Retire MovePicker::discovered_check_candidates()
[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) 2008-2009 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 <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movegen.h"
36 #include "movepick.h"
37 #include "lock.h"
38 #include "san.h"
39 #include "search.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "tt.h"
42 #include "ucioption.h"
43
44
45 ////
46 //// Local definitions
47 ////
48
49 namespace {
50
51   /// Types
52
53   // IterationInfoType stores search results for each iteration
54   //
55   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
56   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
57   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
58   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
59   // we guess what the right value might be and store our guess
60   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
61   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
62   // not exact is not big a problem.
63
64   struct IterationInfoType {
65
66     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
67     : value(v), speculatedValue(sv) {}
68
69     Value value, speculatedValue;
70   };
71
72
73   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
74   // Apart for the first one that has its score, following moves
75   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
76   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
77   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
78   // concurrent accessing under SMP case.
79
80   struct BetaCounterType {
81
82     BetaCounterType();
83     void clear();
84     void add(Color us, Depth d, int threadID);
85     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
86   };
87
88
89   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
90   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
91   // in the case of moves which fail low).
92
93   struct RootMove {
94
95     RootMove();
96     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
97
98     Move move;
99     Value score;
100     int64_t nodes, cumulativeNodes;
101     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
102     int64_t ourBeta, theirBeta;
103   };
104
105
106   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
107   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
108
109   class RootMoveList {
110
111   public:
112     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
113     inline Move get_move(int moveNum) const;
114     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
115     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
116     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
117     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
118     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
119     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
120     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
121     inline int move_count() const;
122     Move scan_for_easy_move() const;
123     inline void sort();
124     void sort_multipv(int n);
125
126   private:
127     static const int MaxRootMoves = 500;
128     RootMove moves[MaxRootMoves];
129     int count;
130   };
131
132
133   /// Constants
134
135   // Search depth at iteration 1
136   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
137
138   // Depth limit for selective search
139   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
140
141   // Use internal iterative deepening?
142   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
143   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
144
145   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
146   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
147   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
148   const Value IIDMargin = Value(0x100);
149
150   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
151   // better than the second best move.
152   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
153
154   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
155   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
156   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
157   // time looking for a better move.
158   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
159
160   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
161   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
162   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
163   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
164
165   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
166   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
167   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
168
169   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
170   // understand their precise meaning.
171   const bool PruneEscapeMoves    = false;
172   const bool PruneDefendingMoves = false;
173   const bool PruneBlockingMoves  = false;
174
175   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
176   // and near frontier nodes.
177   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
178
179   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
180   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
181   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
182                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
183   // Razoring
184   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
185
186   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
187   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
188
189   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
190   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
191
192
193   /// Variables initialized by UCI options
194
195   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
196   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
197
198   // Depth limit for use of dynamic threat detection
199   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
200
201   // Last seconds noise filtering (LSN)
202   const bool UseLSNFiltering = true;
203   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
204   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
205   bool loseOnTime = false;
206
207   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
208   // There is heavy SMP read access on these arrays
209   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
210   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
211
212   // Iteration counters
213   int Iteration;
214   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
215
216   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
217   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
218   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
219
220   // MultiPV mode
221   int MultiPV;
222
223   // Time managment variables
224   int SearchStartTime;
225   int MaxNodes, MaxDepth;
226   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
227   int RootMoveNumber;
228   bool InfiniteSearch;
229   bool PonderSearch;
230   bool StopOnPonderhit;
231   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
232   bool Quit;
233   bool FailHigh;
234   bool FailLow;
235   bool Problem;
236
237   // Show current line?
238   bool ShowCurrentLine;
239
240   // Log file
241   bool UseLogFile;
242   std::ofstream LogFile;
243
244   // MP related variables
245   int ActiveThreads = 1;
246   Depth MinimumSplitDepth;
247   int MaxThreadsPerSplitPoint;
248   Thread Threads[THREAD_MAX];
249   Lock MPLock;
250   Lock IOLock;
251   bool AllThreadsShouldExit = false;
252   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
253   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
254   bool Idle = true;
255
256 #if !defined(_MSC_VER)
257   pthread_cond_t WaitCond;
258   pthread_mutex_t WaitLock;
259 #else
260   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
261 #endif
262
263   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
264   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
265   int NodesSincePoll;
266   int NodesBetweenPolls = 30000;
267
268   // History table
269   History H;
270
271
272   /// Functions
273
274   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
275   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
276   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
277   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
278   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
279   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
280   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
281   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
282   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
283   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
284   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
285   bool value_is_mate(Value value);
286   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
287   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
288   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
289   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
290   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
291   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
292   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
293
294   bool fail_high_ply_1();
295   int current_search_time();
296   int nps();
297   void poll();
298   void ponderhit();
299   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
300   void wait_for_stop_or_ponderhit();
301   void init_ss_array(SearchStack ss[]);
302
303   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
304   void init_split_point_stack();
305   void destroy_split_point_stack();
306   bool thread_should_stop(int threadID);
307   bool thread_is_available(int slave, int master);
308   bool idle_thread_exists(int master);
309   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
310              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
311              const Value futilityValue, const Value approximateValue,
312              Depth depth, int *moves,
313              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
314   void wake_sleeping_threads();
315
316 #if !defined(_MSC_VER)
317   void *init_thread(void *threadID);
318 #else
319   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
320 #endif
321
322 }
323
324
325 ////
326 //// Functions
327 ////
328
329
330 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the
331 /// legal moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
332
333 int perft(Position& pos, Depth depth)
334 {
335     Move move;
336     MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
337     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
338     int sum = 0;
339
340     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
341     // the moves, just to count them.
342     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
343     {
344         while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE) sum++;
345         return sum;
346     }
347
348     // Loop through all legal moves
349     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
350     {
351       StateInfo st;
352       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
353       sum += perft(pos, depth - OnePly);
354       pos.undo_move(move);
355     }
356     return sum;
357 }
358
359
360 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
361 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
362 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
363 /// when a quit command is received during the search.
364
365 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
366            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
367            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
368
369   // Look for a book move
370   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
371   {
372       Move bookMove;
373       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
374           OpeningBook.open("book.bin");
375
376       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
377       if (bookMove != MOVE_NONE)
378       {
379           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
380           return true;
381       }
382   }
383
384   // Initialize global search variables
385   Idle = false;
386   SearchStartTime = get_system_time();
387   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
388   {
389       Threads[i].nodes = 0ULL;
390       Threads[i].failHighPly1 = false;
391   }
392   NodesSincePoll = 0;
393   InfiniteSearch = infinite;
394   PonderSearch = ponder;
395   StopOnPonderhit = false;
396   AbortSearch = false;
397   Quit = false;
398   FailHigh = false;
399   FailLow = false;
400   Problem = false;
401   ExactMaxTime = maxTime;
402
403   // Read UCI option values
404   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
405   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
406   {
407       TT.clear();
408       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
409   }
410
411   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
412   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
413
414   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
415   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
416
417   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
418   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
419
420   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
421   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
422
423   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
424   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
425
426   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
427   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
428
429   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
430   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
431
432   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
433   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
434   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
435
436   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
437   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
438   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
439   if (UseLogFile)
440       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
441
442   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
443   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
444
445   read_weights(pos.side_to_move());
446
447   // Set the number of active threads
448   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
449   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
450   {
451       ActiveThreads = newActiveThreads;
452       init_eval(ActiveThreads);
453   }
454
455   // Wake up sleeping threads
456   wake_sleeping_threads();
457
458   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
459       assert(thread_is_available(i, 0));
460
461   // Set thinking time
462   int myTime = time[side_to_move];
463   int myIncrement = increment[side_to_move];
464
465   if (!movesToGo) // Sudden death time control
466   {
467       if (myIncrement)
468       {
469           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
470           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
471       } else { // Blitz game without increment
472           MaxSearchTime = myTime / 30;
473           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
474       }
475   }
476   else // (x moves) / (y minutes)
477   {
478       if (movesToGo == 1)
479       {
480           MaxSearchTime = myTime / 2;
481           AbsoluteMaxSearchTime =
482              (myTime > 3000)? (myTime - 500) : ((myTime * 3) / 4);
483       } else {
484           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
485           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
486       }
487   }
488
489   if (PonderingEnabled)
490   {
491       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
492       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
493   }
494
495   // Fixed depth or fixed number of nodes?
496   MaxDepth = maxDepth;
497   if (MaxDepth)
498       InfiniteSearch = true; // HACK
499
500   MaxNodes = maxNodes;
501   if (MaxNodes)
502   {
503       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
504       InfiniteSearch = true; // HACK
505   }
506   else if (myTime && myTime < 1000)
507       NodesBetweenPolls = 1000;
508   else if (myTime && myTime < 5000)
509       NodesBetweenPolls = 5000;
510   else
511       NodesBetweenPolls = 30000;
512
513   // Write information to search log file
514   if (UseLogFile)
515       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
516               << "infinite: "  << infinite
517               << " ponder: "   << ponder
518               << " time: "     << myTime
519               << " increment: " << myIncrement
520               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
521
522
523   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
524   //
525   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
526   if (!loseOnTime)
527   {
528       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
529       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
530                     && myTime < LSNTime
531                     && myIncrement == 0
532                     && v < -LSNValue);
533   }
534   else
535   {
536       loseOnTime = false; // reset for next match
537       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
538           ; // wait here
539       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
540   }
541
542   if (UseLogFile)
543       LogFile.close();
544
545   Idle = true;
546   return !Quit;
547 }
548
549
550 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
551 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
552 /// objects.
553
554 void init_threads() {
555
556   volatile int i;
557
558 #if !defined(_MSC_VER)
559   pthread_t pthread[1];
560 #endif
561
562   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
563       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
564
565   // Initialize global locks
566   lock_init(&MPLock, NULL);
567   lock_init(&IOLock, NULL);
568
569   init_split_point_stack();
570
571 #if !defined(_MSC_VER)
572   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
573   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
574 #else
575   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
576       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
577 #endif
578
579   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
580   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
581   {
582       Threads[i].stop = false;
583       Threads[i].workIsWaiting = false;
584       Threads[i].idle = true;
585       Threads[i].running = false;
586   }
587
588   // Launch the helper threads
589   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
590   {
591 #if !defined(_MSC_VER)
592       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
593 #else
594       DWORD iID[1];
595       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
596 #endif
597
598       // Wait until the thread has finished launching
599       while (!Threads[i].running);
600   }
601 }
602
603
604 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
605 /// helper threads exit cleanly.
606
607 void stop_threads() {
608
609   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
610   Idle = false;  // HACK
611   wake_sleeping_threads();
612   AllThreadsShouldExit = true;
613   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
614   {
615       Threads[i].stop = true;
616       while(Threads[i].running);
617   }
618   destroy_split_point_stack();
619 }
620
621
622 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
623 /// the current search.
624
625 int64_t nodes_searched() {
626
627   int64_t result = 0ULL;
628   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
629       result += Threads[i].nodes;
630   return result;
631 }
632
633
634 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
635 // new search from the root.
636 void SearchStack::init(int ply) {
637
638   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
639   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
640   reduction = Depth(0);
641 }
642
643 void SearchStack::initKillers() {
644
645   mateKiller = MOVE_NONE;
646   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
647       killers[i] = MOVE_NONE;
648 }
649
650 namespace {
651
652   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
653   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
654   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
655   // reached.
656
657   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
658
659     Position p(pos);
660     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
661
662     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
663     RootMoveList rml(p, searchMoves);
664
665     // Print RootMoveList c'tor startup scoring to the standard output,
666     // so that we print information also for iteration 1.
667     std::cout << "info depth " << 1 << "\ninfo depth " << 1
668               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(0))
669               << " time " << current_search_time()
670               << " nodes " << nodes_searched()
671               << " nps " << nps()
672               << " pv " << rml.get_move(0) << "\n";
673
674     // Initialize
675     TT.new_search();
676     H.clear();
677     init_ss_array(ss);
678     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
679     Iteration = 1;
680
681     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
682
683     // Iterative deepening loop
684     while (Iteration < PLY_MAX)
685     {
686         // Initialize iteration
687         rml.sort();
688         Iteration++;
689         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
690         if (Iteration <= 5)
691             ExtraSearchTime = 0;
692
693         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
694
695         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
696         Value alpha, beta;
697
698         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
699         {
700             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
701             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
702
703             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
704
705             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
706             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
707         }
708         else
709         {
710             alpha = - VALUE_INFINITE;
711             beta  =   VALUE_INFINITE;
712         }
713
714         // Search to the current depth
715         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
716
717         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
718         // been overwritten during the search.
719         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
720
721         if (AbortSearch)
722             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
723
724         //Save info about search result
725         Value speculatedValue;
726         bool fHigh = false;
727         bool fLow = false;
728         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
729
730         if (value >= beta)
731         {
732             assert(delta > 0);
733
734             fHigh = true;
735             speculatedValue = value + delta;
736             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
737         }
738         else if (value <= alpha)
739         {
740             assert(value == alpha);
741             assert(delta < 0);
742
743             fLow = true;
744             speculatedValue = value + delta;
745             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
746         } else
747             speculatedValue = value;
748
749         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
750         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
751
752         // Erase the easy move if it differs from the new best move
753         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
754             EasyMove = MOVE_NONE;
755
756         Problem = false;
757
758         if (!InfiniteSearch)
759         {
760             // Time to stop?
761             bool stopSearch = false;
762
763             // Stop search early if there is only a single legal move
764             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
765                 stopSearch = true;
766
767             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
768             if (  Iteration >= 6
769                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
770                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
771                 stopSearch = true;
772
773             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
774             int64_t nodes = nodes_searched();
775             if (   Iteration >= 8
776                 && !fLow
777                 && !fHigh
778                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
779                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
780                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
781                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
782                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
783                 stopSearch = true;
784
785             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
786             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
787                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
788                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
789
790             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
791             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
792             // move at the next iteration anyway.
793             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
794                 stopSearch = true;
795
796             if (stopSearch)
797             {
798                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
799                 if (!PonderSearch)
800                     break;
801                 else
802                     StopOnPonderhit = true;
803             }
804         }
805
806         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
807             break;
808     }
809
810     rml.sort();
811
812     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
813     // are told to do so
814     if (PonderSearch)
815         wait_for_stop_or_ponderhit();
816     else
817         // Print final search statistics
818         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
819                   << " nps " << nps()
820                   << " time " << current_search_time()
821                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
822
823     // Print the best move and the ponder move to the standard output
824     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
825     {
826         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
827         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
828     }
829     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
830     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
831         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
832
833     std::cout << std::endl;
834
835     if (UseLogFile)
836     {
837         if (dbg_show_mean)
838             dbg_print_mean(LogFile);
839
840         if (dbg_show_hit_rate)
841             dbg_print_hit_rate(LogFile);
842
843         StateInfo st;
844         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
845                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
846                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
847
848         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
849         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
850                 << std::endl << std::endl;
851     }
852     return rml.get_move_score(0);
853   }
854
855
856   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
857   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
858   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
859   // and prints some information to the standard output.
860
861   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
862
863     Value oldAlpha = alpha;
864     Value value;
865     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
866
867     // Loop through all the moves in the root move list
868     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
869     {
870         if (alpha >= beta)
871         {
872             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
873             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
874             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
875             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
876             continue;
877         }
878         int64_t nodes;
879         Move move;
880         StateInfo st;
881         Depth ext, newDepth;
882
883         RootMoveNumber = i + 1;
884         FailHigh = false;
885
886         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
887         // are used to sort the root moves at the next iteration.
888         nodes = nodes_searched();
889
890         // Reset beta cut-off counters
891         BetaCounter.clear();
892
893         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
894         // the standard output.
895         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
896         if (current_search_time() >= 1000)
897             std::cout << "info currmove " << move
898                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
899
900         // Decide search depth for this move
901         bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
902         bool dangerous;
903         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
904         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
905
906         // Make the move, and search it
907         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
908
909         if (i < MultiPV)
910         {
911             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
912             if (MultiPV > 1)
913                 alpha = -VALUE_INFINITE;
914
915             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
916             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
917             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
918             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
919             // current iteration before playing a move.
920             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
921
922             if (Problem && StopOnPonderhit)
923                 StopOnPonderhit = false;
924         }
925         else
926         {
927             if (   newDepth >= 3*OnePly
928                 && i >= MultiPV + LMRPVMoves
929                 && !dangerous
930                 && !captureOrPromotion
931                 && !move_is_castle(move))
932             {
933                 ss[0].reduction = OnePly;
934                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
935             } else
936                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
937
938             if (value > alpha)
939             {
940                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
941                 if (value > alpha)
942                 {
943                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
944                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
945                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
946                     // prematurely during a fail high research.
947                     FailHigh = true;
948                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
949                 }
950             }
951         }
952
953         pos.undo_move(move);
954
955         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
956         // was aborted because the user interrupted the search or because we
957         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
958         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
959         // move and/or PV.
960         if (AbortSearch)
961             break;
962
963         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
964         // sort the root moves at the next iteration.
965         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
966
967         // Remember the beta-cutoff statistics
968         int64_t our, their;
969         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
970         rml.set_beta_counters(i, our, their);
971
972         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
973
974         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
975             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
976         else
977         {
978             // PV move or new best move!
979
980             // Update PV
981             rml.set_move_score(i, value);
982             update_pv(ss, 0);
983             TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
984             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
985
986             if (MultiPV == 1)
987             {
988                 // We record how often the best move has been changed in each
989                 // iteration. This information is used for time managment: When
990                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
991                 if (i > 0)
992                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
993
994                 // Print search information to the standard output
995                 std::cout << "info depth " << Iteration
996                           << " score " << value_to_string(value)
997                           << ((value >= beta)?
998                               " lowerbound" : ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
999                           << " time " << current_search_time()
1000                           << " nodes " << nodes_searched()
1001                           << " nps " << nps()
1002                           << " pv ";
1003
1004                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
1005                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
1006
1007                 std::cout << std::endl;
1008
1009                 if (UseLogFile)
1010                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value,
1011                                          ((value >= beta)? VALUE_TYPE_LOWER
1012                                           : ((value <= alpha)? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT)),
1013                                          ss[0].pv)
1014                             << std::endl;
1015
1016                 if (value > alpha)
1017                     alpha = value;
1018
1019                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
1020                 // far below the final value from the last iteration.
1021                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
1022                     Problem = false;
1023             }
1024             else // MultiPV > 1
1025             {
1026                 rml.sort_multipv(i);
1027                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
1028                 {
1029                     int k;
1030                     std::cout << "info multipv " << j + 1
1031                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
1032                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
1033                               << " time " << current_search_time()
1034                               << " nodes " << nodes_searched()
1035                               << " nps " << nps()
1036                               << " pv ";
1037
1038                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
1039                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
1040
1041                     std::cout << std::endl;
1042                 }
1043                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
1044             }
1045         } // New best move case
1046
1047         assert(alpha >= oldAlpha);
1048
1049         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1050     }
1051     return alpha;
1052   }
1053
1054
1055   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1056
1057   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1058                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1059
1060     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1061     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1062     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1063     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1064
1065     if (depth < OnePly)
1066         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1067
1068     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1069     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1070     init_node(ss, ply, threadID);
1071
1072     // After init_node() that calls poll()
1073     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1074         return Value(0);
1075
1076     if (pos.is_draw())
1077         return VALUE_DRAW;
1078
1079     EvalInfo ei;
1080
1081     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1082         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1083
1084     // Mate distance pruning
1085     Value oldAlpha = alpha;
1086     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1087     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1088     if (alpha >= beta)
1089         return alpha;
1090
1091     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1092     // pruning, but only for move ordering.
1093     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1094     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1095
1096     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1097     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1098     {
1099         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1100         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1101     }
1102
1103     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1104     // to search all moves
1105     Move move, movesSearched[256];
1106     int moveCount = 0;
1107     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1108     Color us = pos.side_to_move();
1109     bool isCheck = pos.is_check();
1110     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1111
1112     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1113     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(us);
1114
1115     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1116     // occurs.
1117     while (   alpha < beta
1118            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1119            && !thread_should_stop(threadID))
1120     {
1121       assert(move_is_ok(move));
1122
1123       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1124       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1125       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1126
1127       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1128
1129       // Decide the new search depth
1130       bool dangerous;
1131       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1132       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1133
1134       // Make and search the move
1135       StateInfo st;
1136       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1137
1138       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1139           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1140       else
1141       {
1142         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1143         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1144         if (    depth >= 3*OnePly
1145             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1146             && !dangerous
1147             && !captureOrPromotion
1148             && !move_is_castle(move)
1149             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1150         {
1151             ss[ply].reduction = OnePly;
1152             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1153         }
1154         else
1155             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1156
1157         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1158         {
1159             ss[ply].reduction = Depth(0);
1160             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1161             if (value > alpha && value < beta)
1162             {
1163                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1164                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1165                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1166                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1167                 // result in a big drop in score at the root.
1168                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1169                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1170
1171                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1172                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1173                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1174           }
1175         }
1176       }
1177       pos.undo_move(move);
1178
1179       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1180
1181       // New best move?
1182       if (value > bestValue)
1183       {
1184           bestValue = value;
1185           if (value > alpha)
1186           {
1187               alpha = value;
1188               update_pv(ss, ply);
1189               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1190                   ss[ply].mateKiller = move;
1191           }
1192           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1193           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1194           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1195           if (   ply == 1
1196               && Iteration >= 2
1197               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1198               Problem = true;
1199       }
1200
1201       // Split?
1202       if (   ActiveThreads > 1
1203           && bestValue < beta
1204           && depth >= MinimumSplitDepth
1205           && Iteration <= 99
1206           && idle_thread_exists(threadID)
1207           && !AbortSearch
1208           && !thread_should_stop(threadID)
1209           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE, depth,
1210                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1211           break;
1212     }
1213
1214     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1215     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1216     if (moveCount == 0)
1217         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1218
1219     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1220     // history counters, and killer moves.
1221     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1222         return bestValue;
1223
1224     if (bestValue <= oldAlpha)
1225         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1226
1227     else if (bestValue >= beta)
1228     {
1229         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1230         Move m = ss[ply].pv[ply];
1231         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1232         {
1233             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1234             update_killers(m, ss[ply]);
1235         }
1236         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1237     }
1238     else
1239         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1240
1241     return bestValue;
1242   }
1243
1244
1245   // search() is the search function for zero-width nodes.
1246
1247   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1248                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1249
1250     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1251     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1252     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1253
1254     if (depth < OnePly)
1255         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1256
1257     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1258     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1259     init_node(ss, ply, threadID);
1260
1261     // After init_node() that calls poll()
1262     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1263         return Value(0);
1264
1265     if (pos.is_draw())
1266         return VALUE_DRAW;
1267
1268     EvalInfo ei;
1269
1270     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1271         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1272
1273     // Mate distance pruning
1274     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1275         return beta;
1276
1277     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1278         return beta - 1;
1279
1280     // Transposition table lookup
1281     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1282     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1283
1284     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1285     {
1286         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1287         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1288     }
1289
1290     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1291     bool mateThreat = false;
1292     bool isCheck = pos.is_check();
1293
1294     // Null move search
1295     if (    allowNullmove
1296         &&  depth > OnePly
1297         && !isCheck
1298         && !value_is_mate(beta)
1299         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1300         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1301     {
1302         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1303
1304         StateInfo st;
1305         pos.do_null_move(st);
1306         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1307
1308         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1309
1310         pos.undo_null_move();
1311
1312         if (nullValue >= beta)
1313         {
1314             if (depth < 6 * OnePly)
1315                 return beta;
1316
1317             // Do zugzwang verification search
1318             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1319             if (v >= beta)
1320                 return beta;
1321         } else {
1322             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1323             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1324             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1325             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1326             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1327             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1328             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1329                 mateThreat = true;
1330
1331             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1332             if (   depth < ThreatDepth
1333                 && ss[ply - 1].reduction
1334                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1335                 return beta - 1;
1336         }
1337     }
1338     // Null move search not allowed, try razoring
1339     else if (   !value_is_mate(beta)
1340              && depth < RazorDepth
1341              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1342              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1343              && ttMove == MOVE_NONE
1344              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1345     {
1346         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1347         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1348           return v;
1349     }
1350
1351     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1352     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1353         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1354     {
1355         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1356         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1357     }
1358
1359     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1360     // to search all moves.
1361     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1362
1363     Move move, movesSearched[256];
1364     int moveCount = 0;
1365     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1366     Color us = pos.side_to_move();
1367     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(us);
1368     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1369     bool useFutilityPruning =   depth < SelectiveDepth
1370                              && !isCheck;
1371
1372     // Avoid calling evaluate() if we already have the score in TT
1373     if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1374         futilityValue = value_from_tt(tte->value(), ply) + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1375
1376     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1377     // occurs.
1378     while (   bestValue < beta
1379            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1380            && !thread_should_stop(threadID))
1381     {
1382       assert(move_is_ok(move));
1383
1384       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
1385       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1386       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1387
1388       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1389
1390       // Decide the new search depth
1391       bool dangerous;
1392       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1393       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1394
1395       // Futility pruning
1396       if (    useFutilityPruning
1397           && !dangerous
1398           && !captureOrPromotion)
1399       {
1400           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1401           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1402               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth)
1403               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1404               continue;
1405
1406           // Value based pruning
1407           if (approximateEval < beta)
1408           {
1409               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1410                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1411                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1412
1413               if (futilityValue < beta)
1414               {
1415                   if (futilityValue > bestValue)
1416                       bestValue = futilityValue;
1417                   continue;
1418               }
1419           }
1420       }
1421
1422       // Make and search the move
1423       StateInfo st;
1424       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1425
1426       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1427       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1428       if (    depth >= 3*OnePly
1429           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1430           && !dangerous
1431           && !captureOrPromotion
1432           && !move_is_castle(move)
1433           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1434       {
1435           ss[ply].reduction = OnePly;
1436           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1437       }
1438       else
1439         value = beta; // Just to trigger next condition
1440
1441       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1442       {
1443           ss[ply].reduction = Depth(0);
1444           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1445       }
1446       pos.undo_move(move);
1447
1448       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1449
1450       // New best move?
1451       if (value > bestValue)
1452       {
1453         bestValue = value;
1454         if (value >= beta)
1455             update_pv(ss, ply);
1456
1457         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1458             ss[ply].mateKiller = move;
1459       }
1460
1461       // Split?
1462       if (   ActiveThreads > 1
1463           && bestValue < beta
1464           && depth >= MinimumSplitDepth
1465           && Iteration <= 99
1466           && idle_thread_exists(threadID)
1467           && !AbortSearch
1468           && !thread_should_stop(threadID)
1469           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval, depth, &moveCount,
1470                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1471         break;
1472     }
1473
1474     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1475     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1476     if (moveCount == 0)
1477         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1478
1479     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1480     // history counters, and killer moves.
1481     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1482         return bestValue;
1483
1484     if (bestValue < beta)
1485         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1486     else
1487     {
1488         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1489         Move m = ss[ply].pv[ply];
1490         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1491         {
1492             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1493             update_killers(m, ss[ply]);
1494         }
1495         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1496     }
1497
1498     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1499
1500     return bestValue;
1501   }
1502
1503
1504   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1505   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1506   // less than OnePly).
1507
1508   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1509                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1510
1511     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1512     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1513     assert(depth <= 0);
1514     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1515     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1516
1517     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1518     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1519     init_node(ss, ply, threadID);
1520
1521     // After init_node() that calls poll()
1522     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1523         return Value(0);
1524
1525     if (pos.is_draw())
1526         return VALUE_DRAW;
1527
1528     // Transposition table lookup, only when not in PV
1529     TTEntry* tte = NULL;
1530     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1531     if (!pvNode)
1532     {
1533         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1534         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1535         {
1536             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1537
1538             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1539         }
1540     }
1541     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1542
1543     // Evaluate the position statically
1544     EvalInfo ei;
1545     Value staticValue;
1546     bool isCheck = pos.is_check();
1547     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1548
1549     if (isCheck)
1550         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1551
1552     else if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
1553     {
1554         // Use the cached evaluation score if possible
1555         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1556
1557         staticValue = tte->value();
1558     }
1559     else
1560         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1561
1562     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1563         return pos.is_check() ? quick_evaluate(pos) : evaluate(pos, ei, threadID);
1564
1565     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1566     // at least beta.
1567     Value bestValue = staticValue;
1568
1569     if (bestValue >= beta)
1570     {
1571         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1572         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1573             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1574
1575         return bestValue;
1576     }
1577
1578     if (bestValue > alpha)
1579         alpha = bestValue;
1580
1581     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1582     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1583     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1584     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1585     Move move;
1586     int moveCount = 0;
1587     Color us = pos.side_to_move();
1588     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(us);
1589     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1590
1591     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1592     // occurs.
1593     while (   alpha < beta
1594            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1595     {
1596       assert(move_is_ok(move));
1597
1598       moveCount++;
1599       ss[ply].currentMove = move;
1600
1601       // Futility pruning
1602       if (   enoughMaterial
1603           && !isCheck
1604           && !pvNode
1605           && !move_is_promotion(move)
1606           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1607           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1608       {
1609           Value futilityValue = staticValue
1610                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1611                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1612                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1613                               + FutilityMarginQS
1614                               + ei.futilityMargin;
1615
1616           if (futilityValue < alpha)
1617           {
1618               if (futilityValue > bestValue)
1619                   bestValue = futilityValue;
1620               continue;
1621           }
1622       }
1623
1624       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1625       if (   !isCheck
1626           &&  move != ttMove
1627           && !move_is_promotion(move)
1628           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1629           continue;
1630
1631       // Make and search the move.
1632       StateInfo st;
1633       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1634       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
1635       pos.undo_move(move);
1636
1637       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1638
1639       // New best move?
1640       if (value > bestValue)
1641       {
1642           bestValue = value;
1643           if (value > alpha)
1644           {
1645               alpha = value;
1646               update_pv(ss, ply);
1647           }
1648        }
1649     }
1650
1651     // All legal moves have been searched.  A special case: If we're in check
1652     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1653     if (!moveCount && pos.is_check()) // Mate!
1654         return value_mated_in(ply);
1655
1656     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1657
1658     // Update transposition table
1659     Move m = ss[ply].pv[ply];
1660     if (!pvNode)
1661     {
1662         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation of
1663         // the node, so keep this info to avoid a future costly evaluation() call.
1664         ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
1665         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1666
1667         if (bestValue < beta)
1668             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
1669         else
1670             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, m);
1671     }
1672
1673     // Update killers only for good check moves
1674     if (alpha >= beta && !pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1675         update_killers(m, ss[ply]);
1676
1677     return bestValue;
1678   }
1679
1680
1681   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1682   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1683   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1684   // table, done a null move search, and searched the first move before
1685   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1686   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1687   // care of after we return from the split point.
1688
1689   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1690
1691     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1692     assert(ActiveThreads > 1);
1693
1694     Position pos = Position(sp->pos);
1695     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1696     Value value;
1697     Move move;
1698     bool isCheck = pos.is_check();
1699     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1700                               && !isCheck;
1701
1702     while (    sp->bestValue < sp->beta
1703            && !thread_should_stop(threadID)
1704            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1705     {
1706       assert(move_is_ok(move));
1707
1708       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1709       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1710
1711       lock_grab(&(sp->lock));
1712       int moveCount = ++sp->moves;
1713       lock_release(&(sp->lock));
1714
1715       ss[sp->ply].currentMove = move;
1716
1717       // Decide the new search depth.
1718       bool dangerous;
1719       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1720       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1721
1722       // Prune?
1723       if (    useFutilityPruning
1724           && !dangerous
1725           && !captureOrPromotion)
1726       {
1727           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1728           if (   moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1729               && ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth)
1730               && sp->bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
1731               continue;
1732
1733           // Value based pruning
1734           if (sp->approximateEval < sp->beta)
1735           {
1736               if (sp->futilityValue == VALUE_NONE)
1737               {
1738                   EvalInfo ei;
1739                   sp->futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1740                                     + FutilityMargins[int(sp->depth) - 2];
1741               }
1742
1743               if (sp->futilityValue < sp->beta)
1744               {
1745                   if (sp->futilityValue > sp->bestValue) // Less then 1% of cases
1746                   {
1747                       lock_grab(&(sp->lock));
1748                       if (sp->futilityValue > sp->bestValue)
1749                           sp->bestValue = sp->futilityValue;
1750                       lock_release(&(sp->lock));
1751                   }
1752                   continue;
1753               }
1754           }
1755       }
1756
1757       // Make and search the move.
1758       StateInfo st;
1759       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1760
1761       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1762       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1763       if (   !dangerous
1764           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1765           && !captureOrPromotion
1766           && !move_is_castle(move)
1767           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1768       {
1769           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1770           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1771       }
1772       else
1773           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1774
1775       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1776       {
1777           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1778           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1779       }
1780       pos.undo_move(move);
1781
1782       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1783
1784       if (thread_should_stop(threadID))
1785           break;
1786
1787       // New best move?
1788       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
1789       {
1790           lock_grab(&(sp->lock));
1791           if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1792           {
1793               sp->bestValue = value;
1794               if (sp->bestValue >= sp->beta)
1795               {
1796                   sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1797                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1798                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1799                           Threads[i].stop = true;
1800
1801                   sp->finished = true;
1802               }
1803           }
1804           lock_release(&(sp->lock));
1805       }
1806     }
1807
1808     lock_grab(&(sp->lock));
1809
1810     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1811     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1812     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1813         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1814             if (sp->slaves[i])
1815                 Threads[i].stop = true;
1816
1817     sp->cpus--;
1818     sp->slaves[threadID] = 0;
1819
1820     lock_release(&(sp->lock));
1821   }
1822
1823
1824   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1825   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1826   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1827   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1828   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1829   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1830   // after we return from the split point.
1831
1832   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1833
1834     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1835     assert(ActiveThreads > 1);
1836
1837     Position pos = Position(sp->pos);
1838     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1839     Value value;
1840     Move move;
1841
1842     while (    sp->alpha < sp->beta
1843            && !thread_should_stop(threadID)
1844            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1845     {
1846       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1847       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1848
1849       assert(move_is_ok(move));
1850
1851       lock_grab(&(sp->lock));
1852       int moveCount = ++sp->moves;
1853       lock_release(&(sp->lock));
1854
1855       ss[sp->ply].currentMove = move;
1856
1857       // Decide the new search depth.
1858       bool dangerous;
1859       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1860       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1861
1862       // Make and search the move.
1863       StateInfo st;
1864       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1865
1866       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1867       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1868       if (   !dangerous
1869           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1870           && !captureOrPromotion
1871           && !move_is_castle(move)
1872           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1873       {
1874           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1875           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1876       }
1877       else
1878           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1879
1880       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1881       {
1882           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1883           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1884
1885           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1886           {
1887               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1888               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1889               // time managment: We don't want to stop the search early in
1890               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1891               // result in a big drop in score at the root.
1892               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1893                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1894
1895               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1896               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1897         }
1898       }
1899       pos.undo_move(move);
1900
1901       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1902
1903       if (thread_should_stop(threadID))
1904           break;
1905
1906       // New best move?
1907       lock_grab(&(sp->lock));
1908       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1909       {
1910           sp->bestValue = value;
1911           if (value > sp->alpha)
1912           {
1913               sp->alpha = value;
1914               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1915               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1916                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1917
1918               if (value >= sp->beta)
1919               {
1920                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1921                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1922                           Threads[i].stop = true;
1923
1924                   sp->finished = true;
1925               }
1926         }
1927         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1928         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1929         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1930         if (   sp->ply == 1
1931             && Iteration >= 2
1932             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1933             Problem = true;
1934       }
1935       lock_release(&(sp->lock));
1936     }
1937
1938     lock_grab(&(sp->lock));
1939
1940     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1941     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1942     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1943         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1944             if (sp->slaves[i])
1945                 Threads[i].stop = true;
1946
1947     sp->cpus--;
1948     sp->slaves[threadID] = 0;
1949
1950     lock_release(&(sp->lock));
1951   }
1952
1953   /// The BetaCounterType class
1954
1955   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1956
1957   void BetaCounterType::clear() {
1958
1959     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1960         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
1961   }
1962
1963   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1964
1965     // Weighted count based on depth
1966     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
1967   }
1968
1969   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1970
1971     our = their = 0UL;
1972     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1973     {
1974         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
1975         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
1976     }
1977   }
1978
1979
1980   /// The RootMove class
1981
1982   // Constructor
1983
1984   RootMove::RootMove() {
1985     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1986   }
1987
1988   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1989   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1990   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1991   // have equal score but m1 has the higher node count.
1992
1993   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1994
1995     if (score != m.score)
1996         return (score < m.score);
1997
1998     return theirBeta <= m.theirBeta;
1999   }
2000
2001   /// The RootMoveList class
2002
2003   // Constructor
2004
2005   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
2006
2007     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
2008     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2009
2010     // Generate all legal moves
2011     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2012
2013     // Add each move to the moves[] array
2014     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2015     {
2016         bool includeMove = includeAllMoves;
2017
2018         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2019             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2020
2021         if (!includeMove)
2022             continue;
2023
2024         // Find a quick score for the move
2025         StateInfo st;
2026         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2027         init_ss_array(ss);
2028
2029         moves[count].move = cur->move;
2030         pos.do_move(moves[count].move, st);
2031         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
2032         pos.undo_move(moves[count].move);
2033         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
2034         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
2035         count++;
2036     }
2037     sort();
2038   }
2039
2040
2041   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
2042
2043   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
2044     return moves[moveNum].move;
2045   }
2046
2047   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
2048     return moves[moveNum].score;
2049   }
2050
2051   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
2052     moves[moveNum].score = score;
2053   }
2054
2055   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
2056     moves[moveNum].nodes = nodes;
2057     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
2058   }
2059
2060   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
2061     moves[moveNum].ourBeta = our;
2062     moves[moveNum].theirBeta = their;
2063   }
2064
2065   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2066     int j;
2067     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2068       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2069     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2070   }
2071
2072   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
2073     return moves[moveNum].pv[i];
2074   }
2075
2076   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
2077     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
2078   }
2079
2080   inline int RootMoveList::move_count() const {
2081     return count;
2082   }
2083
2084
2085   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2086   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2087   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2088   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2089   // important that this function is called at the right moment:  The code
2090   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2091   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2092
2093   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2094
2095     assert(count);
2096
2097     if (count == 1)
2098         return get_move(0);
2099
2100     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2101     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2102         return get_move(0);
2103
2104     return MOVE_NONE;
2105   }
2106
2107   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2108   // iteration.
2109
2110   inline void RootMoveList::sort() {
2111
2112     sort_multipv(count - 1); // all items
2113   }
2114
2115
2116   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2117   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2118   // correctly in MultiPV mode.
2119
2120   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2121
2122     for (int i = 1; i <= n; i++)
2123     {
2124       RootMove rm = moves[i];
2125       int j;
2126       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2127           moves[j] = moves[j-1];
2128       moves[j] = rm;
2129     }
2130   }
2131
2132
2133   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2134   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2135   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2136   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2137   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2138
2139   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2140
2141     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2142     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2143
2144     Threads[threadID].nodes++;
2145
2146     if (threadID == 0)
2147     {
2148         NodesSincePoll++;
2149         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2150         {
2151             poll();
2152             NodesSincePoll = 0;
2153         }
2154     }
2155     ss[ply].init(ply);
2156     ss[ply+2].initKillers();
2157
2158     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2159         print_current_line(ss, ply, threadID);
2160   }
2161
2162
2163   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2164   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2165   // node.
2166
2167   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2168     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2169
2170     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2171     int p;
2172     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2173       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2174     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2175   }
2176
2177
2178   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2179   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2180   // the PV at the parent node.
2181
2182   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2183     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2184
2185     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2186     int p;
2187     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2188       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2189     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2190   }
2191
2192
2193   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2194   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2195   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2196   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2197   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2198
2199   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2200
2201     Square f1, t1, f2, t2;
2202     Piece p;
2203
2204     assert(move_is_ok(m1));
2205     assert(move_is_ok(m2));
2206
2207     if (m2 == MOVE_NONE)
2208         return false;
2209
2210     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2211     f2 = move_from(m2);
2212     t1 = move_to(m1);
2213     if (f2 == t1)
2214         return true;
2215
2216     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2217     t2 = move_to(m2);
2218     f1 = move_from(m1);
2219     if (t2 == f1)
2220         return true;
2221
2222     // Case 3: Moving through the vacated square
2223     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2224         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2225       return true;
2226
2227     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2228     p = pos.piece_on(t1);
2229     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
2230         return true;
2231
2232     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2233     if (   piece_is_slider(p)
2234         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2235         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2236     {
2237         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2238         Color us = pos.side_to_move();
2239         Square ksq = pos.king_square(us);
2240         clear_bit(&occ, f2);
2241         if (type_of_piece(p) == BISHOP)
2242         {
2243             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2244                 return true;
2245         }
2246         else if (type_of_piece(p) == ROOK)
2247         {
2248             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2249                 return true;
2250         }
2251         else
2252         {
2253             assert(type_of_piece(p) == QUEEN);
2254             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2255                 return true;
2256         }
2257     }
2258     return false;
2259   }
2260
2261
2262   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2263   // eventually compensated for the ply.
2264
2265   bool value_is_mate(Value value) {
2266
2267     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2268
2269     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2270           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2271   }
2272
2273
2274   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2275   // killer moves of that ply.
2276
2277   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2278
2279       const Move* k = ss.killers;
2280       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2281           if (*k == m)
2282               return true;
2283
2284       return false;
2285   }
2286
2287
2288   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2289   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2290   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2291   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2292   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2293   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2294
2295   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool captureOrPromotion,
2296                   bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2297
2298     assert(m != MOVE_NONE);
2299
2300     Depth result = Depth(0);
2301     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2302
2303     if (*dangerous)
2304     {
2305         if (check)
2306             result += CheckExtension[pvNode];
2307
2308         if (singleReply)
2309             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2310
2311         if (mateThreat)
2312             result += MateThreatExtension[pvNode];
2313     }
2314
2315     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2316     {
2317         Color c = pos.side_to_move();
2318         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
2319         {
2320             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2321             *dangerous = true;
2322         }
2323         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
2324         {
2325             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2326             *dangerous = true;
2327         }
2328     }
2329
2330     if (   captureOrPromotion
2331         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2332         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2333             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2334         && !move_is_promotion(m)
2335         && !move_is_ep(m))
2336     {
2337         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2338         *dangerous = true;
2339     }
2340
2341     if (   pvNode
2342         && captureOrPromotion
2343         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2344         && pos.see_sign(m) >= 0)
2345     {
2346         result += OnePly/2;
2347         *dangerous = true;
2348     }
2349
2350     return Min(result, OnePly);
2351   }
2352
2353
2354   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2355   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2356   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2357   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2358   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2359   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2360   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2361
2362   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2363
2364     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2365   }
2366
2367
2368   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2369   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2370   // candidates for pruning.
2371
2372   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2373
2374     assert(move_is_ok(m));
2375     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2376     assert(!pos.move_is_check(m));
2377     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
2378     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2379     assert(d >= OnePly);
2380
2381     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2382
2383     mfrom = move_from(m);
2384     mto = move_to(m);
2385     tfrom = move_from(threat);
2386     tto = move_to(threat);
2387
2388     // Case 1: Castling moves are never pruned
2389     if (move_is_castle(m))
2390         return false;
2391
2392     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2393     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2394         return false;
2395
2396     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2397     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2398     if (   !PruneDefendingMoves
2399         && threat != MOVE_NONE
2400         && pos.move_is_capture(threat)
2401         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2402             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2403         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2404         return false;
2405
2406     // Case 4: Don't prune moves with good history
2407     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2408         return false;
2409
2410     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2411     // prune safe moves which block its ray.
2412     if (  !PruneBlockingMoves
2413         && threat != MOVE_NONE
2414         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2415         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2416         && pos.see_sign(m) >= 0)
2417         return false;
2418
2419     return true;
2420   }
2421
2422
2423   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2424   // can be used at a given point in search.
2425
2426   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2427
2428     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2429
2430     return   (   tte->depth() >= depth
2431               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2432               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2433
2434           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2435               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2436   }
2437
2438
2439   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2440   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2441
2442   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2443                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2444
2445     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2446
2447     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2448     {
2449         assert(m != movesSearched[i]);
2450         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(movesSearched[i]))
2451             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2452     }
2453   }
2454
2455
2456   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2457   // among the killer moves of that ply.
2458
2459   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2460
2461     if (m == ss.killers[0])
2462         return;
2463
2464     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2465         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2466
2467     ss.killers[0] = m;
2468   }
2469
2470
2471   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2472   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2473   // is used for time managment.
2474
2475   bool fail_high_ply_1() {
2476
2477     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2478         if (Threads[i].failHighPly1)
2479             return true;
2480
2481     return false;
2482   }
2483
2484
2485   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2486   // since the beginning of the current search.
2487
2488   int current_search_time() {
2489     return get_system_time() - SearchStartTime;
2490   }
2491
2492
2493   // nps() computes the current nodes/second count.
2494
2495   int nps() {
2496     int t = current_search_time();
2497     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2498   }
2499
2500
2501   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2502   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2503   // search.
2504
2505   void poll() {
2506
2507     static int lastInfoTime;
2508     int t = current_search_time();
2509
2510     //  Poll for input
2511     if (Bioskey())
2512     {
2513         // We are line oriented, don't read single chars
2514         std::string command;
2515         if (!std::getline(std::cin, command))
2516             command = "quit";
2517
2518         if (command == "quit")
2519         {
2520             AbortSearch = true;
2521             PonderSearch = false;
2522             Quit = true;
2523             return;
2524         }
2525         else if (command == "stop")
2526         {
2527             AbortSearch = true;
2528             PonderSearch = false;
2529         }
2530         else if (command == "ponderhit")
2531             ponderhit();
2532     }
2533     // Print search information
2534     if (t < 1000)
2535         lastInfoTime = 0;
2536
2537     else if (lastInfoTime > t)
2538         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2539         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2540         lastInfoTime = 0;
2541
2542     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2543     {
2544         lastInfoTime = t;
2545         lock_grab(&IOLock);
2546         if (dbg_show_mean)
2547             dbg_print_mean();
2548
2549         if (dbg_show_hit_rate)
2550             dbg_print_hit_rate();
2551
2552         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2553                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2554         lock_release(&IOLock);
2555         if (ShowCurrentLine)
2556             Threads[0].printCurrentLine = true;
2557     }
2558     // Should we stop the search?
2559     if (PonderSearch)
2560         return;
2561
2562     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2563                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2564                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2565                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2566
2567     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2568         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2569         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2570         AbortSearch = true;
2571   }
2572
2573
2574   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2575   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2576   // it correctly predicted the opponent's move.
2577
2578   void ponderhit() {
2579
2580     int t = current_search_time();
2581     PonderSearch = false;
2582     if (Iteration >= 3 &&
2583        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2584                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2585                             (RootMoveNumber == 1 &&
2586                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2587                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2588                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2589       AbortSearch = true;
2590   }
2591
2592
2593   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2594   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2595
2596   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2597
2598     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2599     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2600
2601     if (!Threads[threadID].idle)
2602     {
2603         lock_grab(&IOLock);
2604         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2605         for (int p = 0; p < ply; p++)
2606             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2607
2608         std::cout << std::endl;
2609         lock_release(&IOLock);
2610     }
2611     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2612     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2613         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2614   }
2615
2616
2617   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack array
2618
2619   void init_ss_array(SearchStack ss[]) {
2620
2621     for (int i = 0; i < 3; i++)
2622     {
2623         ss[i].init(i);
2624         ss[i].initKillers();
2625     }
2626   }
2627
2628
2629   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2630   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2631   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2632   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2633   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2634   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2635
2636   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2637
2638     std::string command;
2639
2640     while (true)
2641     {
2642         if (!std::getline(std::cin, command))
2643             command = "quit";
2644
2645         if (command == "quit")
2646         {
2647             Quit = true;
2648             break;
2649         }
2650         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2651             break;
2652     }
2653   }
2654
2655
2656   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2657   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2658   // object for which the current thread is the master.
2659
2660   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2661     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2662
2663     Threads[threadID].running = true;
2664
2665     while(true) {
2666       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2667         break;
2668
2669       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2670       // of wasting CPU time polling for work:
2671       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2672 #if !defined(_MSC_VER)
2673         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2674         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2675           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2676         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2677 #else
2678         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2679 #endif
2680       }
2681
2682       // If this thread has been assigned work, launch a search
2683       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2684         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2685         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2686           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2687         else
2688           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2689         Threads[threadID].idle = true;
2690       }
2691
2692       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2693       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2694       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2695         return;
2696     }
2697
2698     Threads[threadID].running = false;
2699   }
2700
2701
2702   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2703   // initializes all split point objects.
2704
2705   void init_split_point_stack() {
2706     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2707       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2708         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2709         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2710       }
2711   }
2712
2713
2714   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2715   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2716
2717   void destroy_split_point_stack() {
2718     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2719       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2720         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2721   }
2722
2723
2724   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2725   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2726   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2727   // some ancestor of the current split point.
2728
2729   bool thread_should_stop(int threadID) {
2730     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2731
2732     SplitPoint* sp;
2733
2734     if(Threads[threadID].stop)
2735       return true;
2736     if(ActiveThreads <= 2)
2737       return false;
2738     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2739       if(sp->finished) {
2740         Threads[threadID].stop = true;
2741         return true;
2742       }
2743     return false;
2744   }
2745
2746
2747   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2748   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2749   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2750   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2751   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2752   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2753   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2754
2755   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2756     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2757     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2758     assert(ActiveThreads > 1);
2759
2760     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2761       return false;
2762
2763     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2764       // No active split points means that the thread is available as a slave
2765       // for any other thread.
2766       return true;
2767
2768     if(ActiveThreads == 2)
2769       return true;
2770
2771     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2772     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2773       return true;
2774
2775     return false;
2776   }
2777
2778
2779   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2780   // a slave for the thread with threadID "master".
2781
2782   bool idle_thread_exists(int master) {
2783     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2784     assert(ActiveThreads > 1);
2785
2786     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2787       if(thread_is_available(i, master))
2788         return true;
2789     return false;
2790   }
2791
2792
2793   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2794   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2795   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2796   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2797   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2798   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2799   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2800   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2801   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2802   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2803   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2804
2805   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2806              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
2807              const Value approximateEval, Depth depth, int* moves,
2808              MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2809
2810     assert(p.is_ok());
2811     assert(sstck != NULL);
2812     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2813     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2814     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2815     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2816     assert(depth > Depth(0));
2817     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2818     assert(ActiveThreads > 1);
2819
2820     SplitPoint* splitPoint;
2821     int i;
2822
2823     lock_grab(&MPLock);
2824
2825     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2826     // active split points, don't split.
2827     if(!idle_thread_exists(master) ||
2828        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2829       lock_release(&MPLock);
2830       return false;
2831     }
2832
2833     // Pick the next available split point object from the split point stack
2834     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2835     Threads[master].activeSplitPoints++;
2836
2837     // Initialize the split point object
2838     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2839     splitPoint->finished = false;
2840     splitPoint->ply = ply;
2841     splitPoint->depth = depth;
2842     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2843     splitPoint->beta = *beta;
2844     splitPoint->pvNode = pvNode;
2845     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2846     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2847     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
2848     splitPoint->approximateEval = approximateEval;
2849     splitPoint->master = master;
2850     splitPoint->mp = mp;
2851     splitPoint->moves = *moves;
2852     splitPoint->cpus = 1;
2853     splitPoint->pos.copy(p);
2854     splitPoint->parentSstack = sstck;
2855     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2856       splitPoint->slaves[i] = 0;
2857
2858     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2859     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2860     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2861
2862     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2863     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2864         i++)
2865       if(thread_is_available(i, master)) {
2866         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2867         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2868         splitPoint->slaves[i] = 1;
2869         splitPoint->cpus++;
2870       }
2871
2872     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2873     // their idle loop.
2874     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2875       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2876         Threads[i].workIsWaiting = true;
2877         Threads[i].idle = false;
2878         Threads[i].stop = false;
2879       }
2880
2881     lock_release(&MPLock);
2882
2883     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2884     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2885     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2886     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2887     // loop when all threads have finished their work at this split point
2888     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2889     idle_loop(master, splitPoint);
2890
2891     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2892     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2893     lock_grab(&MPLock);
2894     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2895     *beta = splitPoint->beta;
2896     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2897     Threads[master].stop = false;
2898     Threads[master].idle = false;
2899     Threads[master].activeSplitPoints--;
2900     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2901     lock_release(&MPLock);
2902
2903     return true;
2904   }
2905
2906
2907   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2908   // to start a new search from the root.
2909
2910   void wake_sleeping_threads() {
2911     if(ActiveThreads > 1) {
2912       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2913         Threads[i].idle = true;
2914         Threads[i].workIsWaiting = false;
2915       }
2916 #if !defined(_MSC_VER)
2917       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2918       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2919       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2920 #else
2921       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2922         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2923 #endif
2924     }
2925   }
2926
2927
2928   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2929   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2930   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2931   // and one for Windows threads.
2932
2933 #if !defined(_MSC_VER)
2934
2935   void *init_thread(void *threadID) {
2936     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2937     return NULL;
2938   }
2939
2940 #else
2941
2942   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2943     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2944     return NULL;
2945   }
2946
2947 #endif
2948
2949 }