]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Added LMR at the root.
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29 #include <sstream>
30
31 #include "book.h"
32 #include "evaluate.h"
33 #include "history.h"
34 #include "misc.h"
35 #include "movegen.h"
36 #include "movepick.h"
37 #include "lock.h"
38 #include "san.h"
39 #include "search.h"
40 #include "thread.h"
41 #include "tt.h"
42 #include "ucioption.h"
43
44
45 ////
46 //// Local definitions
47 ////
48
49 namespace {
50
51   /// Types
52
53   // IterationInfoType stores search results for each iteration
54   //
55   // Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
56   // there happens many fail highs and fail lows in root. And
57   // because we don't do researches in those cases, "value" stored
58   // here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
59   // we guess what the right value might be and store our guess
60   // as a "speculated value" and then move on. Speculated values are
61   // used just to calculate aspiration window width, so also if are
62   // not exact is not big a problem.
63
64   struct IterationInfoType {
65
66     IterationInfoType(Value v = Value(0), Value sv = Value(0))
67     : value(v), speculatedValue(sv) {}
68
69     Value value, speculatedValue;
70   };
71
72
73   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
74   // Apart for the first one that has its score, following moves
75   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
76   // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
77   // the last iteration. The counters are per thread variables to avoid
78   // concurrent accessing under SMP case.
79
80   struct BetaCounterType {
81
82     BetaCounterType();
83     void clear();
84     void add(Color us, Depth d, int threadID);
85     void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
86   };
87
88
89   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
90   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
91   // in the case of moves which fail low).
92
93   struct RootMove {
94
95     RootMove();
96     bool operator<(const RootMove&); // used to sort
97
98     Move move;
99     Value score;
100     int64_t nodes, cumulativeNodes;
101     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
102     int64_t ourBeta, theirBeta;
103   };
104
105
106   // The RootMoveList class is essentially an array of RootMove objects, with
107   // a handful of methods for accessing the data in the individual moves.
108
109   class RootMoveList {
110
111   public:
112     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
113     inline Move get_move(int moveNum) const;
114     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
115     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
116     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
117     inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
118     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
119     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
120     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
121     inline int move_count() const;
122     Move scan_for_easy_move() const;
123     inline void sort();
124     void sort_multipv(int n);
125
126   private:
127     static const int MaxRootMoves = 500;
128     RootMove moves[MaxRootMoves];
129     int count;
130   };
131
132
133   /// Constants
134
135   // Search depth at iteration 1
136   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
137
138   // Depth limit for selective search
139   const Depth SelectiveDepth = 7 * OnePly;
140
141   // Use internal iterative deepening?
142   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
143   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
144
145   // Internal iterative deepening margin. At Non-PV moves, when
146   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening
147   // search when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
148   const Value IIDMargin = Value(0x100);
149
150   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
151   // better than the second best move.
152   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
153
154   // Problem margin. If the score of the first move at iteration N+1 has
155   // dropped by more than this since iteration N, the boolean variable
156   // "Problem" is set to true, which will make the program spend some extra
157   // time looking for a better move.
158   const Value ProblemMargin = Value(0x28);
159
160   // No problem margin. If the boolean "Problem" is true, and a new move
161   // is found at the root which is less than NoProblemMargin worse than the
162   // best move from the previous iteration, Problem is set back to false.
163   const Value NoProblemMargin = Value(0x14);
164
165   // Null move margin. A null move search will not be done if the approximate
166   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
167   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
168
169   // Pruning criterions. See the code and comments in ok_to_prune() to
170   // understand their precise meaning.
171   const bool PruneEscapeMoves    = false;
172   const bool PruneDefendingMoves = false;
173   const bool PruneBlockingMoves  = false;
174
175   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
176   // and near frontier nodes.
177   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
178
179   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
180   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
181   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
182                                       Value(0x2A0), Value(0x2C0), Value(0x340), Value(0x360), Value(0x3A0), Value(0x3C0) };
183   // Razoring
184   const Depth RazorDepth = 4*OnePly;
185
186   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
187   const Value RazorMargins[6]     = { Value(0x180), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x3C0), Value(0x3C0), Value(0x3C0) };
188
189   // Remaining depth:                 1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
190   const Value RazorApprMargins[6] = { Value(0x520), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300), Value(0x300) };
191
192   // The main transposition table
193   TranspositionTable TT;
194
195
196   /// Variables initialized by UCI options
197
198   // Minimum number of full depth (i.e. non-reduced) moves at PV and non-PV nodes
199   int LMRPVMoves, LMRNonPVMoves; // heavy SMP read access for the latter
200
201   // Depth limit for use of dynamic threat detection
202   Depth ThreatDepth; // heavy SMP read access
203
204   // Last seconds noise filtering (LSN)
205   const bool UseLSNFiltering = true;
206   const int LSNTime = 4000; // In milliseconds
207   const Value LSNValue = value_from_centipawns(200);
208   bool loseOnTime = false;
209
210   // Extensions. Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
211   // There is heavy SMP read access on these arrays
212   Depth CheckExtension[2], SingleReplyExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
213   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
214
215   // Iteration counters
216   int Iteration;
217   BetaCounterType BetaCounter; // has per-thread internal data
218
219   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
220   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
221   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
222
223   // MultiPV mode
224   int MultiPV;
225
226   // Time managment variables
227   int SearchStartTime;
228   int MaxNodes, MaxDepth;
229   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, ExactMaxTime;
230   int RootMoveNumber;
231   bool InfiniteSearch;
232   bool PonderSearch;
233   bool StopOnPonderhit;
234   bool AbortSearch; // heavy SMP read access
235   bool Quit;
236   bool FailHigh;
237   bool FailLow;
238   bool Problem;
239
240   // Show current line?
241   bool ShowCurrentLine;
242
243   // Log file
244   bool UseLogFile;
245   std::ofstream LogFile;
246
247   // MP related variables
248   int ActiveThreads = 1;
249   Depth MinimumSplitDepth;
250   int MaxThreadsPerSplitPoint;
251   Thread Threads[THREAD_MAX];
252   Lock MPLock;
253   Lock IOLock;
254   bool AllThreadsShouldExit = false;
255   const int MaxActiveSplitPoints = 8;
256   SplitPoint SplitPointStack[THREAD_MAX][MaxActiveSplitPoints];
257   bool Idle = true;
258
259 #if !defined(_MSC_VER)
260   pthread_cond_t WaitCond;
261   pthread_mutex_t WaitLock;
262 #else
263   HANDLE SitIdleEvent[THREAD_MAX];
264 #endif
265
266   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different
267   // cache lines (64 bytes each) from the heavy SMP read accessed variables.
268   int NodesSincePoll;
269   int NodesBetweenPolls = 30000;
270
271   // History table
272   History H;
273
274
275   /// Functions
276
277   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
278   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
279   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
280   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
281   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
282   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
283   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
284   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
285   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
286   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply);
287   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
288   bool value_is_mate(Value value);
289   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
290   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
291   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
292   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d);
293   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
294   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m);
295   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
296   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
297
298   bool fail_high_ply_1();
299   int current_search_time();
300   int nps();
301   void poll();
302   void ponderhit();
303   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
304   void wait_for_stop_or_ponderhit();
305
306   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
307   void init_split_point_stack();
308   void destroy_split_point_stack();
309   bool thread_should_stop(int threadID);
310   bool thread_is_available(int slave, int master);
311   bool idle_thread_exists(int master);
312   bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply,
313              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
314              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
315   void wake_sleeping_threads();
316
317 #if !defined(_MSC_VER)
318   void *init_thread(void *threadID);
319 #else
320   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
321 #endif
322
323 }
324
325
326 ////
327 //// Functions
328 ////
329
330 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
331 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
332 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
333 /// when a quit command is received during the search.
334
335 bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
336            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
337            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
338
339   // Look for a book move
340   if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
341   {
342       Move bookMove;
343       if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
344           OpeningBook.open("book.bin");
345
346       bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
347       if (bookMove != MOVE_NONE)
348       {
349           std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
350           return true;
351       }
352   }
353
354   // Initialize global search variables
355   Idle = false;
356   SearchStartTime = get_system_time();
357   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
358   {
359       Threads[i].nodes = 0ULL;
360       Threads[i].failHighPly1 = false;
361   }
362   NodesSincePoll = 0;
363   InfiniteSearch = infinite;
364   PonderSearch = ponder;
365   StopOnPonderhit = false;
366   AbortSearch = false;
367   Quit = false;
368   FailHigh = false;
369   FailLow = false;
370   Problem = false;
371   ExactMaxTime = maxTime;
372
373   // Read UCI option values
374   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
375   if (button_was_pressed("Clear Hash"))
376   {
377       TT.clear();
378       loseOnTime = false; // reset at the beginning of a new game
379   }
380
381   bool PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
382   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
383
384   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
385   CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
386
387   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
388   SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
389
390   PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
391   PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
392
393   PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
394   PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
395
396   PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
397   PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
398
399   MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
400   MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
401
402   LMRPVMoves    = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
403   LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
404   ThreatDepth   = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
405
406   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
407   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
408   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
409   if (UseLogFile)
410       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
411
412   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
413   MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
414
415   read_weights(pos.side_to_move());
416
417   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
418   if (newActiveThreads != ActiveThreads)
419   {
420       ActiveThreads = newActiveThreads;
421       init_eval(ActiveThreads);
422   }
423
424   // Wake up sleeping threads
425   wake_sleeping_threads();
426
427   for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
428       assert(thread_is_available(i, 0));
429
430   // Set thinking time
431   int myTime = time[side_to_move];
432   int myIncrement = increment[side_to_move];
433
434   if (!movesToGo) // Sudden death time control
435   {
436       if (myIncrement)
437       {
438           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
439           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
440       } else { // Blitz game without increment
441           MaxSearchTime = myTime / 30;
442           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
443       }
444   }
445   else // (x moves) / (y minutes)
446   {
447       if (movesToGo == 1)
448       {
449           MaxSearchTime = myTime / 2;
450           AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
451       } else {
452           MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
453           AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
454       }
455   }
456
457   if (PonderingEnabled)
458   {
459       MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
460       MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
461   }
462
463   // Fixed depth or fixed number of nodes?
464   MaxDepth = maxDepth;
465   if (MaxDepth)
466       InfiniteSearch = true; // HACK
467
468   MaxNodes = maxNodes;
469   if (MaxNodes)
470   {
471       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
472       InfiniteSearch = true; // HACK
473   }
474   else
475       NodesBetweenPolls = 30000;
476
477
478   // Write information to search log file
479   if (UseLogFile)
480       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
481               << "infinite: "  << infinite
482               << " ponder: "   << ponder
483               << " time: "     << myTime
484               << " increment: " << myIncrement
485               << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
486
487
488   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
489   //
490   // FIXME we really need to cleanup all this LSN ugliness
491   if (!loseOnTime)
492   {
493       Value v = id_loop(pos, searchMoves);
494       loseOnTime = (   UseLSNFiltering
495                      && myTime < LSNTime
496                      && myIncrement == 0
497                      && v < -LSNValue);
498   }
499   else
500   {
501       loseOnTime = false; // reset for next match
502       while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
503           ; // wait here
504       id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
505   }
506
507   if (UseLogFile)
508       LogFile.close();
509
510   Idle = true;
511   return !Quit;
512 }
513
514
515 /// init_threads() is called during startup.  It launches all helper threads,
516 /// and initializes the split point stack and the global locks and condition
517 /// objects.
518
519 void init_threads() {
520
521   volatile int i;
522
523 #if !defined(_MSC_VER)
524   pthread_t pthread[1];
525 #endif
526
527   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
528       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
529
530   // Initialize global locks
531   lock_init(&MPLock, NULL);
532   lock_init(&IOLock, NULL);
533
534   init_split_point_stack();
535
536 #if !defined(_MSC_VER)
537   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
538   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
539 #else
540   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
541       SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
542 #endif
543
544   // All threads except the main thread should be initialized to idle state
545   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
546   {
547       Threads[i].stop = false;
548       Threads[i].workIsWaiting = false;
549       Threads[i].idle = true;
550       Threads[i].running = false;
551   }
552
553   // Launch the helper threads
554   for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
555   {
556 #if !defined(_MSC_VER)
557       pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
558 #else
559       DWORD iID[1];
560       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
561 #endif
562
563       // Wait until the thread has finished launching
564       while (!Threads[i].running);
565   }
566 }
567
568
569 /// stop_threads() is called when the program exits.  It makes all the
570 /// helper threads exit cleanly.
571
572 void stop_threads() {
573
574   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
575   Idle = false;  // HACK
576   wake_sleeping_threads();
577   AllThreadsShouldExit = true;
578   for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
579   {
580       Threads[i].stop = true;
581       while(Threads[i].running);
582   }
583   destroy_split_point_stack();
584 }
585
586
587 /// nodes_searched() returns the total number of nodes searched so far in
588 /// the current search.
589
590 int64_t nodes_searched() {
591
592   int64_t result = 0ULL;
593   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
594       result += Threads[i].nodes;
595   return result;
596 }
597
598
599 // SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
600 // new search from the root.
601 void SearchStack::init(int ply) {
602
603   pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
604   currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
605   reduction = Depth(0);
606 }
607
608 void SearchStack::initKillers() {
609
610   mateKiller = MOVE_NONE;
611   for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
612       killers[i] = MOVE_NONE;
613 }
614
615 namespace {
616
617   // id_loop() is the main iterative deepening loop.  It calls root_search
618   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
619   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
620   // reached.
621
622   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]) {
623
624     Position p(pos);
625     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
626
627     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
628     RootMoveList rml(p, searchMoves);
629
630     // Initialize
631     TT.new_search();
632     H.clear();
633     for (int i = 0; i < 3; i++)
634     {
635         ss[i].init(i);
636         ss[i].initKillers();
637     }
638     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
639     Iteration = 1;
640
641     Move EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
642
643     // Iterative deepening loop
644     while (Iteration < PLY_MAX)
645     {
646         // Initialize iteration
647         rml.sort();
648         Iteration++;
649         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
650         if (Iteration <= 5)
651             ExtraSearchTime = 0;
652
653         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
654
655         // Calculate dynamic search window based on previous iterations
656         Value alpha, beta;
657
658         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(IterationInfo[Iteration - 1].value) < VALUE_KNOWN_WIN)
659         {
660             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
661             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
662
663             int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
664
665             alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
666             beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
667         }
668         else
669         {
670             alpha = - VALUE_INFINITE;
671             beta  =   VALUE_INFINITE;
672         }
673
674         // Search to the current depth
675         Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
676
677         // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
678         // been overwritten during the search.
679         TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
680
681         if (AbortSearch)
682             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
683
684         //Save info about search result
685         Value speculatedValue;
686         bool fHigh = false;
687         bool fLow = false;
688         Value delta = value - IterationInfo[Iteration - 1].value;
689
690         if (value >= beta)
691         {
692             assert(delta > 0);
693
694             fHigh = true;
695             speculatedValue = value + delta;
696             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; // Allocate more time
697         }
698         else if (value <= alpha)
699         {
700             assert(value == alpha);
701             assert(delta < 0);
702
703             fLow = true;
704             speculatedValue = value + delta;
705             BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; // Allocate more time
706         } else
707             speculatedValue = value;
708
709         speculatedValue = Min(Max(speculatedValue, -VALUE_INFINITE), VALUE_INFINITE);
710         IterationInfo[Iteration] = IterationInfoType(value, speculatedValue);
711
712         // Erase the easy move if it differs from the new best move
713         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
714             EasyMove = MOVE_NONE;
715
716         Problem = false;
717
718         if (!InfiniteSearch)
719         {
720             // Time to stop?
721             bool stopSearch = false;
722
723             // Stop search early if there is only a single legal move
724             if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
725                 stopSearch = true;
726
727             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
728             if (  Iteration >= 6
729                 && abs(IterationInfo[Iteration].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100
730                 && abs(IterationInfo[Iteration-1].value) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
731                 stopSearch = true;
732
733             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
734             int64_t nodes = nodes_searched();
735             if (   Iteration >= 8
736                 && !fLow
737                 && !fHigh
738                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
739                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
740                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
741                     ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
742                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
743                 stopSearch = true;
744
745             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
746             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
747                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
748                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
749
750             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
751             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
752             // move at the next iteration anyway.
753             if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
754                 stopSearch = true;
755
756             if (stopSearch)
757             {
758                 //FIXME: Implement fail-low emergency measures
759                 if (!PonderSearch)
760                     break;
761                 else
762                     StopOnPonderhit = true;
763             }
764         }
765
766         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
767             break;
768     }
769
770     rml.sort();
771
772     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
773     // are told to do so
774     if (PonderSearch)
775         wait_for_stop_or_ponderhit();
776     else
777         // Print final search statistics
778         std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
779                   << " nps " << nps()
780                   << " time " << current_search_time()
781                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
782
783     // Print the best move and the ponder move to the standard output
784     if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
785     {
786         ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
787         ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
788     }
789     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
790     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
791         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
792
793     std::cout << std::endl;
794
795     if (UseLogFile)
796     {
797         if (dbg_show_mean)
798             dbg_print_mean(LogFile);
799
800         if (dbg_show_hit_rate)
801             dbg_print_hit_rate(LogFile);
802
803         StateInfo st;
804         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
805                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
806                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
807
808         p.do_move(ss[0].pv[0], st);
809         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
810                 << std::endl << std::endl;
811     }
812     return rml.get_move_score(0);
813   }
814
815
816   // root_search() is the function which searches the root node.  It is
817   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
818   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
819   // and prints some information to the standard output.
820
821   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
822
823     Value oldAlpha = alpha;
824     Value value;
825     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
826
827     // Loop through all the moves in the root move list
828     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
829     {
830         if (alpha >= beta)
831         {
832             // We failed high, invalidate and skip next moves, leave node-counters
833             // and beta-counters as they are and quickly return, we will try to do
834             // a research at the next iteration with a bigger aspiration window.
835             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
836             continue;
837         }
838         int64_t nodes;
839         Move move;
840         StateInfo st;
841         Depth ext, newDepth;
842
843         RootMoveNumber = i + 1;
844         FailHigh = false;
845
846         // Remember the node count before the move is searched. The node counts
847         // are used to sort the root moves at the next iteration.
848         nodes = nodes_searched();
849
850         // Reset beta cut-off counters
851         BetaCounter.clear();
852
853         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
854         // the standard output.
855         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
856         if (current_search_time() >= 1000)
857             std::cout << "info currmove " << move
858                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
859
860         // Decide search depth for this move
861         bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
862         bool dangerous;
863         ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
864         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
865
866         // Make the move, and search it
867         pos.do_move(move, st, dcCandidates);
868
869         if (i < MultiPV)
870         {
871             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
872             if (MultiPV > 1)
873                 alpha = -VALUE_INFINITE;
874
875             value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
876             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
877             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
878             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
879             // current iteration before playing a move.
880             Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin);
881
882             if (Problem && StopOnPonderhit)
883                 StopOnPonderhit = false;
884         }
885         else
886         {
887             if (newDepth >= 3*OnePly
888                 && i + MultiPV >= LMRPVMoves
889                 && !dangerous
890                 && !moveIsCapture
891                 && !move_is_promotion(move)
892                 && !move_is_castle(move))
893             {
894                 ss[0].reduction = OnePly;
895                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, 1, true, 0);
896             }
897             else
898                 value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
899             if(value > alpha)
900             {
901                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
902                 if (value > alpha)
903                 {
904                     // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
905                     // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
906                     // used for time managment: We try to avoid aborting the search
907                     // prematurely during a fail high research.
908                     FailHigh = true;
909                     value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
910                 }
911             }
912         }
913
914         pos.undo_move(move);
915
916         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
917         // was aborted because the user interrupted the search or because we
918         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
919         // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
920         // move and/or PV.
921         if (AbortSearch)
922             break;
923
924         // Remember the node count for this move. The node counts are used to
925         // sort the root moves at the next iteration.
926         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
927
928         // Remember the beta-cutoff statistics
929         int64_t our, their;
930         BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
931         rml.set_beta_counters(i, our, their);
932
933         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
934
935         if (value <= alpha && i >= MultiPV)
936             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
937         else
938         {
939             // PV move or new best move!
940
941             // Update PV
942             rml.set_move_score(i, value);
943             update_pv(ss, 0);
944             rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
945
946             if (MultiPV == 1)
947             {
948                 // We record how often the best move has been changed in each
949                 // iteration. This information is used for time managment: When
950                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
951                 if (i > 0)
952                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
953
954                 // Print search information to the standard output
955                 std::cout << "info depth " << Iteration
956                           << " score " << value_to_string(value)
957                           << " time " << current_search_time()
958                           << " nodes " << nodes_searched()
959                           << " nps " << nps()
960                           << " pv ";
961
962                 for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
963                     std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
964
965                 std::cout << std::endl;
966
967                 if (UseLogFile)
968                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
969                             << std::endl;
970
971                 if (value > alpha)
972                     alpha = value;
973
974                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
975                 // far below the final value from the last iteration.
976                 if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value - NoProblemMargin)
977                     Problem = false;
978             }
979             else // MultiPV > 1
980             {
981                 rml.sort_multipv(i);
982                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
983                 {
984                     int k;
985                     std::cout << "info multipv " << j + 1
986                               << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
987                               << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
988                               << " time " << current_search_time()
989                               << " nodes " << nodes_searched()
990                               << " nps " << nps()
991                               << " pv ";
992
993                     for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
994                         std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
995
996                     std::cout << std::endl;
997                 }
998                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
999             }
1000         } // New best move case
1001
1002         assert(alpha >= oldAlpha);
1003
1004         FailLow = (alpha == oldAlpha);
1005     }
1006     return alpha;
1007   }
1008
1009
1010   // search_pv() is the main search function for PV nodes.
1011
1012   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1013                   Depth depth, int ply, int threadID) {
1014
1015     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1016     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
1017     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1018     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1019
1020     if (depth < OnePly)
1021         return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
1022
1023     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1024     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1025     init_node(ss, ply, threadID);
1026
1027     // After init_node() that calls poll()
1028     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1029         return Value(0);
1030
1031     if (pos.is_draw())
1032         return VALUE_DRAW;
1033
1034     EvalInfo ei;
1035
1036     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1037         return evaluate(pos, ei, threadID);
1038
1039     // Mate distance pruning
1040     Value oldAlpha = alpha;
1041     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1042     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1043     if (alpha >= beta)
1044         return alpha;
1045
1046     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1047     // pruning, but only for move ordering.
1048     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1049     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1050
1051     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1052     if (UseIIDAtPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 5*OnePly)
1053     {
1054         search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
1055         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1056     }
1057
1058     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1059     // to search all moves
1060     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1061
1062     Move move, movesSearched[256];
1063     int moveCount = 0;
1064     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1065     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1066     Color us = pos.side_to_move();
1067     bool isCheck = pos.is_check();
1068     bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
1069
1070     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1071     // occurs.
1072     while (   alpha < beta
1073            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1074            && !thread_should_stop(threadID))
1075     {
1076       assert(move_is_ok(move));
1077
1078       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1079       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1080       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1081
1082       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1083
1084       // Decide the new search depth
1085       bool dangerous;
1086       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1087       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1088
1089       // Make and search the move
1090       StateInfo st;
1091       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1092
1093       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
1094           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1095       else
1096       {
1097         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1098         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1099         if (    depth >= 3*OnePly
1100             &&  moveCount >= LMRPVMoves
1101             && !dangerous
1102             && !moveIsCapture
1103             && !move_is_promotion(move)
1104             && !move_is_castle(move)
1105             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1106         {
1107             ss[ply].reduction = OnePly;
1108             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1109         }
1110         else
1111             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
1112
1113         if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
1114         {
1115             ss[ply].reduction = Depth(0);
1116             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
1117             if (value > alpha && value < beta)
1118             {
1119                 // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1120                 // move at the root, set the flag failHighPly1. This is used for
1121                 // time managment:  We don't want to stop the search early in
1122                 // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1123                 // result in a big drop in score at the root.
1124                 if (ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1125                     Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1126
1127                 // A fail high occurred. Re-search at full window (pv search)
1128                 value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
1129                 Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1130           }
1131         }
1132       }
1133       pos.undo_move(move);
1134
1135       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1136
1137       // New best move?
1138       if (value > bestValue)
1139       {
1140           bestValue = value;
1141           if (value > alpha)
1142           {
1143               alpha = value;
1144               update_pv(ss, ply);
1145               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1146                   ss[ply].mateKiller = move;
1147           }
1148           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1149           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1150           // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1151           if (   ply == 1
1152               && Iteration >= 2
1153               && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1154               Problem = true;
1155       }
1156
1157       // Split?
1158       if (   ActiveThreads > 1
1159           && bestValue < beta
1160           && depth >= MinimumSplitDepth
1161           && Iteration <= 99
1162           && idle_thread_exists(threadID)
1163           && !AbortSearch
1164           && !thread_should_stop(threadID)
1165           && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, depth,
1166                    &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
1167           break;
1168     }
1169
1170     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1171     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1172     if (moveCount == 0)
1173         return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1174
1175     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1176     // history counters, and killer moves.
1177     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1178         return bestValue;
1179
1180     if (bestValue <= oldAlpha)
1181         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1182
1183     else if (bestValue >= beta)
1184     {
1185         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1186         Move m = ss[ply].pv[ply];
1187         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1188         {
1189             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1190             update_killers(m, ss[ply]);
1191         }
1192         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1193     }
1194     else
1195         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
1196
1197     return bestValue;
1198   }
1199
1200
1201   // search() is the search function for zero-width nodes.
1202
1203   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
1204                int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
1205
1206     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1207     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1208     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1209
1210     if (depth < OnePly)
1211         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1212
1213     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1214     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1215     init_node(ss, ply, threadID);
1216
1217     // After init_node() that calls poll()
1218     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1219         return Value(0);
1220
1221     if (pos.is_draw())
1222         return VALUE_DRAW;
1223
1224     EvalInfo ei;
1225
1226     if (ply >= PLY_MAX - 1)
1227         return evaluate(pos, ei, threadID);
1228
1229     // Mate distance pruning
1230     if (value_mated_in(ply) >= beta)
1231         return beta;
1232
1233     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
1234         return beta - 1;
1235
1236     // Transposition table lookup
1237     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1238     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1239
1240     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1241     {
1242         ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
1243         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1244     }
1245
1246     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
1247     bool mateThreat = false;
1248     bool isCheck = pos.is_check();
1249
1250     // Null move search
1251     if (    allowNullmove
1252         &&  depth > OnePly
1253         && !isCheck
1254         && !value_is_mate(beta)
1255         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
1256         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
1257     {
1258         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
1259
1260         StateInfo st;
1261         pos.do_null_move(st);
1262         int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
1263
1264         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
1265
1266         pos.undo_null_move();
1267
1268         if (nullValue >= beta)
1269         {
1270             if (depth < 6 * OnePly)
1271                 return beta;
1272
1273             // Do zugzwang verification search
1274             Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
1275             if (v >= beta)
1276                 return beta;
1277         } else {
1278             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1279             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1280             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1281             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1282             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1283             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1284             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1285                 mateThreat = true;
1286
1287             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
1288             if (   depth < ThreatDepth
1289                 && ss[ply - 1].reduction
1290                 && connected_moves(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply].threatMove))
1291                 return beta - 1;
1292         }
1293     }
1294     // Null move search not allowed, try razoring
1295     else if (   !value_is_mate(beta)
1296              && depth < RazorDepth
1297              && approximateEval < beta - RazorApprMargins[int(depth) - 2]
1298              && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
1299              && ttMove == MOVE_NONE
1300              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1301     {
1302         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
1303         if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
1304           return v;
1305     }
1306
1307     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
1308     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
1309         evaluate(pos, ei, threadID) >= beta - IIDMargin)
1310     {
1311         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
1312         ttMove = ss[ply].pv[ply];
1313     }
1314
1315     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1316     // to search all moves.
1317     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
1318
1319     Move move, movesSearched[256];
1320     int moveCount = 0;
1321     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
1322     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1323     Value futilityValue = VALUE_NONE;
1324     bool useFutilityPruning =   depth < SelectiveDepth
1325                              && !isCheck;
1326
1327     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
1328     // occurs.
1329     while (   bestValue < beta
1330            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1331            && !thread_should_stop(threadID))
1332     {
1333       assert(move_is_ok(move));
1334
1335       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
1336       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
1337       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1338
1339       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
1340
1341       // Decide the new search depth
1342       bool dangerous;
1343       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
1344       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
1345
1346       // Futility pruning
1347       if (    useFutilityPruning
1348           && !dangerous
1349           && !moveIsCapture
1350           && !move_is_promotion(move))
1351       {
1352           // History pruning. See ok_to_prune() definition
1353           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
1354               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
1355               continue;
1356
1357           // Value based pruning
1358           if (approximateEval < beta)
1359           {
1360               if (futilityValue == VALUE_NONE)
1361                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
1362                                  + FutilityMargins[int(depth) - 2];
1363
1364               if (futilityValue < beta)
1365               {
1366                   if (futilityValue > bestValue)
1367                       bestValue = futilityValue;
1368                   continue;
1369               }
1370           }
1371       }
1372
1373       // Make and search the move
1374       StateInfo st;
1375       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1376
1377       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1378       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1379       if (    depth >= 3*OnePly
1380           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1381           && !dangerous
1382           && !moveIsCapture
1383           && !move_is_promotion(move)
1384           && !move_is_castle(move)
1385           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
1386       {
1387           ss[ply].reduction = OnePly;
1388           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
1389       }
1390       else
1391         value = beta; // Just to trigger next condition
1392
1393       if (value >= beta) // Go with full depth non-pv search
1394       {
1395           ss[ply].reduction = Depth(0);
1396           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
1397       }
1398       pos.undo_move(move);
1399
1400       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1401
1402       // New best move?
1403       if (value > bestValue)
1404       {
1405         bestValue = value;
1406         if (value >= beta)
1407             update_pv(ss, ply);
1408
1409         if (value == value_mate_in(ply + 1))
1410             ss[ply].mateKiller = move;
1411       }
1412
1413       // Split?
1414       if (   ActiveThreads > 1
1415           && bestValue < beta
1416           && depth >= MinimumSplitDepth
1417           && Iteration <= 99
1418           && idle_thread_exists(threadID)
1419           && !AbortSearch
1420           && !thread_should_stop(threadID)
1421           && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, depth, &moveCount,
1422                    &mp, dcCandidates, threadID, false))
1423         break;
1424     }
1425
1426     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
1427     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1428     if (moveCount == 0)
1429         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
1430
1431     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1432     // history counters, and killer moves.
1433     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1434         return bestValue;
1435
1436     if (bestValue < beta)
1437         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
1438     else
1439     {
1440         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
1441         Move m = ss[ply].pv[ply];
1442         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1443         {
1444             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
1445             update_killers(m, ss[ply]);
1446         }
1447         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, m);
1448     }
1449
1450     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1451
1452     return bestValue;
1453   }
1454
1455
1456   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1457   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1458   // less than OnePly).
1459
1460   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
1461                 Depth depth, int ply, int threadID) {
1462
1463     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1464     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1465     assert(depth <= 0);
1466     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
1467     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1468
1469     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
1470     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
1471     init_node(ss, ply, threadID);
1472
1473     // After init_node() that calls poll()
1474     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
1475         return Value(0);
1476
1477     if (pos.is_draw())
1478         return VALUE_DRAW;
1479
1480     // Transposition table lookup, only when not in PV
1481     TTEntry* tte = NULL;
1482     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
1483     if (!pvNode)
1484     {
1485         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1486         if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1487         {
1488             assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
1489
1490             return value_from_tt(tte->value(), ply);
1491         }
1492     }
1493     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1494
1495     // Evaluate the position statically
1496     EvalInfo ei;
1497     Value staticValue;
1498     bool isCheck = pos.is_check();
1499     ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
1500
1501     if (isCheck)
1502         staticValue = -VALUE_INFINITE;
1503
1504     else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
1505     {
1506         // Use the cached evaluation score if possible
1507         assert(ei.futilityMargin == Value(0));
1508
1509         staticValue = tte->value();
1510     }
1511     else
1512         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
1513
1514     if (ply == PLY_MAX - 1)
1515         return evaluate(pos, ei, threadID);
1516
1517     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
1518     // at least beta.
1519     Value bestValue = staticValue;
1520
1521     if (bestValue >= beta)
1522     {
1523         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
1524         if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
1525             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EVAL, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
1526
1527         return bestValue;
1528     }
1529
1530     if (bestValue > alpha)
1531         alpha = bestValue;
1532
1533     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1534     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
1535     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
1536     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
1537     Move move;
1538     int moveCount = 0;
1539     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
1540     Color us = pos.side_to_move();
1541     bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
1542
1543     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
1544     // occurs.
1545     while (   alpha < beta
1546            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1547     {
1548       assert(move_is_ok(move));
1549
1550       moveCount++;
1551       ss[ply].currentMove = move;
1552
1553       // Futility pruning
1554       if (   enoughMaterial
1555           && !isCheck
1556           && !pvNode
1557           && !move_is_promotion(move)
1558           && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
1559           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1560       {
1561           Value futilityValue = staticValue
1562                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
1563                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
1564                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
1565                               + FutilityMarginQS
1566                               + ei.futilityMargin;
1567
1568           if (futilityValue < alpha)
1569           {
1570               if (futilityValue > bestValue)
1571                   bestValue = futilityValue;
1572               continue;
1573           }
1574       }
1575
1576       // Don't search captures and checks with negative SEE values
1577       if (   !isCheck
1578           && !move_is_promotion(move)
1579           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1580           continue;
1581
1582       // Make and search the move.
1583       StateInfo st;
1584       pos.do_move(move, st, dcCandidates);
1585       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
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               update_pv(ss, ply);
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 (pos.is_check() && moveCount == 0) // Mate!
1605         return value_mated_in(ply);
1606
1607     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1608
1609     // Update transposition table
1610     Move m = ss[ply].pv[ply];
1611     if (!pvNode)
1612     {
1613         Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
1614         if (bestValue < beta)
1615             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, d, MOVE_NONE);
1616         else
1617             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, m);
1618     }
1619
1620     // Update killers only for good check moves
1621     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
1622         update_killers(m, ss[ply]);
1623
1624     return bestValue;
1625   }
1626
1627
1628   // sp_search() is used to search from a split point.  This function is called
1629   // by each thread working at the split point.  It is similar to the normal
1630   // search() function, but simpler.  Because we have already probed the hash
1631   // table, done a null move search, and searched the first move before
1632   // splitting, we don't have to repeat all this work in sp_search().  We
1633   // also don't need to store anything to the hash table here:  This is taken
1634   // care of after we return from the split point.
1635
1636   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID) {
1637
1638     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1639     assert(ActiveThreads > 1);
1640
1641     Position pos = Position(sp->pos);
1642     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1643     Value value;
1644     Move move;
1645     bool isCheck = pos.is_check();
1646     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
1647                               && !isCheck;
1648
1649     while (    sp->bestValue < sp->beta
1650            && !thread_should_stop(threadID)
1651            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1652     {
1653       assert(move_is_ok(move));
1654
1655       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1656       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1657
1658       lock_grab(&(sp->lock));
1659       int moveCount = ++sp->moves;
1660       lock_release(&(sp->lock));
1661
1662       ss[sp->ply].currentMove = move;
1663
1664       // Decide the new search depth.
1665       bool dangerous;
1666       Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1667       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1668
1669       // Prune?
1670       if (    useFutilityPruning
1671           && !dangerous
1672           && !moveIsCapture
1673           && !move_is_promotion(move)
1674           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
1675           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
1676         continue;
1677
1678       // Make and search the move.
1679       StateInfo st;
1680       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1681
1682       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1683       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1684       if (   !dangerous
1685           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
1686           && !moveIsCapture
1687           && !move_is_promotion(move)
1688           && !move_is_castle(move)
1689           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1690       {
1691           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1692           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1693       }
1694       else
1695           value = sp->beta; // Just to trigger next condition
1696
1697       if (value >= sp->beta) // Go with full depth non-pv search
1698       {
1699           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1700           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1701       }
1702       pos.undo_move(move);
1703
1704       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1705
1706       if (thread_should_stop(threadID))
1707           break;
1708
1709       // New best move?
1710       lock_grab(&(sp->lock));
1711       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1712       {
1713           sp->bestValue = value;
1714           if (sp->bestValue >= sp->beta)
1715           {
1716               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1717               for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1718                   if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1719                       Threads[i].stop = true;
1720
1721               sp->finished = true;
1722         }
1723       }
1724       lock_release(&(sp->lock));
1725     }
1726
1727     lock_grab(&(sp->lock));
1728
1729     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1730     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1731     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1732         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1733             if (sp->slaves[i])
1734                 Threads[i].stop = true;
1735
1736     sp->cpus--;
1737     sp->slaves[threadID] = 0;
1738
1739     lock_release(&(sp->lock));
1740   }
1741
1742
1743   // sp_search_pv() is used to search from a PV split point.  This function
1744   // is called by each thread working at the split point.  It is similar to
1745   // the normal search_pv() function, but simpler.  Because we have already
1746   // probed the hash table and searched the first move before splitting, we
1747   // don't have to repeat all this work in sp_search_pv().  We also don't
1748   // need to store anything to the hash table here: This is taken care of
1749   // after we return from the split point.
1750
1751   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID) {
1752
1753     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
1754     assert(ActiveThreads > 1);
1755
1756     Position pos = Position(sp->pos);
1757     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
1758     Value value;
1759     Move move;
1760
1761     while (    sp->alpha < sp->beta
1762            && !thread_should_stop(threadID)
1763            && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
1764     {
1765       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
1766       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
1767
1768       assert(move_is_ok(move));
1769
1770       lock_grab(&(sp->lock));
1771       int moveCount = ++sp->moves;
1772       lock_release(&(sp->lock));
1773
1774       ss[sp->ply].currentMove = move;
1775
1776       // Decide the new search depth.
1777       bool dangerous;
1778       Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
1779       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
1780
1781       // Make and search the move.
1782       StateInfo st;
1783       pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
1784
1785       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
1786       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
1787       if (   !dangerous
1788           &&  moveCount >= LMRPVMoves
1789           && !moveIsCapture
1790           && !move_is_promotion(move)
1791           && !move_is_castle(move)
1792           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
1793       {
1794           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
1795           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
1796       }
1797       else
1798           value = sp->alpha + 1; // Just to trigger next condition
1799
1800       if (value > sp->alpha) // Go with full depth non-pv search
1801       {
1802           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
1803           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
1804
1805           if (value > sp->alpha && value < sp->beta)
1806           {
1807               // When the search fails high at ply 1 while searching the first
1808               // move at the root, set the flag failHighPly1.  This is used for
1809               // time managment: We don't want to stop the search early in
1810               // such cases, because resolving the fail high at ply 1 could
1811               // result in a big drop in score at the root.
1812               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
1813                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
1814
1815               value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
1816               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
1817         }
1818       }
1819       pos.undo_move(move);
1820
1821       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1822
1823       if (thread_should_stop(threadID))
1824           break;
1825
1826       // New best move?
1827       lock_grab(&(sp->lock));
1828       if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
1829       {
1830           sp->bestValue = value;
1831           if (value > sp->alpha)
1832           {
1833               sp->alpha = value;
1834               sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
1835               if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
1836                   ss[sp->ply].mateKiller = move;
1837
1838               if (value >= sp->beta)
1839               {
1840                   for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1841                       if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
1842                           Threads[i].stop = true;
1843
1844                   sp->finished = true;
1845               }
1846         }
1847         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
1848         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
1849         // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
1850         if (   sp->ply == 1
1851             && Iteration >= 2
1852             && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
1853             Problem = true;
1854       }
1855       lock_release(&(sp->lock));
1856     }
1857
1858     lock_grab(&(sp->lock));
1859
1860     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
1861     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
1862     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
1863         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
1864             if (sp->slaves[i])
1865                 Threads[i].stop = true;
1866
1867     sp->cpus--;
1868     sp->slaves[threadID] = 0;
1869
1870     lock_release(&(sp->lock));
1871   }
1872
1873   /// The BetaCounterType class
1874
1875   BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
1876
1877   void BetaCounterType::clear() {
1878
1879     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1880         Threads[i].betaCutOffs[WHITE] = Threads[i].betaCutOffs[BLACK] = 0ULL;
1881   }
1882
1883   void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
1884
1885     // Weighted count based on depth
1886     Threads[threadID].betaCutOffs[us] += unsigned(d);
1887   }
1888
1889   void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
1890
1891     our = their = 0UL;
1892     for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
1893     {
1894         our += Threads[i].betaCutOffs[us];
1895         their += Threads[i].betaCutOffs[opposite_color(us)];
1896     }
1897   }
1898
1899
1900   /// The RootMove class
1901
1902   // Constructor
1903
1904   RootMove::RootMove() {
1905     nodes = cumulativeNodes = ourBeta = theirBeta = 0ULL;
1906   }
1907
1908   // RootMove::operator<() is the comparison function used when
1909   // sorting the moves.  A move m1 is considered to be better
1910   // than a move m2 if it has a higher score, or if the moves
1911   // have equal score but m1 has the higher node count.
1912
1913   bool RootMove::operator<(const RootMove& m) {
1914
1915     if (score != m.score)
1916         return (score < m.score);
1917
1918     return theirBeta <= m.theirBeta;
1919   }
1920
1921   /// The RootMoveList class
1922
1923   // Constructor
1924
1925   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
1926
1927     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
1928     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
1929
1930     // Generate all legal moves
1931     int lm_count = generate_legal_moves(pos, mlist);
1932
1933     // Add each move to the moves[] array
1934     for (int i = 0; i < lm_count; i++)
1935     {
1936         bool includeMove = includeAllMoves;
1937
1938         for (int k = 0; !includeMove && searchMoves[k] != MOVE_NONE; k++)
1939             includeMove = (searchMoves[k] == mlist[i].move);
1940
1941         if (!includeMove)
1942             continue;
1943
1944         // Find a quick score for the move
1945         StateInfo st;
1946         SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1947
1948         moves[count].move = mlist[i].move;
1949         pos.do_move(moves[count].move, st);
1950         moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
1951         pos.undo_move(moves[count].move);
1952         moves[count].pv[0] = moves[count].move;
1953         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
1954         count++;
1955     }
1956     sort();
1957   }
1958
1959
1960   // Simple accessor methods for the RootMoveList class
1961
1962   inline Move RootMoveList::get_move(int moveNum) const {
1963     return moves[moveNum].move;
1964   }
1965
1966   inline Value RootMoveList::get_move_score(int moveNum) const {
1967     return moves[moveNum].score;
1968   }
1969
1970   inline void RootMoveList::set_move_score(int moveNum, Value score) {
1971     moves[moveNum].score = score;
1972   }
1973
1974   inline void RootMoveList::set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes) {
1975     moves[moveNum].nodes = nodes;
1976     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
1977   }
1978
1979   inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
1980     moves[moveNum].ourBeta = our;
1981     moves[moveNum].theirBeta = their;
1982   }
1983
1984   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
1985     int j;
1986     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
1987       moves[moveNum].pv[j] = pv[j];
1988     moves[moveNum].pv[j] = MOVE_NONE;
1989   }
1990
1991   inline Move RootMoveList::get_move_pv(int moveNum, int i) const {
1992     return moves[moveNum].pv[i];
1993   }
1994
1995   inline int64_t RootMoveList::get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const {
1996     return moves[moveNum].cumulativeNodes;
1997   }
1998
1999   inline int RootMoveList::move_count() const {
2000     return count;
2001   }
2002
2003
2004   // RootMoveList::scan_for_easy_move() is called at the end of the first
2005   // iteration, and is used to detect an "easy move", i.e. a move which appears
2006   // to be much bester than all the rest.  If an easy move is found, the move
2007   // is returned, otherwise the function returns MOVE_NONE.  It is very
2008   // important that this function is called at the right moment:  The code
2009   // assumes that the first iteration has been completed and the moves have
2010   // been sorted. This is done in RootMoveList c'tor.
2011
2012   Move RootMoveList::scan_for_easy_move() const {
2013
2014     assert(count);
2015
2016     if (count == 1)
2017         return get_move(0);
2018
2019     // moves are sorted so just consider the best and the second one
2020     if (get_move_score(0) > get_move_score(1) + EasyMoveMargin)
2021         return get_move(0);
2022
2023     return MOVE_NONE;
2024   }
2025
2026   // RootMoveList::sort() sorts the root move list at the beginning of a new
2027   // iteration.
2028
2029   inline void RootMoveList::sort() {
2030
2031     sort_multipv(count - 1); // all items
2032   }
2033
2034
2035   // RootMoveList::sort_multipv() sorts the first few moves in the root move
2036   // list by their scores and depths. It is used to order the different PVs
2037   // correctly in MultiPV mode.
2038
2039   void RootMoveList::sort_multipv(int n) {
2040
2041     for (int i = 1; i <= n; i++)
2042     {
2043       RootMove rm = moves[i];
2044       int j;
2045       for (j = i; j > 0 && moves[j-1] < rm; j--)
2046           moves[j] = moves[j-1];
2047       moves[j] = rm;
2048     }
2049   }
2050
2051
2052   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
2053   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
2054   // stack object corresponding to the current node.  Once every
2055   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
2056   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
2057
2058   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2059
2060     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2061     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2062
2063     Threads[threadID].nodes++;
2064
2065     if (threadID == 0)
2066     {
2067         NodesSincePoll++;
2068         if (NodesSincePoll >= NodesBetweenPolls)
2069         {
2070             poll();
2071             NodesSincePoll = 0;
2072         }
2073     }
2074     ss[ply].init(ply);
2075     ss[ply+2].initKillers();
2076
2077     if (Threads[threadID].printCurrentLine)
2078         print_current_line(ss, ply, threadID);
2079   }
2080
2081
2082   // update_pv() is called whenever a search returns a value > alpha.  It
2083   // updates the PV in the SearchStack object corresponding to the current
2084   // node.
2085
2086   void update_pv(SearchStack ss[], int ply) {
2087     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2088
2089     ss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2090     int p;
2091     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2092       ss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2093     ss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2094   }
2095
2096
2097   // sp_update_pv() is a variant of update_pv for use at split points.  The
2098   // difference between the two functions is that sp_update_pv also updates
2099   // the PV at the parent node.
2100
2101   void sp_update_pv(SearchStack* pss, SearchStack ss[], int ply) {
2102     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2103
2104     ss[ply].pv[ply] = pss[ply].pv[ply] = ss[ply].currentMove;
2105     int p;
2106     for(p = ply + 1; ss[ply+1].pv[p] != MOVE_NONE; p++)
2107       ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = ss[ply+1].pv[p];
2108     ss[ply].pv[p] = pss[ply].pv[p] = MOVE_NONE;
2109   }
2110
2111
2112   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
2113   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
2114   // if the moving piece is the same in both moves).  The first move is
2115   // assumed to be the move that was made to reach the current position, while
2116   // the second move is assumed to be a move from the current position.
2117
2118   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
2119     Square f1, t1, f2, t2;
2120
2121     assert(move_is_ok(m1));
2122     assert(move_is_ok(m2));
2123
2124     if (m2 == MOVE_NONE)
2125         return false;
2126
2127     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
2128     f2 = move_from(m2);
2129     t1 = move_to(m1);
2130     if (f2 == t1)
2131         return true;
2132
2133     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
2134     t2 = move_to(m2);
2135     f1 = move_from(m1);
2136     if (t2 == f1)
2137         return true;
2138
2139     // Case 3: Moving through the vacated square
2140     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
2141         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
2142       return true;
2143
2144     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece in m1
2145     if (pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
2146         return true;
2147
2148     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
2149     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(t1))
2150         && bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
2151         && !bit_is_set(squares_between(t2, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
2152     {
2153         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
2154         Color us = pos.side_to_move();
2155         Square ksq = pos.king_square(us);
2156         clear_bit(&occ, f2);
2157         if (pos.type_of_piece_on(t1) == BISHOP)
2158         {
2159             if (bit_is_set(bishop_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2160                 return true;
2161         }
2162         else if (pos.type_of_piece_on(t1) == ROOK)
2163         {
2164             if (bit_is_set(rook_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2165                 return true;
2166         }
2167         else
2168         {
2169             assert(pos.type_of_piece_on(t1) == QUEEN);
2170             if (bit_is_set(queen_attacks_bb(ksq, occ), t1))
2171                 return true;
2172         }
2173     }
2174     return false;
2175   }
2176
2177
2178   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one
2179   // eventually compensated for the ply.
2180
2181   bool value_is_mate(Value value) {
2182
2183     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
2184
2185     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
2186           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
2187   }
2188
2189
2190   // move_is_killer() checks if the given move is among the
2191   // killer moves of that ply.
2192
2193   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
2194
2195       const Move* k = ss.killers;
2196       for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
2197           if (*k == m)
2198               return true;
2199
2200       return false;
2201   }
2202
2203
2204   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
2205   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
2206   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
2207   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
2208   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
2209   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
2210
2211   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
2212                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
2213
2214     assert(m != MOVE_NONE);
2215
2216     Depth result = Depth(0);
2217     *dangerous = check | singleReply | mateThreat;
2218
2219     if (*dangerous)
2220     {
2221         if (check)
2222             result += CheckExtension[pvNode];
2223
2224         if (singleReply)
2225             result += SingleReplyExtension[pvNode];
2226
2227         if (mateThreat)
2228             result += MateThreatExtension[pvNode];
2229     }
2230
2231     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
2232     {
2233         if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
2234         {
2235             result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
2236             *dangerous = true;
2237         }
2238         if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
2239         {
2240             result += PassedPawnExtension[pvNode];
2241             *dangerous = true;
2242         }
2243     }
2244
2245     if (   capture
2246         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2247         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
2248             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
2249         && !move_is_promotion(m)
2250         && !move_is_ep(m))
2251     {
2252         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
2253         *dangerous = true;
2254     }
2255
2256     if (   pvNode
2257         && capture
2258         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
2259         && pos.see_sign(m) >= 0)
2260     {
2261         result += OnePly/2;
2262         *dangerous = true;
2263     }
2264
2265     return Min(result, OnePly);
2266   }
2267
2268
2269   // ok_to_do_nullmove() looks at the current position and decides whether
2270   // doing a 'null move' should be allowed.  In order to avoid zugzwang
2271   // problems, null moves are not allowed when the side to move has very
2272   // little material left.  Currently, the test is a bit too simple:  Null
2273   // moves are avoided only when the side to move has only pawns left.  It's
2274   // probably a good idea to avoid null moves in at least some more
2275   // complicated endgames, e.g. KQ vs KR.  FIXME
2276
2277   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos) {
2278
2279     return pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) != Value(0);
2280   }
2281
2282
2283   // ok_to_prune() tests whether it is safe to forward prune a move.  Only
2284   // non-tactical moves late in the move list close to the leaves are
2285   // candidates for pruning.
2286
2287   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat, Depth d) {
2288
2289     assert(move_is_ok(m));
2290     assert(threat == MOVE_NONE || move_is_ok(threat));
2291     assert(!move_is_promotion(m));
2292     assert(!pos.move_is_check(m));
2293     assert(!pos.move_is_capture(m));
2294     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
2295     assert(d >= OnePly);
2296
2297     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
2298
2299     mfrom = move_from(m);
2300     mto = move_to(m);
2301     tfrom = move_from(threat);
2302     tto = move_to(threat);
2303
2304     // Case 1: Castling moves are never pruned
2305     if (move_is_castle(m))
2306         return false;
2307
2308     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
2309     if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
2310         return false;
2311
2312     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
2313     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
2314     if (   !PruneDefendingMoves
2315         && threat != MOVE_NONE
2316         && pos.move_is_capture(threat)
2317         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
2318             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
2319         && pos.move_attacks_square(m, tto))
2320         return false;
2321
2322     // Case 4: Don't prune moves with good history
2323     if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(mfrom), mto, d))
2324         return false;
2325
2326     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
2327     // prune safe moves which block its ray.
2328     if (  !PruneBlockingMoves
2329         && threat != MOVE_NONE
2330         && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
2331         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
2332         && pos.see_sign(m) >= 0)
2333         return false;
2334
2335     return true;
2336   }
2337
2338
2339   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
2340   // can be used at a given point in search.
2341
2342   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
2343
2344     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
2345
2346     return   (   tte->depth() >= depth
2347               || v >= Max(value_mate_in(100), beta)
2348               || v < Min(value_mated_in(100), beta))
2349
2350           && (   (is_lower_bound(tte->type()) && v >= beta)
2351               || (is_upper_bound(tte->type()) && v < beta));
2352   }
2353
2354
2355   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
2356   // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
2357
2358   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
2359
2360     return !pos.move_is_capture(m) && !move_is_promotion(m);
2361   }
2362
2363
2364   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
2365   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
2366
2367   void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
2368                       Move movesSearched[], int moveCount) {
2369
2370     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
2371
2372     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
2373     {
2374         assert(m != movesSearched[i]);
2375         if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
2376             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), move_to(movesSearched[i]));
2377     }
2378   }
2379
2380
2381   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
2382   // among the killer moves of that ply.
2383
2384   void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
2385
2386     if (m == ss.killers[0])
2387         return;
2388
2389     for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
2390         ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
2391
2392     ss.killers[0] = m;
2393   }
2394
2395   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
2396   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
2397   // is used for time managment.
2398
2399   bool fail_high_ply_1() {
2400
2401     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2402         if (Threads[i].failHighPly1)
2403             return true;
2404
2405     return false;
2406   }
2407
2408
2409   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
2410   // since the beginning of the current search.
2411
2412   int current_search_time() {
2413     return get_system_time() - SearchStartTime;
2414   }
2415
2416
2417   // nps() computes the current nodes/second count.
2418
2419   int nps() {
2420     int t = current_search_time();
2421     return (t > 0)? int((nodes_searched() * 1000) / t) : 0;
2422   }
2423
2424
2425   // poll() performs two different functions:  It polls for user input, and it
2426   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2427   // search.
2428
2429   void poll() {
2430
2431     static int lastInfoTime;
2432     int t = current_search_time();
2433
2434     //  Poll for input
2435     if (Bioskey())
2436     {
2437         // We are line oriented, don't read single chars
2438         std::string command;
2439         if (!std::getline(std::cin, command))
2440             command = "quit";
2441
2442         if (command == "quit")
2443         {
2444             AbortSearch = true;
2445             PonderSearch = false;
2446             Quit = true;
2447             return;
2448         }
2449         else if (command == "stop")
2450         {
2451             AbortSearch = true;
2452             PonderSearch = false;
2453         }
2454         else if (command == "ponderhit")
2455             ponderhit();
2456     }
2457     // Print search information
2458     if (t < 1000)
2459         lastInfoTime = 0;
2460
2461     else if (lastInfoTime > t)
2462         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2463         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2464         lastInfoTime = 0;
2465
2466     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2467     {
2468         lastInfoTime = t;
2469         lock_grab(&IOLock);
2470         if (dbg_show_mean)
2471             dbg_print_mean();
2472
2473         if (dbg_show_hit_rate)
2474             dbg_print_hit_rate();
2475
2476         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
2477                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
2478         lock_release(&IOLock);
2479         if (ShowCurrentLine)
2480             Threads[0].printCurrentLine = true;
2481     }
2482     // Should we stop the search?
2483     if (PonderSearch)
2484         return;
2485
2486     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
2487                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: We are not checking any problem flags, BUG?
2488                      || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
2489                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
2490
2491     if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
2492         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2493         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
2494         AbortSearch = true;
2495   }
2496
2497
2498   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2499   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2500   // it correctly predicted the opponent's move.
2501
2502   void ponderhit() {
2503
2504     int t = current_search_time();
2505     PonderSearch = false;
2506     if (Iteration >= 3 &&
2507        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
2508                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
2509                             (RootMoveNumber == 1 &&
2510                              t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
2511                             (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
2512                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
2513       AbortSearch = true;
2514   }
2515
2516
2517   // print_current_line() prints the current line of search for a given
2518   // thread.  Called when the UCI option UCI_ShowCurrLine is 'true'.
2519
2520   void print_current_line(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
2521
2522     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2523     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2524
2525     if (!Threads[threadID].idle)
2526     {
2527         lock_grab(&IOLock);
2528         std::cout << "info currline " << (threadID + 1);
2529         for (int p = 0; p < ply; p++)
2530             std::cout << " " << ss[p].currentMove;
2531
2532         std::cout << std::endl;
2533         lock_release(&IOLock);
2534     }
2535     Threads[threadID].printCurrentLine = false;
2536     if (threadID + 1 < ActiveThreads)
2537         Threads[threadID + 1].printCurrentLine = true;
2538   }
2539
2540
2541   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2542   // while the program is pondering.  The point is to work around a wrinkle in
2543   // the UCI protocol:  When pondering, the engine is not allowed to give a
2544   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2545   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2546   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2547
2548   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2549
2550     std::string command;
2551
2552     while (true)
2553     {
2554         if (!std::getline(std::cin, command))
2555             command = "quit";
2556
2557         if (command == "quit")
2558         {
2559             Quit = true;
2560             break;
2561         }
2562         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2563             break;
2564     }
2565   }
2566
2567
2568   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2569   // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2570   // object for which the current thread is the master.
2571
2572   void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
2573     assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
2574
2575     Threads[threadID].running = true;
2576
2577     while(true) {
2578       if(AllThreadsShouldExit && threadID != 0)
2579         break;
2580
2581       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled instead
2582       // of wasting CPU time polling for work:
2583       while(threadID != 0 && (Idle || threadID >= ActiveThreads)) {
2584 #if !defined(_MSC_VER)
2585         pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2586         if(Idle || threadID >= ActiveThreads)
2587           pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
2588         pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2589 #else
2590         WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
2591 #endif
2592       }
2593
2594       // If this thread has been assigned work, launch a search
2595       if(Threads[threadID].workIsWaiting) {
2596         Threads[threadID].workIsWaiting = false;
2597         if(Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
2598           sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2599         else
2600           sp_search(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
2601         Threads[threadID].idle = true;
2602       }
2603
2604       // If this thread is the master of a split point and all threads have
2605       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2606       if(waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
2607         return;
2608     }
2609
2610     Threads[threadID].running = false;
2611   }
2612
2613
2614   // init_split_point_stack() is called during program initialization, and
2615   // initializes all split point objects.
2616
2617   void init_split_point_stack() {
2618     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2619       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++) {
2620         SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
2621         lock_init(&(SplitPointStack[i][j].lock), NULL);
2622       }
2623   }
2624
2625
2626   // destroy_split_point_stack() is called when the program exits, and
2627   // destroys all locks in the precomputed split point objects.
2628
2629   void destroy_split_point_stack() {
2630     for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
2631       for(int j = 0; j < MaxActiveSplitPoints; j++)
2632         lock_destroy(&(SplitPointStack[i][j].lock));
2633   }
2634
2635
2636   // thread_should_stop() checks whether the thread with a given threadID has
2637   // been asked to stop, directly or indirectly.  This can happen if a beta
2638   // cutoff has occured in thre thread's currently active split point, or in
2639   // some ancestor of the current split point.
2640
2641   bool thread_should_stop(int threadID) {
2642     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
2643
2644     SplitPoint* sp;
2645
2646     if(Threads[threadID].stop)
2647       return true;
2648     if(ActiveThreads <= 2)
2649       return false;
2650     for(sp = Threads[threadID].splitPoint; sp != NULL; sp = sp->parent)
2651       if(sp->finished) {
2652         Threads[threadID].stop = true;
2653         return true;
2654       }
2655     return false;
2656   }
2657
2658
2659   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2660   // available to help the thread with threadID "master" at a split point.  An
2661   // obvious requirement is that "slave" must be idle.  With more than two
2662   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2663   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2664   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2665   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2666
2667   bool thread_is_available(int slave, int master) {
2668     assert(slave >= 0 && slave < ActiveThreads);
2669     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2670     assert(ActiveThreads > 1);
2671
2672     if(!Threads[slave].idle || slave == master)
2673       return false;
2674
2675     if(Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
2676       // No active split points means that the thread is available as a slave
2677       // for any other thread.
2678       return true;
2679
2680     if(ActiveThreads == 2)
2681       return true;
2682
2683     // Apply the "helpful master" concept if possible.
2684     if(SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints-1].slaves[master])
2685       return true;
2686
2687     return false;
2688   }
2689
2690
2691   // idle_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2692   // a slave for the thread with threadID "master".
2693
2694   bool idle_thread_exists(int master) {
2695     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2696     assert(ActiveThreads > 1);
2697
2698     for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2699       if(thread_is_available(i, master))
2700         return true;
2701     return false;
2702   }
2703
2704
2705   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2706   // several threads at PV nodes.  If it does not succeed in splitting the
2707   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2708   // split point objects), the function immediately returns false.  If
2709   // splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
2710   // data that must be copied to the helper threads (the current position and
2711   // search stack, alpha, beta, the search depth, etc.), and we tell our
2712   // helper threads that they have been assigned work.  This will cause them
2713   // to instantly leave their idle loops and call sp_search_pv().  When all
2714   // threads have returned from sp_search_pv (or, equivalently, when
2715   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
2716
2717   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
2718              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, Depth depth, int* moves,
2719              MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
2720
2721     assert(p.is_ok());
2722     assert(sstck != NULL);
2723     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
2724     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
2725     assert(!pvNode || *alpha < *beta);
2726     assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
2727     assert(depth > Depth(0));
2728     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
2729     assert(ActiveThreads > 1);
2730
2731     SplitPoint* splitPoint;
2732     int i;
2733
2734     lock_grab(&MPLock);
2735
2736     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2737     // active split points, don't split.
2738     if(!idle_thread_exists(master) ||
2739        Threads[master].activeSplitPoints >= MaxActiveSplitPoints) {
2740       lock_release(&MPLock);
2741       return false;
2742     }
2743
2744     // Pick the next available split point object from the split point stack
2745     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
2746     Threads[master].activeSplitPoints++;
2747
2748     // Initialize the split point object
2749     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
2750     splitPoint->finished = false;
2751     splitPoint->ply = ply;
2752     splitPoint->depth = depth;
2753     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
2754     splitPoint->beta = *beta;
2755     splitPoint->pvNode = pvNode;
2756     splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
2757     splitPoint->bestValue = *bestValue;
2758     splitPoint->master = master;
2759     splitPoint->mp = mp;
2760     splitPoint->moves = *moves;
2761     splitPoint->cpus = 1;
2762     splitPoint->pos.copy(p);
2763     splitPoint->parentSstack = sstck;
2764     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2765       splitPoint->slaves[i] = 0;
2766
2767     // Copy the current position and the search stack to the master thread
2768     memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2769     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
2770
2771     // Make copies of the current position and search stack for each thread
2772     for(i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint;
2773         i++)
2774       if(thread_is_available(i, master)) {
2775         memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1)*sizeof(SearchStack));
2776         Threads[i].splitPoint = splitPoint;
2777         splitPoint->slaves[i] = 1;
2778         splitPoint->cpus++;
2779       }
2780
2781     // Tell the threads that they have work to do.  This will make them leave
2782     // their idle loop.
2783     for(i = 0; i < ActiveThreads; i++)
2784       if(i == master || splitPoint->slaves[i]) {
2785         Threads[i].workIsWaiting = true;
2786         Threads[i].idle = false;
2787         Threads[i].stop = false;
2788       }
2789
2790     lock_release(&MPLock);
2791
2792     // Everything is set up.  The master thread enters the idle loop, from
2793     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
2794     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the
2795     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2796     // loop when all threads have finished their work at this split point
2797     // (i.e. when // splitPoint->cpus == 0).
2798     idle_loop(master, splitPoint);
2799
2800     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2801     // finished. Update alpha, beta and bestvalue, and return.
2802     lock_grab(&MPLock);
2803     if(pvNode) *alpha = splitPoint->alpha;
2804     *beta = splitPoint->beta;
2805     *bestValue = splitPoint->bestValue;
2806     Threads[master].stop = false;
2807     Threads[master].idle = false;
2808     Threads[master].activeSplitPoints--;
2809     Threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
2810     lock_release(&MPLock);
2811
2812     return true;
2813   }
2814
2815
2816   // wake_sleeping_threads() wakes up all sleeping threads when it is time
2817   // to start a new search from the root.
2818
2819   void wake_sleeping_threads() {
2820     if(ActiveThreads > 1) {
2821       for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++) {
2822         Threads[i].idle = true;
2823         Threads[i].workIsWaiting = false;
2824       }
2825 #if !defined(_MSC_VER)
2826       pthread_mutex_lock(&WaitLock);
2827       pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
2828       pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
2829 #else
2830       for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
2831         SetEvent(SitIdleEvent[i]);
2832 #endif
2833     }
2834   }
2835
2836
2837   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2838   // launched.  It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2839   // threadID.  There are two versions of this function; one for POSIX threads
2840   // and one for Windows threads.
2841
2842 #if !defined(_MSC_VER)
2843
2844   void *init_thread(void *threadID) {
2845     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2846     return NULL;
2847   }
2848
2849 #else
2850
2851   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2852     idle_loop(*(int *)threadID, NULL);
2853     return NULL;
2854   }
2855
2856 #endif
2857
2858 }