]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Fix broken last patch series
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pvScore is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while nonPvScore is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove() : nodes(0) { pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE; move = pv[0] = MOVE_NONE; }
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm); // Skip costly full pv[] copy
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pvScore, or if it has
123     // equal pvScore but m1 has the higher nonPvScore. In this way
124     // we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score : non_pv_score <= m.non_pv_score;
127     }
128     void set_pv(const Move newPv[]);
129
130     int64_t nodes;
131     Value pv_score, non_pv_score;
132     Move move, pv[PLY_MAX_PLUS_2];
133   };
134
135   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
136
137       pv_score = rm.pv_score; non_pv_score = rm.non_pv_score;
138       nodes = rm.nodes; move = rm.move;
139       set_pv(rm.pv);
140       return *this;
141   }
142
143   void RootMove::set_pv(const Move newPv[]) {
144
145     int i = -1;
146
147     while (newPv[++i] != MOVE_NONE)
148         pv[i] = newPv[i];
149
150     pv[i] = MOVE_NONE;
151   }
152
153
154   // The RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
155   // with an handful of methods above the standard ones.
156
157   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
158
159     typedef std::vector<RootMove> Base;
160
161     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
162     void sort() { sort_multipv((int)size() - 1); } // Sort all items
163
164     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
165     void sort_multipv(int n);
166   };
167
168
169   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
170   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
171   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
172   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
173   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
174   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
175   enum set960 {};
176
177   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
178
179     os.iword(0) = int(m);
180     return os;
181   }
182
183
184   /// Adjustments
185
186   // Step 6. Razoring
187
188   // Maximum depth for razoring
189   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
190
191   // Dynamic razoring margin based on depth
192   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
193
194   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
195   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
196
197   // Step 9. Internal iterative deepening
198
199   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
200   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
201
202   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
203   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
204   const Value IIDMargin = Value(0x100);
205
206   // Step 11. Decide the new search depth
207
208   // Extensions. Configurable UCI options
209   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
210   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
211   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
212
213   // Minimum depth for use of singular extension
214   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
215
216   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
217   // remaining ones we will extend it.
218   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
219
220   // Step 12. Futility pruning
221
222   // Futility margin for quiescence search
223   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
224
225   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
226   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
227   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
228
229   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
230   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
231
232   // Step 14. Reduced search
233
234   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
235   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
236
237   template <NodeType PV>
238   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
239
240   // Common adjustments
241
242   // Search depth at iteration 1
243   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
244
245   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
246   // better than the second best move.
247   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
248
249
250   /// Namespace variables
251
252   // Book object
253   Book OpeningBook;
254
255   // Iteration counter
256   int Iteration;
257
258   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
259   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
260   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
261
262   // Search window management
263   int AspirationDelta;
264
265   // MultiPV mode
266   int MultiPV;
267
268   // Time managment variables
269   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
270   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
271   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
272   TimeManager TimeMgr;
273
274   // Log file
275   bool UseLogFile;
276   std::ofstream LogFile;
277
278   // Multi-threads manager object
279   ThreadsManager ThreadsMgr;
280
281   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
282   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
283   int NodesSincePoll;
284   int NodesBetweenPolls = 30000;
285
286   // History table
287   History H;
288
289   /// Local functions
290
291   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
292   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
293
294   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
295   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
296
297   template <NodeType PvNode>
298   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
299
300   template <NodeType PvNode>
301   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
302
303       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
304                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
305   }
306
307   template <NodeType PvNode>
308   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
309
310   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
311   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
312   bool value_is_mate(Value value);
313   Value value_to_tt(Value v, int ply);
314   Value value_from_tt(Value v, int ply);
315   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
316   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
317   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
318   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
319   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
320   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
321
322   int current_search_time();
323   std::string value_to_uci(Value v);
324   int nps(const Position& pos);
325   void poll(const Position& pos);
326   void ponderhit();
327   void wait_for_stop_or_ponderhit();
328   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
329   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
330   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
331   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
332
333 #if !defined(_MSC_VER)
334   void* init_thread(void* threadID);
335 #else
336   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
337 #endif
338
339 }
340
341
342 ////
343 //// Functions
344 ////
345
346 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
347 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
348
349 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
350 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
351
352
353 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
354
355 void init_search() {
356
357   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
358   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
359   int mc; // moveCount
360
361   // Init reductions array
362   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
363   {
364       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
365       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
366       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
367       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
368   }
369
370   // Init futility margins array
371   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
372       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
373
374   // Init futility move count array
375   for (d = 0; d < 32; d++)
376       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
377 }
378
379
380 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
381 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
382
383 int perft(Position& pos, Depth depth)
384 {
385     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
386     StateInfo st;
387     Move m;
388     int sum = 0;
389
390     // Generate all legal moves
391     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
392
393     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
394     // the moves, just to count them.
395     if (depth <= ONE_PLY)
396         return int(last - mlist);
397
398     // Loop through all legal moves
399     CheckInfo ci(pos);
400     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
401     {
402         m = cur->move;
403         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
404         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
405         pos.undo_move(m);
406     }
407     return sum;
408 }
409
410
411 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
412 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
413 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
414 /// when a quit command is received during the search.
415
416 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
417            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
418
419   // Initialize global search variables
420   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
421   NodesSincePoll = 0;
422   SearchStartTime = get_system_time();
423   ExactMaxTime = maxTime;
424   MaxDepth = maxDepth;
425   MaxNodes = maxNodes;
426   InfiniteSearch = infinite;
427   PonderSearch = ponder;
428   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
429
430   // Look for a book move, only during games, not tests
431   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
432   {
433       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
434           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
435
436       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
437       if (bookMove != MOVE_NONE)
438       {
439           if (PonderSearch)
440               wait_for_stop_or_ponderhit();
441
442           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
443           return true;
444       }
445   }
446
447   // Read UCI option values
448   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
449   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
450   {
451       Options["Clear Hash"].set_value("false");
452       TT.clear();
453   }
454
455   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
456   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
457   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
458   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
459   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
460   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
461   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
462   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
463   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
464   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
465   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
466   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
467   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
468   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
469
470   if (UseLogFile)
471       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
472
473   read_weights(pos.side_to_move());
474
475   // Set the number of active threads
476   ThreadsMgr.read_uci_options();
477   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
478
479   // Wake up needed threads
480   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
481       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
482
483   // Set thinking time
484   int myTime = time[pos.side_to_move()];
485   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
486   if (UseTimeManagement)
487       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
488
489   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
490   // heavy time pressure.
491   if (MaxNodes)
492       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
493   else if (myTime && myTime < 1000)
494       NodesBetweenPolls = 1000;
495   else if (myTime && myTime < 5000)
496       NodesBetweenPolls = 5000;
497   else
498       NodesBetweenPolls = 30000;
499
500   // Write search information to log file
501   if (UseLogFile)
502       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
503               << "infinite: "  << infinite
504               << " ponder: "   << ponder
505               << " time: "     << myTime
506               << " increment: " << myIncrement
507               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
508
509   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
510   id_loop(pos, searchMoves);
511
512   if (UseLogFile)
513       LogFile.close();
514
515   // This makes all the threads to go to sleep
516   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
517
518   return !Quit;
519 }
520
521
522 namespace {
523
524   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
525   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
526   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
527   // reached.
528
529   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
530
531     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
532     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
533     Move EasyMove = MOVE_NONE;
534     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
535
536     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
537     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
538
539     // Handle special case of searching on a mate/stale position
540     if (rml.size() == 0)
541     {
542         if (PonderSearch)
543             wait_for_stop_or_ponderhit();
544
545         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
546     }
547
548     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
549     // so to output information also for iteration 1.
550     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
551          << "info depth " << 1
552          << "\ninfo depth " << 1
553          << " score " << value_to_uci(rml[0].pv_score)
554          << " time " << current_search_time()
555          << " nodes " << pos.nodes_searched()
556          << " nps " << nps(pos)
557          << " pv " << rml[0].move << "\n";
558
559     // Initialize
560     TT.new_search();
561     H.clear();
562     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
563     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
564     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
565     Iteration = 1;
566
567     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
568     if (   rml.size() == 1
569         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
570         EasyMove = rml[0].move;
571
572     // Iterative deepening loop
573     while (Iteration < PLY_MAX)
574     {
575         // Initialize iteration
576         Iteration++;
577         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
578
579         cout << "info depth " << Iteration << endl;
580
581         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
582         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
583         {
584             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
585             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
586
587             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
588             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
589
590             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
591             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
592         }
593
594         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
595         value = root_search(pos, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
596
597         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
598         // been overwritten during the search.
599         insert_pv_in_tt(pos, pv);
600
601         if (AbortSearch)
602             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
603
604         //Save info about search result
605         ValueByIteration[Iteration] = value;
606
607         // Drop the easy move if differs from the new best move
608         if (pv[0] != EasyMove)
609             EasyMove = MOVE_NONE;
610
611         if (UseTimeManagement)
612         {
613             // Time to stop?
614             bool stopSearch = false;
615
616             // Stop search early if there is only a single legal move,
617             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
618             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
619                 stopSearch = true;
620
621             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
622             if (  Iteration >= 6
623                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
624                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
625                 stopSearch = true;
626
627             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
628             if (   Iteration >= 8
629                 && EasyMove == pv[0]
630                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
631                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
632                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
633                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
634                 stopSearch = true;
635
636             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
637             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
638                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
639                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
640
641             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
642             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
643             // move at the next iteration anyway.
644             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
645                 stopSearch = true;
646
647             if (stopSearch)
648             {
649                 if (PonderSearch)
650                     StopOnPonderhit = true;
651                 else
652                     break;
653             }
654         }
655
656         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
657             break;
658     }
659
660     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
661     // best move before we are told to do so.
662     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
663         wait_for_stop_or_ponderhit();
664     else
665         // Print final search statistics
666         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
667              << " nps " << nps(pos)
668              << " time " << current_search_time() << endl;
669
670     // Print the best move and the ponder move to the standard output
671     if (pv[0] == MOVE_NONE || MultiPV > 1)
672     {
673         pv[0] = rml[0].move;
674         pv[1] = MOVE_NONE;
675     }
676
677     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
678
679     cout << "bestmove " << pv[0];
680
681     if (pv[1] != MOVE_NONE)
682         cout << " ponder " << pv[1];
683
684     cout << endl;
685
686     if (UseLogFile)
687     {
688         if (dbg_show_mean)
689             dbg_print_mean(LogFile);
690
691         if (dbg_show_hit_rate)
692             dbg_print_hit_rate(LogFile);
693
694         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
695                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
696                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, pv[0]);
697
698         StateInfo st;
699         pos.do_move(pv[0], st);
700         LogFile << "\nPonder move: "
701                 << move_to_san(pos, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
702                 << endl;
703     }
704     return rml[0].pv_score;
705   }
706
707
708   // root_search() is the function which searches the root node. It is
709   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
710   // scheme, prints some information to the standard output and handles
711   // the fail low/high loops.
712
713   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
714
715     StateInfo st;
716     CheckInfo ci(pos);
717     int64_t nodes;
718     Move move;
719     Depth depth, ext, newDepth;
720     Value value, alpha, beta;
721     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
722     int researchCountFH, researchCountFL;
723
724     researchCountFH = researchCountFL = 0;
725     alpha = *alphaPtr;
726     beta = *betaPtr;
727     isCheck = pos.is_check();
728     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
729
730     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
731     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
732
733     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
734     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
735     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
736
737     // Step 5. Evaluate the position statically
738     // At root we do this only to get reference value for child nodes
739     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
740     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
741
742     // Step 6. Razoring (omitted at root)
743     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
744     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
745     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
746
747     // Step extra. Fail low loop
748     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
749     // with bigger window until we are not failing low anymore.
750     while (1)
751     {
752         // Sort the moves before to (re)search
753         rml.set_non_pv_scores(pos);
754         rml.sort();
755
756         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
757         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
758         {
759             // This is used by time management
760             FirstRootMove = (i == 0);
761
762             // Save the current node count before the move is searched
763             nodes = pos.nodes_searched();
764
765             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
766             // the standard output.
767             move = ss->currentMove = rml[i].move;
768
769             if (current_search_time() >= 1000)
770                 cout << "info currmove " << move
771                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
772
773             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
774             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
775
776             // Step 11. Decide the new search depth
777             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
778             newDepth = depth + ext;
779
780             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
781
782             // Step extra. Fail high loop
783             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
784             // high anymore.
785             value = -VALUE_INFINITE;
786
787             while (1)
788             {
789                 // Step 13. Make the move
790                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
791
792                 // Step extra. pv search
793                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
794                 // and for fail high research (value > alpha)
795                 if (i < MultiPV || value > alpha)
796                 {
797                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
798                     if (MultiPV > 1)
799                         alpha = -VALUE_INFINITE;
800
801                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
802                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
803                 }
804                 else
805                 {
806                     // Step 14. Reduced search
807                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
808                     bool doFullDepthSearch = true;
809
810                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
811                         && !dangerous
812                         && !captureOrPromotion
813                         && !move_is_castle(move))
814                     {
815                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
816                         if (ss->reduction)
817                         {
818                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
819
820                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
821                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
822                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
823                         }
824
825                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
826                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
827                         // if the move fails high again then go with full depth search.
828                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
829                         {
830                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
831
832                             ss->reduction = ONE_PLY;
833                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
834                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
835                         }
836                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
837                     }
838
839                     // Step 15. Full depth search
840                     if (doFullDepthSearch)
841                     {
842                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
843                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
844
845                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
846                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
847                         if (value > alpha)
848                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
849                     }
850                 }
851
852                 // Step 16. Undo move
853                 pos.undo_move(move);
854
855                 // Can we exit fail high loop ?
856                 if (AbortSearch || value < beta)
857                     break;
858
859                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
860                 // the score before research in case we run out of time while researching.
861                 rml[i].pv_score = value;
862                 ss->bestMove = move;
863                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
864                 rml[i].set_pv(pv);
865
866                 // Print information to the standard output
867                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
868
869                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
870                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
871                 researchCountFH++;
872
873             } // End of fail high loop
874
875             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
876             // was aborted because the user interrupted the search or because we
877             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
878             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
879             // move and/or PV.
880             if (AbortSearch)
881                 break;
882
883             // Remember searched nodes counts for this move
884             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
885
886             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
887             assert(value < beta);
888
889             // Step 17. Check for new best move
890             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
891                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
892             else
893             {
894                 // PV move or new best move!
895
896                 // Update PV
897                 rml[i].pv_score = value;
898                 ss->bestMove = move;
899                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
900                 rml[i].set_pv(pv);
901
902                 if (MultiPV == 1)
903                 {
904                     // We record how often the best move has been changed in each
905                     // iteration. This information is used for time managment: When
906                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
907                     if (i > 0)
908                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
909
910                     // Print information to the standard output
911                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
912
913                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
914                     if (value > alpha)
915                         alpha = value;
916                 }
917                 else // MultiPV > 1
918                 {
919                     rml.sort_multipv(i);
920                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
921                     {
922                         cout << "info multipv " << j + 1
923                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
924                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
925                              << " time " << current_search_time()
926                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
927                              << " nps " << nps(pos)
928                              << " pv ";
929
930                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
931                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
932
933                         cout << endl;
934                     }
935                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
936                 }
937             } // PV move or new best move
938
939             assert(alpha >= *alphaPtr);
940
941             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
942
943             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
944                 StopOnPonderhit = false;
945         }
946
947         // Can we exit fail low loop ?
948         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
949             break;
950
951         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
952         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
953         researchCountFL++;
954
955     } // Fail low loop
956
957     // Sort the moves before to return
958     rml.sort();
959
960     return alpha;
961   }
962
963
964   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
965   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
966   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
967   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
968   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
969   // here: This is taken care of after we return from the split point.
970
971   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
972   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
973
974     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
975     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
976     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
977     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
978     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
979
980     Move movesSearched[MOVES_MAX];
981     StateInfo st;
982     const TTEntry *tte;
983     Key posKey;
984     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
985     Depth ext, newDepth;
986     ValueType vt;
987     Value bestValue, value, oldAlpha;
988     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
989     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
990     bool mateThreat = false;
991     int moveCount = 0;
992     int threadID = pos.thread();
993     SplitPoint* sp = NULL;
994     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
995     oldAlpha = alpha;
996     isCheck = pos.is_check();
997
998     if (SpNode)
999     {
1000         sp = ss->sp;
1001         tte = NULL;
1002         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
1003         threatMove = sp->threatMove;
1004         mateThreat = sp->mateThreat;
1005         goto split_point_start;
1006     }
1007     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
1008
1009     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1010     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1011     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1012
1013     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1014     {
1015         NodesSincePoll = 0;
1016         poll(pos);
1017     }
1018
1019     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1020     if (   AbortSearch
1021         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1022         || pos.is_draw()
1023         || ply >= PLY_MAX - 1)
1024         return VALUE_DRAW;
1025
1026     // Step 3. Mate distance pruning
1027     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1028     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1029     if (alpha >= beta)
1030         return alpha;
1031
1032     // Step 4. Transposition table lookup
1033
1034     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1035     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1036     excludedMove = ss->excludedMove;
1037     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1038
1039     tte = TT.retrieve(posKey);
1040     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1041
1042     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1043     // This is to avoid problems in the following areas:
1044     //
1045     // * Repetition draw detection
1046     // * Fifty move rule detection
1047     // * Searching for a mate
1048     // * Printing of full PV line
1049     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1050     {
1051         TT.refresh(tte);
1052         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1053         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1054     }
1055
1056     // Step 5. Evaluate the position statically and
1057     // update gain statistics of parent move.
1058     if (isCheck)
1059         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1060     else if (tte)
1061     {
1062         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1063
1064         ss->eval = tte->static_value();
1065         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1066         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1067     }
1068     else
1069     {
1070         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1071         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1072     }
1073
1074     // Save gain for the parent non-capture move
1075     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1076
1077     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1078     if (   !PvNode
1079         &&  depth < RazorDepth
1080         && !isCheck
1081         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1082         &&  ttMove == MOVE_NONE
1083         && !value_is_mate(beta)
1084         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1085     {
1086         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1087         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1088         if (v < rbeta)
1089             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1090             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1091             return v;
1092     }
1093
1094     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1095     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1096     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1097     if (   !PvNode
1098         && !ss->skipNullMove
1099         &&  depth < RazorDepth
1100         && !isCheck
1101         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1102         && !value_is_mate(beta)
1103         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1104         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1105
1106     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1107     if (   !PvNode
1108         && !ss->skipNullMove
1109         &&  depth > ONE_PLY
1110         && !isCheck
1111         &&  refinedValue >= beta
1112         && !value_is_mate(beta)
1113         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1114     {
1115         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1116
1117         // Null move dynamic reduction based on depth
1118         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1119
1120         // Null move dynamic reduction based on value
1121         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1122             R++;
1123
1124         pos.do_null_move(st);
1125         (ss+1)->skipNullMove = true;
1126         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1127         (ss+1)->skipNullMove = false;
1128         pos.undo_null_move();
1129
1130         if (nullValue >= beta)
1131         {
1132             // Do not return unproven mate scores
1133             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1134                 nullValue = beta;
1135
1136             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1137                 return nullValue;
1138
1139             // Do verification search at high depths
1140             ss->skipNullMove = true;
1141             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1142             ss->skipNullMove = false;
1143
1144             if (v >= beta)
1145                 return nullValue;
1146         }
1147         else
1148         {
1149             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1150             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1151             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1152             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1153             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1154             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1155             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1156                 mateThreat = true;
1157
1158             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1159             if (   depth < ThreatDepth
1160                 && (ss-1)->reduction
1161                 && threatMove != MOVE_NONE
1162                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1163                 return beta - 1;
1164         }
1165     }
1166
1167     // Step 9. Internal iterative deepening
1168     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1169         &&  ttMove == MOVE_NONE
1170         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1171     {
1172         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1173
1174         ss->skipNullMove = true;
1175         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1176         ss->skipNullMove = false;
1177
1178         ttMove = ss->bestMove;
1179         tte = TT.retrieve(posKey);
1180     }
1181
1182     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1183     if (PvNode)
1184         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1185
1186 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1187
1188     // Initialize a MovePicker object for the current position
1189     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1190     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1191     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1192     CheckInfo ci(pos);
1193     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1194     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1195     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1196     singularExtensionNode =  !SpNode
1197                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1198                            && tte
1199                            && tte->move()
1200                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1201                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1202                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1203     if (SpNode)
1204     {
1205         lock_grab(&(sp->lock));
1206         bestValue = sp->bestValue;
1207     }
1208
1209     // Step 10. Loop through moves
1210     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1211     while (   bestValue < beta
1212            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1213            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1214     {
1215       assert(move_is_ok(move));
1216
1217       if (SpNode)
1218       {
1219           moveCount = ++sp->moveCount;
1220           lock_release(&(sp->lock));
1221       }
1222       else if (move == excludedMove)
1223           continue;
1224       else
1225           movesSearched[moveCount++] = move;
1226
1227       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1228       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1229
1230       // Step 11. Decide the new search depth
1231       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1232
1233       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1234       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1235       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1236       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1237       if (   singularExtensionNode
1238           && move == tte->move()
1239           && ext < ONE_PLY)
1240       {
1241           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1242
1243           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1244           {
1245               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1246               ss->excludedMove = move;
1247               ss->skipNullMove = true;
1248               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1249               ss->skipNullMove = false;
1250               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1251               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1252               if (v < b)
1253                   ext = ONE_PLY;
1254           }
1255       }
1256
1257       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1258       ss->currentMove = move;
1259       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1260
1261       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1262       if (   !PvNode
1263           && !captureOrPromotion
1264           && !isCheck
1265           && !dangerous
1266           &&  move != ttMove
1267           && !move_is_castle(move))
1268       {
1269           // Move count based pruning
1270           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1271               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1272               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1273           {
1274               if (SpNode)
1275                   lock_grab(&(sp->lock));
1276
1277               continue;
1278           }
1279
1280           // Value based pruning
1281           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1282           // but fixing this made program slightly weaker.
1283           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1284           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1285                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1286
1287           if (futilityValueScaled < beta)
1288           {
1289               if (SpNode)
1290               {
1291                   lock_grab(&(sp->lock));
1292                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1293                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1294               }
1295               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1296                   bestValue = futilityValueScaled;
1297
1298               continue;
1299           }
1300
1301           // Prune moves with negative SEE at low depths
1302           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1303               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1304               && pos.see_sign(move) < 0)
1305           {
1306               if (SpNode)
1307                   lock_grab(&(sp->lock));
1308
1309               continue;
1310           }
1311       }
1312
1313       // Step 13. Make the move
1314       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1315
1316       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1317       // The first move in list is the expected PV
1318       if (PvNode && moveCount == 1)
1319           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1320       else
1321       {
1322           // Step 14. Reduced depth search
1323           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1324           bool doFullDepthSearch = true;
1325
1326           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1327               && !captureOrPromotion
1328               && !dangerous
1329               && !move_is_castle(move)
1330               &&  ss->killers[0] != move
1331               &&  ss->killers[1] != move)
1332           {
1333               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1334
1335               if (ss->reduction)
1336               {
1337                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1338                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1339                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1340
1341                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1342               }
1343
1344               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1345               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1346               // if the move fails high again then go with full depth search.
1347               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1348               {
1349                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1350
1351                   ss->reduction = ONE_PLY;
1352                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1353                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1354                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1355               }
1356               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1357           }
1358
1359           // Step 15. Full depth search
1360           if (doFullDepthSearch)
1361           {
1362               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1363               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1364
1365               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1366               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1367               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1368               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1369                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1370           }
1371       }
1372
1373       // Step 16. Undo move
1374       pos.undo_move(move);
1375
1376       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1377
1378       // Step 17. Check for new best move
1379       if (SpNode)
1380       {
1381           lock_grab(&(sp->lock));
1382           bestValue = sp->bestValue;
1383           alpha = sp->alpha;
1384       }
1385
1386       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1387       {
1388           bestValue = value;
1389
1390           if (SpNode)
1391               sp->bestValue = value;
1392
1393           if (value > alpha)
1394           {
1395               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1396               {
1397                   alpha = value;
1398
1399                   if (SpNode)
1400                       sp->alpha = value;
1401               }
1402               else if (SpNode)
1403                   sp->betaCutoff = true;
1404
1405               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1406                   ss->mateKiller = move;
1407
1408               ss->bestMove = move;
1409
1410               if (SpNode)
1411                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1412           }
1413       }
1414
1415       // Step 18. Check for split
1416       if (   !SpNode
1417           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1418           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1419           && bestValue < beta
1420           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1421           && !AbortSearch
1422           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1423           && Iteration <= 99)
1424           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1425                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1426     }
1427
1428     // Step 19. Check for mate and stalemate
1429     // All legal moves have been searched and if there are
1430     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1431     // If one move was excluded return fail low score.
1432     if (!SpNode && !moveCount)
1433         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1434
1435     // Step 20. Update tables
1436     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1437     // history counters, and killer moves.
1438     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1439     {
1440         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1441         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1442              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1443
1444         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1445
1446         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1447         if (    bestValue >= beta
1448             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1449         {
1450             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1451             update_killers(move, ss);
1452         }
1453     }
1454
1455     if (SpNode)
1456     {
1457         // Here we have the lock still grabbed
1458         sp->slaves[threadID] = 0;
1459         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1460         lock_release(&(sp->lock));
1461     }
1462
1463     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1464
1465     return bestValue;
1466   }
1467
1468   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1469   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1470   // less than ONE_PLY).
1471
1472   template <NodeType PvNode>
1473   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1474
1475     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1476     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1477     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1478     assert(depth <= 0);
1479     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1480     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1481
1482     StateInfo st;
1483     Move ttMove, move;
1484     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1485     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1486     const TTEntry* tte;
1487     Depth ttDepth;
1488     Value oldAlpha = alpha;
1489
1490     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1491
1492     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1493     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1494         return VALUE_DRAW;
1495
1496     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1497     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1498     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1499     isCheck = pos.is_check();
1500     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1501
1502     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1503     // pruning, but only for move ordering.
1504     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1505     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1506
1507     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1508     {
1509         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1510         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1511     }
1512
1513     // Evaluate the position statically
1514     if (isCheck)
1515     {
1516         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1517         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1518         enoughMaterial = false;
1519     }
1520     else
1521     {
1522         if (tte)
1523         {
1524             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1525
1526             evalMargin = tte->static_value_margin();
1527             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1528         }
1529         else
1530             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1531
1532         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1533
1534         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1535         if (bestValue >= beta)
1536         {
1537             if (!tte)
1538                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1539
1540             return bestValue;
1541         }
1542
1543         if (PvNode && bestValue > alpha)
1544             alpha = bestValue;
1545
1546         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1547         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1548         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1549     }
1550
1551     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1552     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1553     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1554     // be generated.
1555     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1556     CheckInfo ci(pos);
1557
1558     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1559     while (   alpha < beta
1560            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1561     {
1562       assert(move_is_ok(move));
1563
1564       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1565
1566       // Futility pruning
1567       if (   !PvNode
1568           && !isCheck
1569           && !moveIsCheck
1570           &&  move != ttMove
1571           &&  enoughMaterial
1572           && !move_is_promotion(move)
1573           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1574       {
1575           futilityValue =  futilityBase
1576                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1577                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1578
1579           if (futilityValue < alpha)
1580           {
1581               if (futilityValue > bestValue)
1582                   bestValue = futilityValue;
1583               continue;
1584           }
1585       }
1586
1587       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1588       evasionPrunable =   isCheck
1589                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1590                        && !pos.move_is_capture(move)
1591                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1592
1593       // Don't search moves with negative SEE values
1594       if (   !PvNode
1595           && (!isCheck || evasionPrunable)
1596           &&  move != ttMove
1597           && !move_is_promotion(move)
1598           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1599           continue;
1600
1601       // Don't search useless checks
1602       if (   !PvNode
1603           && !isCheck
1604           &&  moveIsCheck
1605           &&  move != ttMove
1606           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1607           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1608           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1609       {
1610           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1611               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1612
1613           continue;
1614       }
1615
1616       // Update current move
1617       ss->currentMove = move;
1618
1619       // Make and search the move
1620       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1621       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1622       pos.undo_move(move);
1623
1624       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1625
1626       // New best move?
1627       if (value > bestValue)
1628       {
1629           bestValue = value;
1630           if (value > alpha)
1631           {
1632               alpha = value;
1633               ss->bestMove = move;
1634           }
1635        }
1636     }
1637
1638     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1639     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1640     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1641         return value_mated_in(ply);
1642
1643     // Update transposition table
1644     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1645     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1646
1647     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1648
1649     return bestValue;
1650   }
1651
1652
1653   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1654   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1655   // will be pruned.
1656
1657   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1658   {
1659     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1660     Square from, to, ksq, victimSq;
1661     Piece pc;
1662     Color them;
1663     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1664
1665     from = move_from(move);
1666     to = move_to(move);
1667     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1668     ksq = pos.king_square(them);
1669     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1670     pc = pos.piece_on(from);
1671
1672     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1673     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1674     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1675
1676     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1677     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1678
1679     if (!(b && (b & (b - 1))))
1680         return true;
1681
1682     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1683     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1684         && bit_is_set(kingAtt, to))
1685         return true;
1686
1687     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1688     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1689
1690     while (b)
1691     {
1692         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1693         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1694
1695         // Note that here we generate illegal "double move"!
1696         if (   futilityValue >= beta
1697             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1698             return true;
1699
1700         if (futilityValue > bv)
1701             bv = futilityValue;
1702     }
1703
1704     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1705     *bestValue = bv;
1706     return false;
1707   }
1708
1709
1710   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1711   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1712   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1713   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1714   // second move is assumed to be a move from the current position.
1715
1716   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1717
1718     Square f1, t1, f2, t2;
1719     Piece p;
1720
1721     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1722     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1723
1724     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1725     f2 = move_from(m2);
1726     t1 = move_to(m1);
1727     if (f2 == t1)
1728         return true;
1729
1730     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1731     t2 = move_to(m2);
1732     f1 = move_from(m1);
1733     if (t2 == f1)
1734         return true;
1735
1736     // Case 3: Moving through the vacated square
1737     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1738         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1739       return true;
1740
1741     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1742     p = pos.piece_on(t1);
1743     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1744         return true;
1745
1746     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1747     if (    piece_is_slider(p)
1748         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1749         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1750     {
1751         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1752         // move is the opposite of the checking piece.
1753         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1754         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1755
1756         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1757             return true;
1758     }
1759     return false;
1760   }
1761
1762
1763   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1764   // compensated for the ply.
1765
1766   bool value_is_mate(Value value) {
1767
1768     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1769
1770     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1771           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1772   }
1773
1774
1775   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1776   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1777   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1778
1779   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1780
1781     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1782       return v + ply;
1783
1784     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1785       return v - ply;
1786
1787     return v;
1788   }
1789
1790
1791   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1792   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1793
1794   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1795
1796     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1797       return v - ply;
1798
1799     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1800       return v + ply;
1801
1802     return v;
1803   }
1804
1805
1806   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1807   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1808   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1809   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1810   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1811   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1812   template <NodeType PvNode>
1813   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1814                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1815
1816     assert(m != MOVE_NONE);
1817
1818     Depth result = DEPTH_ZERO;
1819     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1820
1821     if (*dangerous)
1822     {
1823         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1824             result += CheckExtension[PvNode];
1825
1826         if (singleEvasion)
1827             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1828
1829         if (mateThreat)
1830             result += MateThreatExtension[PvNode];
1831     }
1832
1833     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1834     {
1835         Color c = pos.side_to_move();
1836         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1837         {
1838             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1839             *dangerous = true;
1840         }
1841         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1842         {
1843             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1844             *dangerous = true;
1845         }
1846     }
1847
1848     if (   captureOrPromotion
1849         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1850         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1851             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1852         && !move_is_promotion(m)
1853         && !move_is_ep(m))
1854     {
1855         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1856         *dangerous = true;
1857     }
1858
1859     if (   PvNode
1860         && captureOrPromotion
1861         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1862         && pos.see_sign(m) >= 0)
1863     {
1864         result += ONE_PLY / 2;
1865         *dangerous = true;
1866     }
1867
1868     return Min(result, ONE_PLY);
1869   }
1870
1871
1872   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1873   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1874
1875   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1876
1877     assert(move_is_ok(m));
1878     assert(threat && move_is_ok(threat));
1879     assert(!pos.move_is_check(m));
1880     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1881     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1882
1883     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1884
1885     mfrom = move_from(m);
1886     mto = move_to(m);
1887     tfrom = move_from(threat);
1888     tto = move_to(threat);
1889
1890     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1891     if (mfrom == tto)
1892         return true;
1893
1894     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1895     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1896     if (   pos.move_is_capture(threat)
1897         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1898             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1899         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1900         return true;
1901
1902     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1903     // prune safe moves which block its ray.
1904     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1905         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1906         && pos.see_sign(m) >= 0)
1907         return true;
1908
1909     return false;
1910   }
1911
1912
1913   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1914   // can be used at a given point in search.
1915
1916   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1917
1918     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1919
1920     return   (   tte->depth() >= depth
1921               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1922               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1923
1924           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1925               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1926   }
1927
1928
1929   // refine_eval() returns the transposition table score if
1930   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1931
1932   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1933
1934       assert(tte);
1935
1936       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1937
1938       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1939           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1940           return v;
1941
1942       return defaultEval;
1943   }
1944
1945
1946   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1947   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1948
1949   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1950                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1951     Move m;
1952
1953     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1954
1955     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1956     {
1957         m = movesSearched[i];
1958
1959         assert(m != move);
1960
1961         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1962             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1963     }
1964   }
1965
1966
1967   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1968   // among the killer moves of that ply.
1969
1970   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1971
1972     if (m == ss->killers[0])
1973         return;
1974
1975     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1976     ss->killers[0] = m;
1977   }
1978
1979
1980   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1981   // the static position evaluation before and after the move.
1982
1983   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1984
1985     if (   m != MOVE_NULL
1986         && before != VALUE_NONE
1987         && after != VALUE_NONE
1988         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1989         && !move_is_special(m))
1990         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1991   }
1992
1993
1994   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1995   // since the beginning of the current search.
1996
1997   int current_search_time() {
1998
1999     return get_system_time() - SearchStartTime;
2000   }
2001
2002
2003   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
2004
2005   std::string value_to_uci(Value v) {
2006
2007     std::stringstream s;
2008
2009     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
2010       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
2011     else
2012       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
2013
2014     return s.str();
2015   }
2016
2017   // nps() computes the current nodes/second count.
2018
2019   int nps(const Position& pos) {
2020
2021     int t = current_search_time();
2022     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2023   }
2024
2025
2026   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2027   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2028   // search.
2029
2030   void poll(const Position& pos) {
2031
2032     static int lastInfoTime;
2033     int t = current_search_time();
2034
2035     //  Poll for input
2036     if (data_available())
2037     {
2038         // We are line oriented, don't read single chars
2039         std::string command;
2040
2041         if (!std::getline(std::cin, command))
2042             command = "quit";
2043
2044         if (command == "quit")
2045         {
2046             AbortSearch = true;
2047             PonderSearch = false;
2048             Quit = true;
2049             return;
2050         }
2051         else if (command == "stop")
2052         {
2053             AbortSearch = true;
2054             PonderSearch = false;
2055         }
2056         else if (command == "ponderhit")
2057             ponderhit();
2058     }
2059
2060     // Print search information
2061     if (t < 1000)
2062         lastInfoTime = 0;
2063
2064     else if (lastInfoTime > t)
2065         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2066         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2067         lastInfoTime = 0;
2068
2069     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2070     {
2071         lastInfoTime = t;
2072
2073         if (dbg_show_mean)
2074             dbg_print_mean();
2075
2076         if (dbg_show_hit_rate)
2077             dbg_print_hit_rate();
2078
2079         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2080              << " time " << t << endl;
2081     }
2082
2083     // Should we stop the search?
2084     if (PonderSearch)
2085         return;
2086
2087     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2088                            && !AspirationFailLow
2089                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2090
2091     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2092                      || stillAtFirstMove;
2093
2094     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2095         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2096         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2097         AbortSearch = true;
2098   }
2099
2100
2101   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2102   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2103   // it correctly predicted the opponent's move.
2104
2105   void ponderhit() {
2106
2107     int t = current_search_time();
2108     PonderSearch = false;
2109
2110     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2111                            && !AspirationFailLow
2112                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2113
2114     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2115                      || stillAtFirstMove;
2116
2117     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2118         AbortSearch = true;
2119   }
2120
2121
2122   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2123   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2124
2125   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2126
2127     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2128     {
2129         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2130         ss->skipNullMove = false;
2131         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2132         ss->sp = NULL;
2133
2134         if (i < 3)
2135             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2136     }
2137   }
2138
2139
2140   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2141   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2142   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2143   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2144   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2145   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2146
2147   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2148
2149     std::string command;
2150
2151     while (true)
2152     {
2153         if (!std::getline(std::cin, command))
2154             command = "quit";
2155
2156         if (command == "quit")
2157         {
2158             Quit = true;
2159             break;
2160         }
2161         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2162             break;
2163     }
2164   }
2165
2166
2167   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2168   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2169
2170   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2171
2172     cout << "info depth " << Iteration
2173          << " score "     << value_to_uci(value)
2174          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2175          << " time "  << current_search_time()
2176          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2177          << " nps "   << nps(pos)
2178          << " pv ";
2179
2180     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2181         cout << *m << " ";
2182
2183     cout << endl;
2184
2185     if (UseLogFile)
2186     {
2187         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2188                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2189
2190         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2191     }
2192   }
2193
2194
2195   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2196   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2197   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2198
2199   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2200
2201     StateInfo st;
2202     TTEntry* tte;
2203     Position p(pos, pos.thread());
2204     Value v, m = VALUE_NONE;
2205
2206     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2207     {
2208         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2209         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2210         {
2211             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2212             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2213         }
2214         p.do_move(pv[i], st);
2215     }
2216   }
2217
2218
2219   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2220   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2221   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2222   // long PV to print that is important for position analysis.
2223
2224   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2225
2226     StateInfo st;
2227     TTEntry* tte;
2228     Position p(pos, pos.thread());
2229     int ply = 0;
2230
2231     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2232
2233     pv[ply] = bestMove;
2234     p.do_move(pv[ply++], st);
2235
2236     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2237            && tte->move() != MOVE_NONE
2238            && move_is_legal(p, tte->move())
2239            && ply < PLY_MAX
2240            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2241     {
2242         pv[ply] = tte->move();
2243         p.do_move(pv[ply++], st);
2244     }
2245     pv[ply] = MOVE_NONE;
2246   }
2247
2248
2249   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2250   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2251   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2252   // threads and one for Windows threads.
2253
2254 #if !defined(_MSC_VER)
2255
2256   void* init_thread(void* threadID) {
2257
2258     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2259     return NULL;
2260   }
2261
2262 #else
2263
2264   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2265
2266     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2267     return 0;
2268   }
2269
2270 #endif
2271
2272
2273   /// The ThreadsManager class
2274
2275
2276   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2277   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2278   // to start a new search.
2279
2280   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2281
2282     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2283     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2284     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2285     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2286   }
2287
2288
2289   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2290   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2291   // object for which the current thread is the master.
2292
2293   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2294
2295     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2296
2297     int i;
2298     bool allFinished = false;
2299
2300     while (true)
2301     {
2302         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2303         // master should exit as last one.
2304         if (allThreadsShouldExit)
2305         {
2306             assert(!sp);
2307             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2308             return;
2309         }
2310
2311         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2312         // instead of wasting CPU time polling for work.
2313         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2314                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2315         {
2316             assert(!sp || useSleepingThreads);
2317             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2318
2319             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2320                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2321
2322             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2323             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2324
2325             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2326             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2327             allFinished = (i == activeThreads);
2328
2329             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2330             {
2331                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2332                 break;
2333             }
2334
2335             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2336             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2337                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2338
2339             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2340         }
2341
2342         // If this thread has been assigned work, launch a search
2343         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2344         {
2345             assert(!allThreadsShouldExit);
2346
2347             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2348
2349             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2350             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2351             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2352             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2353             ss->sp = tsp;
2354
2355             if (tsp->pvNode)
2356                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2357             else
2358                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2359
2360             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2361
2362             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2363
2364             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2365             // case we are the last slave of the split point.
2366             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2367                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2368         }
2369
2370         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2371         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2372         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2373         allFinished = (i == activeThreads);
2374
2375         if (allFinished)
2376         {
2377             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2378             // be sure sp->lock has been released before to return.
2379             lock_grab(&(sp->lock));
2380             lock_release(&(sp->lock));
2381
2382             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2383             // because here is all finished is not possible master is booked.
2384             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2385
2386             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2387             return;
2388         }
2389     }
2390   }
2391
2392
2393   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2394   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2395   // objects.
2396
2397   void ThreadsManager::init_threads() {
2398
2399     int i, arg[MAX_THREADS];
2400     bool ok;
2401
2402     // Initialize global locks
2403     lock_init(&mpLock);
2404
2405     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2406     {
2407         lock_init(&sleepLock[i]);
2408         cond_init(&sleepCond[i]);
2409     }
2410
2411     // Initialize splitPoints[] locks
2412     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2413         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2414             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2415
2416     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2417     allThreadsShouldExit = false;
2418
2419     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2420     activeThreads = 1;
2421
2422     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2423     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2424     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2425         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2426
2427     // Launch the helper threads
2428     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2429     {
2430         arg[i] = i;
2431
2432 #if !defined(_MSC_VER)
2433         pthread_t pthread[1];
2434         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2435         pthread_detach(pthread[0]);
2436 #else
2437         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2438 #endif
2439         if (!ok)
2440         {
2441             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2442             exit(EXIT_FAILURE);
2443         }
2444
2445         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2446         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2447     }
2448   }
2449
2450
2451   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2452   // helper threads exit cleanly.
2453
2454   void ThreadsManager::exit_threads() {
2455
2456     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2457
2458     // Wake up all the threads and waits for termination
2459     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2460     {
2461         wake_sleeping_thread(i);
2462         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2463     }
2464
2465     // Now we can safely destroy the locks
2466     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2467         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2468             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2469
2470     lock_destroy(&mpLock);
2471
2472     // Now we can safely destroy the wait conditions
2473     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2474     {
2475         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2476         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2477     }
2478   }
2479
2480
2481   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2482   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2483   // the current split point.
2484
2485   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2486
2487     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2488
2489     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2490
2491     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2492     return sp != NULL;
2493   }
2494
2495
2496   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2497   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2498   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2499   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2500   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2501   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2502   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2503
2504   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2505
2506     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2507     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2508     assert(activeThreads > 1);
2509
2510     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2511         return false;
2512
2513     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2514     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2515
2516     // No active split points means that the thread is available as
2517     // a slave for any other thread.
2518     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2519         return true;
2520
2521     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2522     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2523     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2524     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2525         return true;
2526
2527     return false;
2528   }
2529
2530
2531   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2532   // a slave for the thread with threadID "master".
2533
2534   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2535
2536     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2537     assert(activeThreads > 1);
2538
2539     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2540         if (thread_is_available(i, master))
2541             return true;
2542
2543     return false;
2544   }
2545
2546
2547   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2548   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2549   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2550   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2551   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2552   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2553   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2554   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2555
2556   template <bool Fake>
2557   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2558                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2559                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2560     assert(pos.is_ok());
2561     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2562     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2563     assert(*bestValue <= *alpha);
2564     assert(*alpha < beta);
2565     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2566     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2567     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2568     assert(activeThreads > 1);
2569
2570     int i, master = pos.thread();
2571     Thread& masterThread = threads[master];
2572
2573     lock_grab(&mpLock);
2574
2575     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2576     // active split points, don't split.
2577     if (   !available_thread_exists(master)
2578         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2579     {
2580         lock_release(&mpLock);
2581         return;
2582     }
2583
2584     // Pick the next available split point object from the split point stack
2585     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2586
2587     // Initialize the split point object
2588     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2589     splitPoint.master = master;
2590     splitPoint.betaCutoff = false;
2591     splitPoint.ply = ply;
2592     splitPoint.depth = depth;
2593     splitPoint.threatMove = threatMove;
2594     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2595     splitPoint.alpha = *alpha;
2596     splitPoint.beta = beta;
2597     splitPoint.pvNode = pvNode;
2598     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2599     splitPoint.mp = mp;
2600     splitPoint.moveCount = moveCount;
2601     splitPoint.pos = &pos;
2602     splitPoint.nodes = 0;
2603     splitPoint.parentSstack = ss;
2604     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2605         splitPoint.slaves[i] = 0;
2606
2607     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2608
2609     // If we are here it means we are not available
2610     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2611
2612     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2613
2614     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2615     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2616         if (thread_is_available(i, master))
2617         {
2618             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2619             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2620             splitPoint.slaves[i] = 1;
2621             workersCnt++;
2622         }
2623
2624     assert(Fake || workersCnt > 1);
2625
2626     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2627     lock_release(&mpLock);
2628
2629     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2630     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2631     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2632         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2633         {
2634             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2635
2636             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2637
2638             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2639
2640             if (useSleepingThreads && i != master)
2641                 wake_sleeping_thread(i);
2642         }
2643
2644     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2645     // which it will instantly launch a search, because its state is
2646     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2647     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2648     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2649     idle_loop(master, &splitPoint);
2650
2651     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2652     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2653     lock_grab(&mpLock);
2654
2655     *alpha = splitPoint.alpha;
2656     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2657     masterThread.activeSplitPoints--;
2658     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2659     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2660
2661     lock_release(&mpLock);
2662   }
2663
2664
2665   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2666   // when it is time to start a new search.
2667
2668   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2669
2670      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2671      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2672      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2673   }
2674
2675
2676   /// The RootMoveList class
2677
2678   // RootMoveList c'tor
2679
2680   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2681
2682     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2683     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2684     StateInfo st;
2685     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2686
2687     // Initialize search stack
2688     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2689     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2690
2691     // Generate all legal moves
2692     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2693
2694     // Add each move to the moves[] array
2695     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2696     {
2697         bool includeMove = includeAllMoves;
2698
2699         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2700             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2701
2702         if (!includeMove)
2703             continue;
2704
2705         // Find a quick score for the move and add to the list
2706         RootMove rm;
2707         rm.move = ss[0].currentMove = rm.pv[0] = cur->move;
2708         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2709         pos.do_move(cur->move, st);
2710         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2711         pos.undo_move(cur->move);
2712         push_back(rm);
2713     }
2714     sort();
2715   }
2716
2717   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2718   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2719   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2720   // the first order pv scores of both moves are equal.
2721
2722   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2723   {
2724       Move move;
2725       Value score = VALUE_ZERO;
2726       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2727
2728       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2729           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2730               if (it->move == move)
2731               {
2732                   it->non_pv_score = score--;
2733                   break;
2734               }
2735   }
2736
2737   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2738   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2739   // correctly in MultiPV mode.
2740
2741   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2742
2743     int i,j;
2744
2745     for (i = 1; i <= n; i++)
2746     {
2747         const RootMove rm = this->at(i);
2748         for (j = i; j > 0 && this->at(j - 1) < rm; j--)
2749             (*this)[j] = this->at(j - 1);
2750
2751         (*this)[j] = rm;
2752     }
2753   }
2754
2755 } // namespace