]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Unify sp_search() and search() step 3
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31
32 #include "book.h"
33 #include "evaluate.h"
34 #include "history.h"
35 #include "misc.h"
36 #include "movegen.h"
37 #include "movepick.h"
38 #include "lock.h"
39 #include "san.h"
40 #include "search.h"
41 #include "timeman.h"
42 #include "thread.h"
43 #include "tt.h"
44 #include "ucioption.h"
45
46 using std::cout;
47 using std::endl;
48
49 ////
50 //// Local definitions
51 ////
52
53 namespace {
54
55   // Types
56   enum NodeType { NonPV, PV };
57
58   // Set to true to force running with one thread.
59   // Used for debugging SMP code.
60   const bool FakeSplit = false;
61
62   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
63   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
64   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
65   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
66
67   class ThreadsManager {
68     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
69        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
70        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
71     */
72   public:
73     void init_threads();
74     void exit_threads();
75
76     int active_threads() const { return ActiveThreads; }
77     void set_active_threads(int newActiveThreads) { ActiveThreads = newActiveThreads; }
78     void incrementNodeCounter(int threadID) { threads[threadID].nodes++; }
79
80     void resetNodeCounters();
81     int64_t nodes_searched() const;
82     bool available_thread_exists(int master) const;
83     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
84     bool thread_should_stop(int threadID) const;
85     void wake_sleeping_threads();
86     void put_threads_to_sleep();
87     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
88
89     template <bool Fake>
90     void split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
91                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
92
93   private:
94     friend void poll();
95
96     int ActiveThreads;
97     volatile bool AllThreadsShouldExit, AllThreadsShouldSleep;
98     Thread threads[MAX_THREADS];
99
100     Lock MPLock, WaitLock;
101
102 #if !defined(_MSC_VER)
103     pthread_cond_t WaitCond;
104 #else
105     HANDLE SitIdleEvent[MAX_THREADS];
106 #endif
107
108   };
109
110
111   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each
112   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
113   // in the case of moves which fail low).
114
115   struct RootMove {
116
117     RootMove() : mp_score(0), nodes(0) {}
118
119     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
120     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
121     // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
122     // have equal score but m1 has the higher beta cut-off count.
123     bool operator<(const RootMove& m) const {
124
125         return score != m.score ? score < m.score : mp_score <= m.mp_score;
126     }
127
128     Move move;
129     Value score;
130     int mp_score;
131     int64_t nodes;
132     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
133   };
134
135
136   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
137   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
138
139   class RootMoveList {
140
141   public:
142     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
143
144     Move move(int moveNum) const { return moves[moveNum].move; }
145     Move move_pv(int moveNum, int i) const { return moves[moveNum].pv[i]; }
146     int move_count() const { return count; }
147     Value move_score(int moveNum) const { return moves[moveNum].score; }
148     int64_t move_nodes(int moveNum) const { return moves[moveNum].nodes; }
149     void add_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) { moves[moveNum].nodes += nodes; }
150     void set_move_score(int moveNum, Value score) { moves[moveNum].score = score; }
151
152     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
153     void score_moves(const Position& pos);
154     void sort();
155     void sort_multipv(int n);
156
157   private:
158     RootMove moves[MOVES_MAX];
159     int count;
160   };
161
162
163   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
164   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
165   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
166   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
167   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
168   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
169   enum set960 {};
170
171   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
172
173     os.iword(0) = int(m);
174     return os;
175   }
176
177
178   /// Adjustments
179
180   // Step 6. Razoring
181
182   // Maximum depth for razoring
183   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
184
185   // Dynamic razoring margin based on depth
186   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
187
188   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
189   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
190
191   // Step 9. Internal iterative deepening
192
193   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
194   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
195
196   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
197   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
198   const Value IIDMargin = Value(0x100);
199
200   // Step 11. Decide the new search depth
201
202   // Extensions. Configurable UCI options
203   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
204   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
205   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
206
207   // Minimum depth for use of singular extension
208   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
209
210   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
211   // remaining ones we will extend it.
212   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
213
214   // Step 12. Futility pruning
215
216   // Futility margin for quiescence search
217   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
218
219   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
220   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
221   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
222
223   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
224   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
225
226   // Step 14. Reduced search
227
228   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
229   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
230
231   template <NodeType PV>
232   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
233
234   // Common adjustments
235
236   // Search depth at iteration 1
237   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
238
239   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
240   // better than the second best move.
241   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
242
243
244   /// Global variables
245
246   // Iteration counter
247   int Iteration;
248
249   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
250   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
251   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
252
253   // Search window management
254   int AspirationDelta;
255
256   // MultiPV mode
257   int MultiPV;
258
259   // Time managment variables
260   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
261   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
262   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
263   TimeManager TimeMgr;
264
265   // Log file
266   bool UseLogFile;
267   std::ofstream LogFile;
268
269   // Multi-threads related variables
270   Depth MinimumSplitDepth;
271   int MaxThreadsPerSplitPoint;
272   ThreadsManager ThreadsMgr;
273
274   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
275   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
276   int NodesSincePoll;
277   int NodesBetweenPolls = 30000;
278
279   // History table
280   History H;
281
282   /// Local functions
283
284   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
285   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
286
287   template <NodeType PvNode, bool SplitPoint>
288   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
289
290   template <NodeType PvNode>
291   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
292       return search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
297
298   template <NodeType PvNode>
299   void do_sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
300
301   template <NodeType PvNode>
302   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
303
304   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
305   bool value_is_mate(Value value);
306   Value value_to_tt(Value v, int ply);
307   Value value_from_tt(Value v, int ply);
308   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss);
309   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
310   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
311   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
312   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
313   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
314   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
315
316   int current_search_time();
317   std::string value_to_uci(Value v);
318   int nps();
319   void poll();
320   void ponderhit();
321   void wait_for_stop_or_ponderhit();
322   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
323   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
324   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]);
325   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]);
326
327 #if !defined(_MSC_VER)
328   void *init_thread(void *threadID);
329 #else
330   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
331 #endif
332
333 }
334
335
336 ////
337 //// Functions
338 ////
339
340 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
341 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
342
343 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
344 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
345 int64_t nodes_searched() { return ThreadsMgr.nodes_searched(); }
346
347
348 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
349
350 void init_search() {
351
352   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
353   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
354   int mc; // moveCount
355
356   // Init reductions array
357   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
358   {
359       double    pvRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 4.5;
360       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
361       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
362       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
363   }
364
365   // Init futility margins array
366   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
367       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
368
369   // Init futility move count array
370   for (d = 0; d < 32; d++)
371       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
372 }
373
374
375 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
376 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
377
378 int perft(Position& pos, Depth depth)
379 {
380     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
381     StateInfo st;
382     Move m;
383     int sum = 0;
384
385     // Generate all legal moves
386     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
387
388     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
389     // the moves, just to count them.
390     if (depth <= ONE_PLY)
391         return int(last - mlist);
392
393     // Loop through all legal moves
394     CheckInfo ci(pos);
395     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
396     {
397         m = cur->move;
398         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
399         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
400         pos.undo_move(m);
401     }
402     return sum;
403 }
404
405
406 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
407 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
408 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
409 /// when a quit command is received during the search.
410
411 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
412            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
413
414   // Initialize global search variables
415   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
416   NodesSincePoll = 0;
417   ThreadsMgr.resetNodeCounters();
418   SearchStartTime = get_system_time();
419   ExactMaxTime = maxTime;
420   MaxDepth = maxDepth;
421   MaxNodes = maxNodes;
422   InfiniteSearch = infinite;
423   PonderSearch = ponder;
424   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
425
426   // Look for a book move, only during games, not tests
427   if (UseTimeManagement && get_option_value_bool("OwnBook"))
428   {
429       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
430           OpeningBook.open(get_option_value_string("Book File"));
431
432       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, get_option_value_bool("Best Book Move"));
433       if (bookMove != MOVE_NONE)
434       {
435           if (PonderSearch)
436               wait_for_stop_or_ponderhit();
437
438           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
439           return true;
440       }
441   }
442
443   // Read UCI option values
444   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
445   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
446       TT.clear();
447
448   CheckExtension[1]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
449   CheckExtension[0]         = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
450   SingleEvasionExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (PV nodes)"));
451   SingleEvasionExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Evasion Extension (non-PV nodes)"));
452   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
453   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
454   PassedPawnExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
455   PassedPawnExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
456   PawnEndgameExtension[1]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
457   PawnEndgameExtension[0]   = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
458   MateThreatExtension[1]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
459   MateThreatExtension[0]    = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
460
461   MinimumSplitDepth       = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * ONE_PLY;
462   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
463   MultiPV                 = get_option_value_int("MultiPV");
464   UseLogFile              = get_option_value_bool("Use Search Log");
465
466   if (UseLogFile)
467       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
468
469   read_weights(pos.side_to_move());
470
471   // Set the number of active threads
472   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
473   if (newActiveThreads != ThreadsMgr.active_threads())
474   {
475       ThreadsMgr.set_active_threads(newActiveThreads);
476       init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
477   }
478
479   // Wake up sleeping threads
480   ThreadsMgr.wake_sleeping_threads();
481
482   // Set thinking time
483   int myTime = time[pos.side_to_move()];
484   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
485   if (UseTimeManagement)
486       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
487
488   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
489   // heavy time pressure.
490   if (MaxNodes)
491       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
492   else if (myTime && myTime < 1000)
493       NodesBetweenPolls = 1000;
494   else if (myTime && myTime < 5000)
495       NodesBetweenPolls = 5000;
496   else
497       NodesBetweenPolls = 30000;
498
499   // Write search information to log file
500   if (UseLogFile)
501       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
502               << "infinite: "  << infinite
503               << " ponder: "   << ponder
504               << " time: "     << myTime
505               << " increment: " << myIncrement
506               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
507
508   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
509   id_loop(pos, searchMoves);
510
511   if (UseLogFile)
512       LogFile.close();
513
514   ThreadsMgr.put_threads_to_sleep();
515
516   return !Quit;
517 }
518
519
520 namespace {
521
522   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
523   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
524   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
525   // reached.
526
527   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
528
529     Position p(pos, pos.thread());
530     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
531     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
532     Move EasyMove = MOVE_NONE;
533     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
534
535     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
536     RootMoveList rml(p, searchMoves);
537
538     // Handle special case of searching on a mate/stale position
539     if (rml.move_count() == 0)
540     {
541         if (PonderSearch)
542             wait_for_stop_or_ponderhit();
543
544         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
545     }
546
547     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
548     // so to output information also for iteration 1.
549     cout << set960(p.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
550          << "info depth " << 1
551          << "\ninfo depth " << 1
552          << " score " << value_to_uci(rml.move_score(0))
553          << " time " << current_search_time()
554          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
555          << " nps " << nps()
556          << " pv " << rml.move(0) << "\n";
557
558     // Initialize
559     TT.new_search();
560     H.clear();
561     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
562     pv[0] = pv[1] = MOVE_NONE;
563     ValueByIteration[1] = rml.move_score(0);
564     Iteration = 1;
565
566     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
567     if (   rml.move_count() == 1
568         || rml.move_score(0) > rml.move_score(1) + EasyMoveMargin)
569         EasyMove = rml.move(0);
570
571     // Iterative deepening loop
572     while (Iteration < PLY_MAX)
573     {
574         // Initialize iteration
575         Iteration++;
576         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
577
578         cout << "info depth " << Iteration << endl;
579
580         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
581         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
582         {
583             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
584             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
585
586             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
587             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
588
589             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
590             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
591         }
592
593         // Search to the current depth, rml is updated and sorted, alpha and beta could change
594         value = root_search(p, ss, pv, rml, &alpha, &beta);
595
596         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
597         // been overwritten during the search.
598         insert_pv_in_tt(p, pv);
599
600         if (AbortSearch)
601             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
602
603         //Save info about search result
604         ValueByIteration[Iteration] = value;
605
606         // Drop the easy move if differs from the new best move
607         if (pv[0] != EasyMove)
608             EasyMove = MOVE_NONE;
609
610         if (UseTimeManagement)
611         {
612             // Time to stop?
613             bool stopSearch = false;
614
615             // Stop search early if there is only a single legal move,
616             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
617             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
618                 stopSearch = true;
619
620             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
621             if (  Iteration >= 6
622                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
623                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
624                 stopSearch = true;
625
626             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
627             int64_t nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
628             if (   Iteration >= 8
629                 && EasyMove == pv[0]
630                 && (  (   rml.move_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
631                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
632                     ||(   rml.move_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
633                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
634                 stopSearch = true;
635
636             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
637             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
638                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
639                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
640
641             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
642             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
643             // move at the next iteration anyway.
644             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
645                 stopSearch = true;
646
647             if (stopSearch)
648             {
649                 if (PonderSearch)
650                     StopOnPonderhit = true;
651                 else
652                     break;
653             }
654         }
655
656         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
657             break;
658     }
659
660     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
661     // best move before we are told to do so.
662     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
663         wait_for_stop_or_ponderhit();
664     else
665         // Print final search statistics
666         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
667              << " nps " << nps()
668              << " time " << current_search_time() << endl;
669
670     // Print the best move and the ponder move to the standard output
671     if (pv[0] == MOVE_NONE)
672     {
673         pv[0] = rml.move(0);
674         pv[1] = MOVE_NONE;
675     }
676
677     assert(pv[0] != MOVE_NONE);
678
679     cout << "bestmove " << pv[0];
680
681     if (pv[1] != MOVE_NONE)
682         cout << " ponder " << pv[1];
683
684     cout << endl;
685
686     if (UseLogFile)
687     {
688         if (dbg_show_mean)
689             dbg_print_mean(LogFile);
690
691         if (dbg_show_hit_rate)
692             dbg_print_hit_rate(LogFile);
693
694         LogFile << "\nNodes: " << ThreadsMgr.nodes_searched()
695                 << "\nNodes/second: " << nps()
696                 << "\nBest move: " << move_to_san(p, pv[0]);
697
698         StateInfo st;
699         p.do_move(pv[0], st);
700         LogFile << "\nPonder move: "
701                 << move_to_san(p, pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
702                 << endl;
703     }
704     return rml.move_score(0);
705   }
706
707
708   // root_search() is the function which searches the root node. It is
709   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
710   // scheme, prints some information to the standard output and handles
711   // the fail low/high loops.
712
713   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Move* pv, RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr) {
714
715     StateInfo st;
716     CheckInfo ci(pos);
717     int64_t nodes;
718     Move move;
719     Depth depth, ext, newDepth;
720     Value value, evalMargin, alpha, beta;
721     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
722     int researchCountFH, researchCountFL;
723
724     researchCountFH = researchCountFL = 0;
725     alpha = *alphaPtr;
726     beta = *betaPtr;
727     isCheck = pos.is_check();
728     depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
729
730     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
731     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
732
733     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
734     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
735     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
736
737     // Step 5. Evaluate the position statically
738     // At root we do this only to get reference value for child nodes
739     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, evalMargin);
740
741     // Step 6. Razoring (omitted at root)
742     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
743     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
744     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
745
746     // Step extra. Fail low loop
747     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
748     // with bigger window until we are not failing low anymore.
749     while (1)
750     {
751         // Sort the moves before to (re)search
752         rml.score_moves(pos);
753         rml.sort();
754
755         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
756         for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
757         {
758             // This is used by time management
759             FirstRootMove = (i == 0);
760
761             // Save the current node count before the move is searched
762             nodes = ThreadsMgr.nodes_searched();
763
764             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
765             // the standard output.
766             move = ss->currentMove = rml.move(i);
767
768             if (current_search_time() >= 1000)
769                 cout << "info currmove " << move
770                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
771
772             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
773             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
774
775             // Step 11. Decide the new search depth
776             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
777             newDepth = depth + ext;
778
779             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
780
781             // Step extra. Fail high loop
782             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
783             // high anymore.
784             value = - VALUE_INFINITE;
785
786             while (1)
787             {
788                 // Step 13. Make the move
789                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
790
791                 // Step extra. pv search
792                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
793                 // and for fail high research (value > alpha)
794                 if (i < MultiPV || value > alpha)
795                 {
796                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
797                     if (MultiPV > 1)
798                         alpha = -VALUE_INFINITE;
799
800                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
801                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
802                 }
803                 else
804                 {
805                     // Step 14. Reduced search
806                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
807                     bool doFullDepthSearch = true;
808
809                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
810                         && !dangerous
811                         && !captureOrPromotion
812                         && !move_is_castle(move))
813                     {
814                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
815                         if (ss->reduction)
816                         {
817                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
818
819                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
820                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
821                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
822                         }
823
824                         // The move failed high, but if reduction is very big we could
825                         // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
826                         // if the move fails high again then go with full depth search.
827                         if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
828                         {
829                             assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
830
831                             ss->reduction = ONE_PLY;
832                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
833                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
834                         }
835                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
836                     }
837
838                     // Step 15. Full depth search
839                     if (doFullDepthSearch)
840                     {
841                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
842                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
843
844                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
845                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
846                         if (value > alpha)
847                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
848                     }
849                 }
850
851                 // Step 16. Undo move
852                 pos.undo_move(move);
853
854                 // Can we exit fail high loop ?
855                 if (AbortSearch || value < beta)
856                     break;
857
858                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
859                 // the score before research in case we run out of time while researching.
860                 rml.set_move_score(i, value);
861                 ss->bestMove = move;
862                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
863                 rml.set_move_pv(i, pv);
864
865                 // Print information to the standard output
866                 print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
867
868                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
869                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
870                 researchCountFH++;
871
872             } // End of fail high loop
873
874             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
875             // was aborted because the user interrupted the search or because we
876             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
877             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
878             // move and/or PV.
879             if (AbortSearch)
880                 break;
881
882             // Remember searched nodes counts for this move
883             rml.add_move_nodes(i, ThreadsMgr.nodes_searched() - nodes);
884
885             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
886             assert(value < beta);
887
888             // Step 17. Check for new best move
889             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
890                 rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
891             else
892             {
893                 // PV move or new best move!
894
895                 // Update PV
896                 rml.set_move_score(i, value);
897                 ss->bestMove = move;
898                 extract_pv_from_tt(pos, move, pv);
899                 rml.set_move_pv(i, pv);
900
901                 if (MultiPV == 1)
902                 {
903                     // We record how often the best move has been changed in each
904                     // iteration. This information is used for time managment: When
905                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
906                     if (i > 0)
907                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
908
909                     // Print information to the standard output
910                     print_pv_info(pos, pv, alpha, beta, value);
911
912                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
913                     if (value > alpha)
914                         alpha = value;
915                 }
916                 else // MultiPV > 1
917                 {
918                     rml.sort_multipv(i);
919                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
920                     {
921                         cout << "info multipv " << j + 1
922                              << " score " << value_to_uci(rml.move_score(j))
923                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
924                              << " time " << current_search_time()
925                              << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
926                              << " nps " << nps()
927                              << " pv ";
928
929                         for (int k = 0; rml.move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
930                             cout << rml.move_pv(j, k) << " ";
931
932                         cout << endl;
933                     }
934                     alpha = rml.move_score(Min(i, MultiPV - 1));
935                 }
936             } // PV move or new best move
937
938             assert(alpha >= *alphaPtr);
939
940             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
941
942             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
943                 StopOnPonderhit = false;
944         }
945
946         // Can we exit fail low loop ?
947         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
948             break;
949
950         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
951         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
952         researchCountFL++;
953
954     } // Fail low loop
955
956     // Sort the moves before to return
957     rml.sort();
958
959     return alpha;
960   }
961
962
963   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
964
965   template <NodeType PvNode, bool SplitPoint>
966   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
967
968     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
969     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
970     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
971     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
972     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
973
974     Move movesSearched[MOVES_MAX];
975     StateInfo st;
976     const TTEntry *tte;
977     Key posKey;
978     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
979     Depth ext, newDepth;
980     Value bestValue, value, evalMargin, oldAlpha;
981     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
982     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
983     bool mateThreat = false;
984     int moveCount = 0;
985     int threadID = pos.thread();
986     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
987     oldAlpha = alpha;
988     isCheck = pos.is_check();
989
990     if (SplitPoint)
991     {
992         tte = NULL;
993         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
994         threatMove = ss->sp->threatMove;
995         mateThreat = ss->sp->mateThreat;
996         goto split_start;
997     }
998
999     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
1000     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(threadID);
1001     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
1002     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
1003
1004     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
1005     {
1006         NodesSincePoll = 0;
1007         poll();
1008     }
1009
1010     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
1011     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1012         return VALUE_DRAW;
1013
1014     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1015         return VALUE_DRAW;
1016
1017     // Step 3. Mate distance pruning
1018     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1019     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1020     if (alpha >= beta)
1021         return alpha;
1022
1023     // Step 4. Transposition table lookup
1024
1025     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1026     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1027     excludedMove = ss->excludedMove;
1028     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1029
1030     tte = TT.retrieve(posKey);
1031     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1032
1033     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1034     // This is to avoid problems in the following areas:
1035     //
1036     // * Repetition draw detection
1037     // * Fifty move rule detection
1038     // * Searching for a mate
1039     // * Printing of full PV line
1040
1041     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1042     {
1043         // Refresh tte entry to avoid aging
1044         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove, tte->static_value(), tte->static_value_margin());
1045
1046         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1047         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1048     }
1049
1050     // Step 5. Evaluate the position statically and
1051     // update gain statistics of parent move.
1052     if (isCheck)
1053         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1054     else if (tte)
1055     {
1056         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1057
1058         ss->eval = tte->static_value();
1059         evalMargin = tte->static_value_margin();
1060         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1061     }
1062     else
1063     {
1064         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, evalMargin);
1065         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1066     }
1067
1068     // Save gain for the parent non-capture move
1069     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1070
1071     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1072     if (   !PvNode
1073         &&  depth < RazorDepth
1074         && !isCheck
1075         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1076         &&  ttMove == MOVE_NONE
1077         &&  (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
1078         && !value_is_mate(beta)
1079         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1080     {
1081         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1082         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1083         if (v < rbeta)
1084             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1085             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1086             return v;
1087     }
1088
1089     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1090     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1091     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1092     if (   !PvNode
1093         && !ss->skipNullMove
1094         &&  depth < RazorDepth
1095         && !isCheck
1096         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1097         && !value_is_mate(beta)
1098         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1099         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1100
1101     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1102     if (   !PvNode
1103         && !ss->skipNullMove
1104         &&  depth > ONE_PLY
1105         && !isCheck
1106         &&  refinedValue >= beta
1107         && !value_is_mate(beta)
1108         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1109     {
1110         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1111
1112         // Null move dynamic reduction based on depth
1113         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1114
1115         // Null move dynamic reduction based on value
1116         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1117             R++;
1118
1119         pos.do_null_move(st);
1120         (ss+1)->skipNullMove = true;
1121
1122         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1123                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1124         (ss+1)->skipNullMove = false;
1125         pos.undo_null_move();
1126
1127         if (nullValue >= beta)
1128         {
1129             // Do not return unproven mate scores
1130             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1131                 nullValue = beta;
1132
1133             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1134                 return nullValue;
1135
1136             // Do verification search at high depths
1137             ss->skipNullMove = true;
1138             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1139             ss->skipNullMove = false;
1140
1141             if (v >= beta)
1142                 return nullValue;
1143         }
1144         else
1145         {
1146             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1147             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1148             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1149             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1150             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1151             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1152             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1153                 mateThreat = true;
1154
1155             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1156             if (   depth < ThreatDepth
1157                 && (ss-1)->reduction
1158                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1159                 return beta - 1;
1160         }
1161     }
1162
1163     // Step 9. Internal iterative deepening
1164     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1165         &&  ttMove == MOVE_NONE
1166         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1167     {
1168         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1169
1170         ss->skipNullMove = true;
1171         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1172         ss->skipNullMove = false;
1173
1174         ttMove = ss->bestMove;
1175         tte = TT.retrieve(posKey);
1176     }
1177
1178     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1179     if (PvNode)
1180         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1181
1182 split_start:
1183
1184     // Initialize a MovePicker object for the current position
1185     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1186     MovePicker mpBase = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1187     MovePicker& mp = SplitPoint ? *ss->sp->mp : mpBase;
1188     CheckInfo ci(pos);
1189     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1190     singleEvasion = SplitPoint ? false : isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1191     futilityBase = SplitPoint ? ss->eval : ss->eval + evalMargin;
1192     singularExtensionNode =  !SplitPoint
1193                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1194                            && tte
1195                            && tte->move()
1196                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1197                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1198                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1199
1200     // Step 10. Loop through moves
1201     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1202     if (SplitPoint)
1203     {
1204         lock_grab(&(ss->sp->lock));
1205         bestValue = ss->sp->bestValue;
1206     }
1207
1208     while (   bestValue < beta
1209            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1210            && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1211     {
1212       if (SplitPoint)
1213       {
1214           moveCount = ++ss->sp->moveCount;
1215           lock_release(&(ss->sp->lock));
1216       }
1217
1218       assert(move_is_ok(move));
1219
1220       if (move == excludedMove)
1221           continue;
1222
1223       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1224       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1225
1226       // Step 11. Decide the new search depth
1227       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1228
1229       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1230       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1231       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1232       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1233       if (   singularExtensionNode
1234           && move == tte->move()
1235           && ext < ONE_PLY)
1236       {
1237           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1238
1239           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1240           {
1241               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1242               ss->excludedMove = move;
1243               ss->skipNullMove = true;
1244               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1245               ss->skipNullMove = false;
1246               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1247               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1248               if (v < b)
1249                   ext = ONE_PLY;
1250           }
1251       }
1252
1253       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1254
1255       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1256       movesSearched[moveCount++] = ss->currentMove = move;
1257
1258       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1259       if (   !PvNode
1260           && !captureOrPromotion
1261           && !isCheck
1262           && !dangerous
1263           &&  move != ttMove
1264           && !move_is_castle(move))
1265       {
1266           // Move count based pruning
1267           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1268               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1269               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1270           {
1271               if (SplitPoint)
1272                   lock_grab(&(ss->sp->lock));
1273               continue;
1274           }
1275
1276           // Value based pruning
1277           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1278           // but fixing this made program slightly weaker.
1279           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1280           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1281                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1282
1283           if (futilityValueScaled < beta)
1284           {
1285               if (SplitPoint)
1286               {
1287                   lock_grab(&(ss->sp->lock));
1288                   if (futilityValueScaled > ss->sp->bestValue)
1289                       ss->sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1290               }
1291               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1292                   bestValue = futilityValueScaled;
1293               continue;
1294           }
1295       }
1296
1297       // Step 13. Make the move
1298       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1299
1300       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1301       // The first move in list is the expected PV
1302       if (!SplitPoint && PvNode && moveCount == 1)
1303           value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1304                                      : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1305       else
1306       {
1307           // Step 14. Reduced depth search
1308           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1309           bool doFullDepthSearch = true;
1310
1311           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1312               && !captureOrPromotion
1313               && !dangerous
1314               && !move_is_castle(move)
1315               && !move_is_killer(move, ss))
1316           {
1317               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1318               if (ss->reduction)
1319               {
1320                   alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1321                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1322                   value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1323                                       : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1324
1325                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1326               }
1327
1328               // The move failed high, but if reduction is very big we could
1329               // face a false positive, retry with a less aggressive reduction,
1330               // if the move fails high again then go with full depth search.
1331               if (doFullDepthSearch && ss->reduction > 2 * ONE_PLY)
1332               {
1333                   assert(newDepth - ONE_PLY >= ONE_PLY);
1334
1335                   ss->reduction = ONE_PLY;
1336                   alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1337                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, ply+1);
1338                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1339               }
1340               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1341           }
1342
1343           // Step 15. Full depth search
1344           if (doFullDepthSearch)
1345           {
1346               alpha = SplitPoint ? ss->sp->alpha : alpha;
1347               value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1348                                          : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1349
1350               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1351               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1352               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1353               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1354                   value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO, ply+1)
1355                                              : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1356           }
1357       }
1358
1359       // Step 16. Undo move
1360       pos.undo_move(move);
1361
1362       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1363
1364       // Step 17. Check for new best move
1365       if (SplitPoint)
1366       {
1367           lock_grab(&(ss->sp->lock));
1368           bestValue = ss->sp->bestValue;
1369           alpha = ss->sp->alpha;
1370       }
1371
1372       if (value > bestValue && !(SplitPoint && ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)))
1373       {
1374           bestValue = value;
1375           if (value > alpha)
1376           {
1377               if (SplitPoint && (!PvNode || value >= beta))
1378                   ss->sp->stopRequest = true;
1379
1380               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1381                   alpha = value;
1382
1383               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1384                   ss->mateKiller = move;
1385
1386               ss->bestMove = move;
1387           }
1388           if (SplitPoint)
1389           {
1390               ss->sp->bestValue = bestValue;
1391               ss->sp->alpha = alpha;
1392               ss->sp->parentSstack->bestMove = ss->bestMove;
1393           }
1394       }
1395
1396       // Step 18. Check for split
1397       if (   !SplitPoint
1398           && depth >= MinimumSplitDepth
1399           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1400           && bestValue < beta
1401           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1402           && !AbortSearch
1403           && !ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID)
1404           && Iteration <= 99)
1405           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1406                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1407     }
1408
1409     if (SplitPoint)
1410     {
1411         /* Here we have the lock still grabbed */
1412         ss->sp->slaves[threadID] = 0;
1413         lock_release(&(ss->sp->lock));
1414         return bestValue;
1415     }
1416
1417     // Step 19. Check for mate and stalemate
1418     // All legal moves have been searched and if there are
1419     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1420     // If one move was excluded return fail low score.
1421     if (!moveCount)
1422         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1423
1424     // Step 20. Update tables
1425     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1426     // history counters, and killer moves.
1427     if (AbortSearch || ThreadsMgr.thread_should_stop(threadID))
1428         return bestValue;
1429
1430     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1431     move = (bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove);
1432     TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, evalMargin);
1433
1434     // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1435     if (    bestValue >= beta
1436         && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1437     {
1438             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1439             update_killers(move, ss);
1440     }
1441
1442     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1443
1444     return bestValue;
1445   }
1446
1447
1448   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1449   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1450   // less than ONE_PLY).
1451
1452   template <NodeType PvNode>
1453   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1454
1455     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1456     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1457     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1458     assert(depth <= 0);
1459     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1460     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1461
1462     StateInfo st;
1463     Move ttMove, move;
1464     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1465     bool isCheck, deepChecks, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1466     const TTEntry* tte;
1467     Value oldAlpha = alpha;
1468
1469     ThreadsMgr.incrementNodeCounter(pos.thread());
1470     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1471
1472     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1473     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1474         return VALUE_DRAW;
1475
1476     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1477     // pruning, but only for move ordering.
1478     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1479     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1480
1481     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1482     {
1483         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1484         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1485     }
1486
1487     isCheck = pos.is_check();
1488
1489     // Evaluate the position statically
1490     if (isCheck)
1491     {
1492         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1493         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1494         deepChecks = enoughMaterial = false;
1495     }
1496     else
1497     {
1498         if (tte)
1499         {
1500             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1501
1502             evalMargin = tte->static_value_margin();
1503             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1504         }
1505         else
1506             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1507
1508         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1509
1510         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1511         if (bestValue >= beta)
1512         {
1513             if (!tte)
1514                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1515
1516             return bestValue;
1517         }
1518
1519         if (PvNode && bestValue > alpha)
1520             alpha = bestValue;
1521
1522         // If we are near beta then try to get a cutoff pushing checks a bit further
1523         deepChecks = (depth == -ONE_PLY && bestValue >= beta - PawnValueMidgame / 8);
1524
1525         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1526         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1527         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1528     }
1529
1530     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1531     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1532     // queen promotions and checks (only if depth == 0 or depth == -ONE_PLY
1533     // and we are near beta) will be generated.
1534     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? DEPTH_ZERO : depth, H);
1535     CheckInfo ci(pos);
1536
1537     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1538     while (   alpha < beta
1539            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1540     {
1541       assert(move_is_ok(move));
1542
1543       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1544
1545       // Futility pruning
1546       if (   !PvNode
1547           && !isCheck
1548           && !moveIsCheck
1549           &&  move != ttMove
1550           &&  enoughMaterial
1551           && !move_is_promotion(move)
1552           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1553       {
1554           futilityValue =  futilityBase
1555                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1556                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1557
1558           if (futilityValue < alpha)
1559           {
1560               if (futilityValue > bestValue)
1561                   bestValue = futilityValue;
1562               continue;
1563           }
1564       }
1565
1566       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1567       evasionPrunable =   isCheck
1568                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1569                        && !pos.move_is_capture(move)
1570                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1571
1572       // Don't search moves with negative SEE values
1573       if (   !PvNode
1574           && (!isCheck || evasionPrunable)
1575           &&  move != ttMove
1576           && !move_is_promotion(move)
1577           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1578           continue;
1579
1580       // Update current move
1581       ss->currentMove = move;
1582
1583       // Make and search the move
1584       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1585       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1586       pos.undo_move(move);
1587
1588       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1589
1590       // New best move?
1591       if (value > bestValue)
1592       {
1593           bestValue = value;
1594           if (value > alpha)
1595           {
1596               alpha = value;
1597               ss->bestMove = move;
1598           }
1599        }
1600     }
1601
1602     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1603     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1604     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1605         return value_mated_in(ply);
1606
1607     // Update transposition table
1608     Depth d = (depth == DEPTH_ZERO ? DEPTH_ZERO : DEPTH_ZERO - ONE_PLY);
1609     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1610     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, d, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1611
1612     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1613
1614     return bestValue;
1615   }
1616
1617
1618   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1619   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1620   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1621   // table, done a null move search, and searched the first move before
1622   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1623   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1624   // care of after we return from the split point.
1625
1626   template <NodeType PvNode>
1627   void do_sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1628
1629     assert(threadID >= 0 && threadID < ThreadsMgr.active_threads());
1630     assert(ThreadsMgr.active_threads() > 1);
1631
1632     Position pos(*sp->pos, threadID);
1633     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID] + 1;
1634     ss->sp = sp;
1635
1636     search<PvNode, true>(pos, ss, sp->alpha, sp->beta, sp->depth, sp->ply);
1637   }
1638
1639
1640   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1641   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1642   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1643   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1644   // second move is assumed to be a move from the current position.
1645
1646   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1647
1648     Square f1, t1, f2, t2;
1649     Piece p;
1650
1651     assert(move_is_ok(m1));
1652     assert(move_is_ok(m2));
1653
1654     if (m2 == MOVE_NONE)
1655         return false;
1656
1657     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1658     f2 = move_from(m2);
1659     t1 = move_to(m1);
1660     if (f2 == t1)
1661         return true;
1662
1663     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1664     t2 = move_to(m2);
1665     f1 = move_from(m1);
1666     if (t2 == f1)
1667         return true;
1668
1669     // Case 3: Moving through the vacated square
1670     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1671         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1672       return true;
1673
1674     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1675     p = pos.piece_on(t1);
1676     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1677         return true;
1678
1679     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1680     if (    piece_is_slider(p)
1681         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1682         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1683     {
1684         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1685         // move is the opposite of the checking piece.
1686         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1687         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1688
1689         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1690             return true;
1691     }
1692     return false;
1693   }
1694
1695
1696   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1697   // compensated for the ply.
1698
1699   bool value_is_mate(Value value) {
1700
1701     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1702
1703     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1704           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1705   }
1706
1707
1708   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1709   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1710   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1711
1712   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1713
1714     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1715       return v + ply;
1716
1717     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1718       return v - ply;
1719
1720     return v;
1721   }
1722
1723
1724   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1725   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1726
1727   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1728
1729     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1730       return v - ply;
1731
1732     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1733       return v + ply;
1734
1735     return v;
1736   }
1737
1738
1739   // move_is_killer() checks if the given move is among the killer moves
1740
1741   bool move_is_killer(Move m, SearchStack* ss) {
1742
1743       if (ss->killers[0] == m || ss->killers[1] == m)
1744           return true;
1745
1746       return false;
1747   }
1748
1749
1750   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1751   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1752   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1753   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1754   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1755   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1756   template <NodeType PvNode>
1757   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1758                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1759
1760     assert(m != MOVE_NONE);
1761
1762     Depth result = DEPTH_ZERO;
1763     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1764
1765     if (*dangerous)
1766     {
1767         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1768             result += CheckExtension[PvNode];
1769
1770         if (singleEvasion)
1771             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1772
1773         if (mateThreat)
1774             result += MateThreatExtension[PvNode];
1775     }
1776
1777     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1778     {
1779         Color c = pos.side_to_move();
1780         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1781         {
1782             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1783             *dangerous = true;
1784         }
1785         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1786         {
1787             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1788             *dangerous = true;
1789         }
1790     }
1791
1792     if (   captureOrPromotion
1793         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1794         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1795             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1796         && !move_is_promotion(m)
1797         && !move_is_ep(m))
1798     {
1799         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1800         *dangerous = true;
1801     }
1802
1803     if (   PvNode
1804         && captureOrPromotion
1805         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1806         && pos.see_sign(m) >= 0)
1807     {
1808         result += ONE_PLY / 2;
1809         *dangerous = true;
1810     }
1811
1812     return Min(result, ONE_PLY);
1813   }
1814
1815
1816   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1817   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1818
1819   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1820
1821     assert(move_is_ok(m));
1822     assert(threat && move_is_ok(threat));
1823     assert(!pos.move_is_check(m));
1824     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1825     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1826
1827     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1828
1829     mfrom = move_from(m);
1830     mto = move_to(m);
1831     tfrom = move_from(threat);
1832     tto = move_to(threat);
1833
1834     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1835     if (mfrom == tto)
1836         return true;
1837
1838     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1839     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1840     if (   pos.move_is_capture(threat)
1841         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1842             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1843         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1844         return true;
1845
1846     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1847     // prune safe moves which block its ray.
1848     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1849         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1850         && pos.see_sign(m) >= 0)
1851         return true;
1852
1853     return false;
1854   }
1855
1856
1857   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1858   // can be used at a given point in search.
1859
1860   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1861
1862     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1863
1864     return   (   tte->depth() >= depth
1865               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1866               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1867
1868           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1869               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1870   }
1871
1872
1873   // refine_eval() returns the transposition table score if
1874   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1875
1876   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1877
1878       assert(tte);
1879
1880       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1881
1882       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1883           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1884           return v;
1885
1886       return defaultEval;
1887   }
1888
1889
1890   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1891   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1892
1893   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1894                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1895
1896     Move m;
1897
1898     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1899
1900     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1901     {
1902         m = movesSearched[i];
1903
1904         assert(m != move);
1905
1906         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1907             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1908     }
1909   }
1910
1911
1912   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1913   // among the killer moves of that ply.
1914
1915   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1916
1917     if (m == ss->killers[0])
1918         return;
1919
1920     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1921     ss->killers[0] = m;
1922   }
1923
1924
1925   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1926   // the static position evaluation before and after the move.
1927
1928   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1929
1930     if (   m != MOVE_NULL
1931         && before != VALUE_NONE
1932         && after != VALUE_NONE
1933         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1934         && !move_is_special(m))
1935         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1936   }
1937
1938
1939   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1940   // since the beginning of the current search.
1941
1942   int current_search_time() {
1943
1944     return get_system_time() - SearchStartTime;
1945   }
1946
1947
1948   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1949
1950   std::string value_to_uci(Value v) {
1951
1952     std::stringstream s;
1953
1954     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1955       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1956     else
1957       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1958
1959     return s.str();
1960   }
1961
1962   // nps() computes the current nodes/second count.
1963
1964   int nps() {
1965
1966     int t = current_search_time();
1967     return (t > 0 ? int((ThreadsMgr.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1968   }
1969
1970
1971   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1972   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1973   // search.
1974
1975   void poll() {
1976
1977     static int lastInfoTime;
1978     int t = current_search_time();
1979
1980     //  Poll for input
1981     if (Bioskey())
1982     {
1983         // We are line oriented, don't read single chars
1984         std::string command;
1985
1986         if (!std::getline(std::cin, command))
1987             command = "quit";
1988
1989         if (command == "quit")
1990         {
1991             AbortSearch = true;
1992             PonderSearch = false;
1993             Quit = true;
1994             return;
1995         }
1996         else if (command == "stop")
1997         {
1998             AbortSearch = true;
1999             PonderSearch = false;
2000         }
2001         else if (command == "ponderhit")
2002             ponderhit();
2003     }
2004
2005     // Print search information
2006     if (t < 1000)
2007         lastInfoTime = 0;
2008
2009     else if (lastInfoTime > t)
2010         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2011         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2012         lastInfoTime = 0;
2013
2014     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2015     {
2016         lastInfoTime = t;
2017
2018         if (dbg_show_mean)
2019             dbg_print_mean();
2020
2021         if (dbg_show_hit_rate)
2022             dbg_print_hit_rate();
2023
2024         cout << "info nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched() << " nps " << nps()
2025              << " time " << t << endl;
2026     }
2027
2028     // Should we stop the search?
2029     if (PonderSearch)
2030         return;
2031
2032     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2033                            && !AspirationFailLow
2034                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2035
2036     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2037                      || stillAtFirstMove;
2038
2039     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2040         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2041         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && ThreadsMgr.nodes_searched() >= MaxNodes))
2042         AbortSearch = true;
2043   }
2044
2045
2046   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2047   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2048   // it correctly predicted the opponent's move.
2049
2050   void ponderhit() {
2051
2052     int t = current_search_time();
2053     PonderSearch = false;
2054
2055     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2056                            && !AspirationFailLow
2057                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2058
2059     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2060                      || stillAtFirstMove;
2061
2062     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2063         AbortSearch = true;
2064   }
2065
2066
2067   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2068   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2069
2070   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2071
2072     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2073     {
2074         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2075         ss->skipNullMove = false;
2076         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2077         ss->sp = NULL;
2078
2079         if (i < 3)
2080             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2081     }
2082   }
2083
2084
2085   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2086   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2087   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2088   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2089   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2090   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2091
2092   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2093
2094     std::string command;
2095
2096     while (true)
2097     {
2098         if (!std::getline(std::cin, command))
2099             command = "quit";
2100
2101         if (command == "quit")
2102         {
2103             Quit = true;
2104             break;
2105         }
2106         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2107             break;
2108     }
2109   }
2110
2111
2112   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2113   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2114
2115   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2116
2117     cout << "info depth " << Iteration
2118          << " score "     << value_to_uci(value)
2119          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2120          << " time "  << current_search_time()
2121          << " nodes " << ThreadsMgr.nodes_searched()
2122          << " nps "   << nps()
2123          << " pv ";
2124
2125     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2126         cout << *m << " ";
2127
2128     cout << endl;
2129
2130     if (UseLogFile)
2131     {
2132         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2133                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2134
2135         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
2136                              ThreadsMgr.nodes_searched(), value, t, pv) << endl;
2137     }
2138   }
2139
2140
2141   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2142   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2143   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2144
2145   void insert_pv_in_tt(const Position& pos, Move pv[]) {
2146
2147     StateInfo st;
2148     TTEntry* tte;
2149     Position p(pos, pos.thread());
2150     Value v, m = VALUE_NONE;
2151
2152     for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
2153     {
2154         tte = TT.retrieve(p.get_key());
2155         if (!tte || tte->move() != pv[i])
2156         {
2157             v = (p.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(p, m));
2158             TT.store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[i], v, m);
2159         }
2160         p.do_move(pv[i], st);
2161     }
2162   }
2163
2164
2165   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2166   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2167   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2168   // long PV to print that is important for position analysis.
2169
2170   void extract_pv_from_tt(const Position& pos, Move bestMove, Move pv[]) {
2171
2172     StateInfo st;
2173     TTEntry* tte;
2174     Position p(pos, pos.thread());
2175     int ply = 0;
2176
2177     assert(bestMove != MOVE_NONE);
2178
2179     pv[ply] = bestMove;
2180     p.do_move(pv[ply++], st);
2181
2182     while (   (tte = TT.retrieve(p.get_key())) != NULL
2183            && tte->move() != MOVE_NONE
2184            && move_is_legal(p, tte->move())
2185            && ply < PLY_MAX
2186            && (!p.is_draw() || ply < 2))
2187     {
2188         pv[ply] = tte->move();
2189         p.do_move(pv[ply++], st);
2190     }
2191     pv[ply] = MOVE_NONE;
2192   }
2193
2194
2195   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2196   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2197   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2198   // threads and one for Windows threads.
2199
2200 #if !defined(_MSC_VER)
2201
2202   void* init_thread(void *threadID) {
2203
2204     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2205     return NULL;
2206   }
2207
2208 #else
2209
2210   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2211
2212     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2213     return 0;
2214   }
2215
2216 #endif
2217
2218
2219   /// The ThreadsManager class
2220
2221   // resetNodeCounters(), resetBetaCounters(), searched_nodes() and
2222   // get_beta_counters() are getters/setters for the per thread
2223   // counters used to sort the moves at root.
2224
2225   void ThreadsManager::resetNodeCounters() {
2226
2227     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2228         threads[i].nodes = 0ULL;
2229   }
2230
2231   int64_t ThreadsManager::nodes_searched() const {
2232
2233     int64_t result = 0ULL;
2234     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2235         result += threads[i].nodes;
2236
2237     return result;
2238   }
2239
2240
2241   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2242   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2243   // object for which the current thread is the master.
2244
2245   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2246
2247     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2248
2249     while (true)
2250     {
2251         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2252         // master should exit as last one.
2253         if (AllThreadsShouldExit)
2254         {
2255             assert(!sp);
2256             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2257             return;
2258         }
2259
2260         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2261         // instead of wasting CPU time polling for work.
2262         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2263         {
2264             assert(!sp);
2265             assert(threadID != 0);
2266             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
2267
2268 #if !defined(_MSC_VER)
2269             lock_grab(&WaitLock);
2270             if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
2271                 pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2272             lock_release(&WaitLock);
2273 #else
2274             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2275 #endif
2276         }
2277
2278         // If thread has just woken up, mark it as available
2279         if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
2280             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2281
2282         // If this thread has been assigned work, launch a search
2283         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2284         {
2285             assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
2286
2287             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2288
2289             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2290                 do_sp_search<PV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2291             else
2292                 do_sp_search<NonPV>(threads[threadID].splitPoint, threadID);
2293
2294             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2295
2296             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2297         }
2298
2299         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2300         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2301         int i = 0;
2302         for ( ; sp && i < ActiveThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2303
2304         if (i == ActiveThreads)
2305         {
2306             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2307             // be sure sp->lock has been released before to return.
2308             lock_grab(&(sp->lock));
2309             lock_release(&(sp->lock));
2310
2311             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2312             // because here is all finished is not possible master is booked.
2313             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2314
2315             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2316             return;
2317         }
2318     }
2319   }
2320
2321
2322   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2323   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2324   // objects.
2325
2326   void ThreadsManager::init_threads() {
2327
2328     volatile int i;
2329     bool ok;
2330
2331 #if !defined(_MSC_VER)
2332     pthread_t pthread[1];
2333 #endif
2334
2335     // Initialize global locks
2336     lock_init(&MPLock);
2337     lock_init(&WaitLock);
2338
2339 #if !defined(_MSC_VER)
2340     pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
2341 #else
2342     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2343         SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
2344 #endif
2345
2346     // Initialize splitPoints[] locks
2347     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2348         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2349             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2350
2351     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2352     AllThreadsShouldExit = false;
2353
2354     // Threads will be put to sleep as soon as created
2355     AllThreadsShouldSleep = true;
2356
2357     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_AVAILABLE
2358     ActiveThreads = 1;
2359     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2360     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2361         threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
2362
2363     // Launch the helper threads
2364     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2365     {
2366
2367 #if !defined(_MSC_VER)
2368         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
2369 #else
2370         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, NULL) != NULL);
2371 #endif
2372
2373         if (!ok)
2374         {
2375             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2376             Application::exit_with_failure();
2377         }
2378
2379         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2380         while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING) {}
2381     }
2382   }
2383
2384
2385   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2386   // helper threads exit cleanly.
2387
2388   void ThreadsManager::exit_threads() {
2389
2390     ActiveThreads = MAX_THREADS;  // Wake up all the threads
2391     AllThreadsShouldExit = true;  // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2392     AllThreadsShouldSleep = true; // Avoid an assert in wake_sleeping_threads()
2393     wake_sleeping_threads();
2394
2395     // Wait for thread termination
2396     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2397         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2398
2399     // Now we can safely destroy the locks
2400     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2401         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2402             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2403
2404     lock_destroy(&WaitLock);
2405     lock_destroy(&MPLock);
2406   }
2407
2408
2409   // thread_should_stop() checks whether the thread should stop its search.
2410   // This can happen if a beta cutoff has occurred in the thread's currently
2411   // active split point, or in some ancestor of the current split point.
2412
2413   bool ThreadsManager::thread_should_stop(int threadID) const {
2414
2415     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2416
2417     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2418
2419     for ( ; sp && !sp->stopRequest; sp = sp->parent) {}
2420     return sp != NULL;
2421   }
2422
2423
2424   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2425   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2426   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2427   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2428   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2429   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2430   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2431
2432   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2433
2434     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2435     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2436     assert(ActiveThreads > 1);
2437
2438     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2439         return false;
2440
2441     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2442     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2443
2444     // No active split points means that the thread is available as
2445     // a slave for any other thread.
2446     if (localActiveSplitPoints == 0 || ActiveThreads == 2)
2447         return true;
2448
2449     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2450     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2451     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2452     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2453         return true;
2454
2455     return false;
2456   }
2457
2458
2459   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2460   // a slave for the thread with threadID "master".
2461
2462   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2463
2464     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2465     assert(ActiveThreads > 1);
2466
2467     for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2468         if (thread_is_available(i, master))
2469             return true;
2470
2471     return false;
2472   }
2473
2474
2475   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2476   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2477   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2478   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2479   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2480   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2481   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops
2482   // and call sp_search(). When all threads have returned from sp_search() then
2483   // split() returns.
2484
2485   template <bool Fake>
2486   void ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2487                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2488                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2489     assert(p.is_ok());
2490     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2491     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2492     assert(*bestValue <= *alpha);
2493     assert(*alpha < beta);
2494     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2495     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2496     assert(p.thread() >= 0 && p.thread() < ActiveThreads);
2497     assert(ActiveThreads > 1);
2498
2499     int i, master = p.thread();
2500     Thread& masterThread = threads[master];
2501
2502     lock_grab(&MPLock);
2503
2504     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2505     // active split points, don't split.
2506     if (   !available_thread_exists(master)
2507         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2508     {
2509         lock_release(&MPLock);
2510         return;
2511     }
2512
2513     // Pick the next available split point object from the split point stack
2514     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2515
2516     // Initialize the split point object
2517     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2518     splitPoint.stopRequest = false;
2519     splitPoint.ply = ply;
2520     splitPoint.depth = depth;
2521     splitPoint.threatMove = threatMove;
2522     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2523     splitPoint.alpha = *alpha;
2524     splitPoint.beta = beta;
2525     splitPoint.pvNode = pvNode;
2526     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2527     splitPoint.mp = mp;
2528     splitPoint.moveCount = moveCount;
2529     splitPoint.pos = &p;
2530     splitPoint.parentSstack = ss;
2531     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2532         splitPoint.slaves[i] = 0;
2533
2534     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2535
2536     // If we are here it means we are not available
2537     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2538
2539     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2540
2541     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2542     for (i = 0; !Fake && i < ActiveThreads && workersCnt < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
2543         if (thread_is_available(i, master))
2544         {
2545             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2546             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2547             splitPoint.slaves[i] = 1;
2548             workersCnt++;
2549         }
2550
2551     assert(Fake || workersCnt > 1);
2552
2553     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2554     lock_release(&MPLock);
2555
2556     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2557     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2558     for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2559         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2560         {
2561             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2562
2563             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2564
2565             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2566         }
2567
2568     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2569     // which it will instantly launch a search, because its state is
2570     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2571     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2572     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2573     idle_loop(master, &splitPoint);
2574
2575     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2576     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2577     lock_grab(&MPLock);
2578
2579     *alpha = splitPoint.alpha;
2580     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2581     masterThread.activeSplitPoints--;
2582     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2583
2584     lock_release(&MPLock);
2585   }
2586
2587
2588   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2589   // to start a new search from the root.
2590
2591   void ThreadsManager::wake_sleeping_threads() {
2592
2593     assert(AllThreadsShouldSleep);
2594     assert(ActiveThreads > 0);
2595
2596     AllThreadsShouldSleep = false;
2597
2598     if (ActiveThreads == 1)
2599         return;
2600
2601 #if !defined(_MSC_VER)
2602     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2603     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2604     pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2605 #else
2606     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2607         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2608 #endif
2609
2610   }
2611
2612
2613   // put_threads_to_sleep() makes all the threads go to sleep just before
2614   // to leave think(), at the end of the search. Threads should have already
2615   // finished the job and should be idle.
2616
2617   void ThreadsManager::put_threads_to_sleep() {
2618
2619     assert(!AllThreadsShouldSleep);
2620
2621     // This makes the threads to go to sleep
2622     AllThreadsShouldSleep = true;
2623   }
2624
2625   /// The RootMoveList class
2626
2627   // RootMoveList c'tor
2628
2629   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2630
2631     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2632     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2633     StateInfo st;
2634     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
2635
2636     // Initialize search stack
2637     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2638     ss[0].eval = VALUE_NONE;
2639     count = 0;
2640
2641     // Generate all legal moves
2642     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2643
2644     // Add each move to the moves[] array
2645     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2646     {
2647         bool includeMove = includeAllMoves;
2648
2649         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
2650             includeMove = (searchMoves[k] == cur->move);
2651
2652         if (!includeMove)
2653             continue;
2654
2655         // Find a quick score for the move
2656         moves[count].move = ss[0].currentMove = moves[count].pv[0] = cur->move;
2657         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
2658         pos.do_move(cur->move, st);
2659         moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2660         pos.undo_move(cur->move);
2661         count++;
2662     }
2663     sort();
2664   }
2665
2666   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2667   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2668
2669   void RootMoveList::score_moves(const Position& pos)
2670   {
2671       Move move;
2672       int score = 1000;
2673       MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2674
2675       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2676           for (int i = 0; i < count; i++)
2677               if (moves[i].move == move)
2678               {
2679                   moves[i].mp_score = score--;
2680                   break;
2681               }
2682   }
2683
2684   // RootMoveList simple methods definitions
2685
2686   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
2687
2688     int j;
2689
2690     for (j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
2691         moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
2692
2693     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
2694   }
2695
2696
2697   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2698   // iteration.
2699
2700   void RootMoveList::sort() {
2701
2702     sort_multipv(count - 1); // Sort all items
2703   }
2704
2705
2706   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2707   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2708   // correctly in MultiPV mode.
2709
2710   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2711
2712     int i,j;
2713
2714     for (i = 1; i <= n; i++)
2715     {
2716         RootMove rm = moves[i];
2717         for (j = i; j > 0 && moves[j - 1] < rm; j--)
2718             moves[j] = moves[j - 1];
2719
2720         moves[j] = rm;
2721     }
2722   }
2723
2724 } // namespace