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