = true;
2400             PonderSearch = false;
2401             Quit = true;
2402         }
2403         else if(command == "stop")
2404         {
2405             AbortSearch = true;
2406             PonderSearch = false;
2407         }
2408         else if(command == "ponderhit")
2409             ponderhit();
2410     }
2411     // Print search information
2412     if (t < 1000)
2413         lastInfoTime = 0;
2414
2415     else if (lastInfoTime > t)
2416         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2417         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2418         lastInfoTime = 0;
2419
2420     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2421     {
2422         lastInfoTime = t;
2423         lock_grab(&IOLock);
2424         if (dbg_show_mean)
2425             dbg_print_mean();
2426
2427         if (dbg_show_hit_rate)
2428             dbg_print_hit_rate();
2429
2430         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2431                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2432         lock_release(&IOLock);
2433         if (ShowCurrentLine)
2434             Threads[0].printCurrentLine = true;
2435     }
2436     // Should we stop the search?
2437     if (PonderSearch)
2438         return;
2439
2440     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2441                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
2442                      || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
2443                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2444
2445     if (   (Iteration >= 2 && (!InfiniteSearch && overTime))
2446         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2447         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2448         AbortSearch = true;
2449   }
2450
2451
2452   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2453   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2454   // it correctly predicted the opponent's move.
2455
2456   void ponderhit() {
2457     int t = current_search_time();
2458     PonderSearch = false;
2459     if(Iteration >= 2 &&
2460        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2461                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2462                             (RootMoveNumber == 1 &&
2463                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime) ||
2464                             (!FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2465                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2466       AbortSearch = true;
2467   }
2468
2469
2470   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2471   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2472
2473   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2474     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2475     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2476
2477     if(!Threads[threadID].idle) {
2478       lock_grab(&IOLock);
2479       std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2480       for(int p = 0; p < ply; p++)
2481         std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2482       std::cout << std::endl;
2483       lock_release(&IOLock);
2484     }
2485     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2486     if(threadID + 1 < ActiveThreads)
2487       Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2488   }
2489
2490
2491   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2492   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2493   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2494   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2495   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2496   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2497
2498   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2499     std::string command;
2500
2501     while(true) {
2502       if(!std::getline(std::cin, command))
2503         command = "quit";
2504
2505       if(command == "quit") {
2506         OpeningBook.close();
2507         stop_threads();
2508         quit_eval();
2509         exit(0);
2510       }
2511       else if(command == "ponderhit" || command == "stop")
2512         break;
2513     }
2514   }
2515
2516
2517   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2518   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2519   // object for which the current thread is the master.
2520
2521   void idle_loop(int threadID, SplitPoint *waitSp) {
2522     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2523
2524     Threads[threadID].running = true;
2525
2526     while(true) {
2527       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2528         break;
2529
2530       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2531       // of wasting CPU time polling for work:
2532       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2533 #if !defined(_MSC_VER)
2534         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2535         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2536           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2537         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2538 #else
2539         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2540 #endif
2541       }
2542
2543       // If this thread has been assigned work, launch a search:
2544       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2545         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2546         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2547           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2548         else
2549           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2550         Threads[threadID].idle = true;
2551       }
2552
2553       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2554       // finished their work at this split point, return from the idle loop:
2555       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2556         return;
2557     }
2558
2559     Threads[threadID].running = false;
2560   }
2561
2562
2563   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2564   // initializes all split point objects.
2565
2566   void init_split_point_stack() {
2567     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2568       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2569         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2570         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2571       }
2572   }
2573
2574
2575   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2576   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2577
2578   void destroy_split_point_stack() {
2579     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2580       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2581         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2582   }
2583
2584
2585   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2586   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2587   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2588   // some ancestor of the current split point.
2589
2590   bool thread_should_stop(int threadID) {
2591     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2592
2593     SplitPoint *sp;
2594
2595     if(Threads[threadID].stop)
2596       return true;
2597     if(ActiveThreads <= 2)
2598       return false;
2599     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2600       if(sp->finished) {
2601         Threads[threadID].stop = true;
2602         return true;
2603       }
2604     return false;
2605   }
2606
2607
2608   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2609   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2610   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2611   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2612   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2613   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2614   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2615
2616   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2617     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2618     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2619     assert(ActiveThreads > 1);
2620
2621     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2622       return false;
2623
2624     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2625       // No active split points means that the thread is available as a slave
2626       // for any other thread.
2627       return true;
2628
2629     if(ActiveThreads == 2)
2630       return true;
2631
2632     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2633     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2634       return true;
2635
2636     return false;
2637   }
2638
2639
2640   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2641   // a slave for the thread with threadID "master".
2642
2643   bool idle_thread_exists(int master) {
2644     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2645     assert(ActiveThreads > 1);
2646
2647     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2648       if(thread_is_available(i, master))
2649         return true;
2650     return false;
2651   }
2652
2653
2654   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2655   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2656   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2657   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2658   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2659   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2660   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2661   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2662   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2663   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2664   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2665
2666   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
2667              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
2668              Depth depth, int *moves,
2669              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2670     assert(p.is_ok());
2671     assert(sstck != NULL);
2672     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2673     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2674     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2675     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2676     assert(depth > Depth(0));
2677     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2678     assert(ActiveThreads > 1);
2679
2680     SplitPoint *splitPoint;
2681     int i;
2682
2683     lock_grab(&MPLock);
2684
2685     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2686     // active split points, don't split:
2687     if(!idle_thread_exists(master) ||
2688        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2689       lock_release(&MPLock);
2690       return false;
2691     }
2692
2693     // Pick the next available split point object from the split point stack:
2694     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2695     Threads[master].activeSplitPoints++;
2696
2697     // Initialize the split point object:
2698     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2699     splitPoint->finished = false;
2700     splitPoint->ply = ply;
2701     splitPoint->depth = depth;
2702     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2703     splitPoint->beta = *beta;
2704     splitPoint->pvNode = pvNode;
2705     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2706     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2707     splitPoint->master = master;
2708     splitPoint->mp = mp;
2709     splitPoint->moves = *moves;
2710     splitPoint->cpus = 1;
2711     splitPoint->pos.copy(p);
2712     splitPoint->parentSstack = sstck;
2713     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2714       splitPoint->slaves[i] = 0;
2715
2716     // Copy the current position and the search stack to the master thread:
2717     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2718     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2719
2720     // Make copies of the current position and search stack for each thread:
2721     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2722         i++)
2723       if(thread_is_available(i, master)) {
2724         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2725         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2726         splitPoint->slaves[i] = 1;
2727         splitPoint->cpus++;
2728       }
2729
2730     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2731     // their idle loop.
2732     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2733       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2734         Threads[i].workIsWaiting = true;
2735         Threads[i].idle = false;
2736         Threads[i].stop = false;
2737       }
2738
2739     lock_release(&MPLock);
2740
2741     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2742     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2743     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2744     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2745     // loop when all threads have finished their work at this split point
2746     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2747     idle_loop(master, splitPoint);
2748
2749     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2750     // finished.  Update alpha, beta and bestvalue, and return:
2751     lock_grab(&MPLock);
2752     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2753     *beta = splitPoint->beta;
2754     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2755     Threads[master].stop = false;
2756     Threads[master].idle = false;
2757     Threads[master].activeSplitPoints--;
2758     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2759     lock_release(&MPLock);
2760
2761     return true;
2762   }
2763
2764
2765   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2766   // to start a new search from the root.
2767
2768   void wake_sleeping_threads() {
2769     if(ActiveThreads > 1) {
2770       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2771         Threads[i].idle = true;
2772         Threads[i].workIsWaiting = false;
2773       }
2774 #if !defined(_MSC_VER)
2775       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2776       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2777       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2778 #else
2779       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2780         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2781 #endif
2782     }
2783   }
2784
2785
2786   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2787   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2788   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2789   // and one for Windows threads.
2790
2791 #if !defined(_MSC_VER)
2792
2793   void *init_thread(void *threadID) {
2794     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2795     return NULL;
2796   }
2797
2798 #else
2799
2800   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2801     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2802     return NULL;
2803   }
2804
2805 #endif
2806
2807 }