]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Detach search arguments from UI thread
[stockfish] / src / search.cpp
index 25a3984d69331cb8a927e4424c6d0734e8440f29..037c44ddfe37a483a373c34c8b9eed1f3246c4e5 100644 (file)
@@ -24,6 +24,7 @@
 #include <iostream>
 #include <sstream>
 #include <vector>
+#include <algorithm>
 
 #include "book.h"
 #include "evaluate.h"
 using std::cout;
 using std::endl;
 using std::string;
+using Search::Signals;
+using Search::Limits;
+
+namespace Search {
+
+  volatile SignalsType Signals;
+  LimitsType Limits;
+  std::vector<Move> RootMoves;
+  Position RootPosition;
+}
 
 namespace {
 
@@ -73,7 +84,7 @@ namespace {
   // RootMoveList struct is mainly a std::vector of RootMove objects
   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
 
-    void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
+    void init(Position& pos, Move rootMoves[]);
     RootMove* find(const Move& m, int startIndex = 0);
 
     int bestMoveChanges;
@@ -128,7 +139,7 @@ namespace {
 
   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
 
-    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
+    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[std::max(int(d), 1)][std::min(mn, 63)]
                            : 2 * VALUE_INFINITE;
   }
 
@@ -144,12 +155,12 @@ namespace {
 
   template <bool PvNode> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
 
-    return (Depth) Reductions[PvNode][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
+    return (Depth) Reductions[PvNode][std::min(int(d) / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)];
   }
 
   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
-  const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
+  const Value EasyMoveMargin = Value(0x150);
 
 
   /// Namespace variables
@@ -161,26 +172,19 @@ namespace {
   int MultiPV, UCIMultiPV, MultiPVIdx;
 
   // Time management variables
-  bool StopOnPonderhit, FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
   TimeManager TimeMgr;
-  SearchLimits Limits;
 
   // Skill level adjustment
   int SkillLevel;
   bool SkillLevelEnabled;
 
-  // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
-  // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
-  int NodesSincePoll;
-  int NodesBetweenPolls = 30000;
-
   // History table
   History H;
 
 
   /// Local functions
 
-  Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
+  Move id_loop(Position& pos, Move rootMoves[], Move* ponderMove);
 
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
@@ -196,17 +200,14 @@ namespace {
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
-  void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
 
-  int current_search_time(int set = 0);
+  int elapsed_search_time(int set = 0);
   string score_to_uci(Value v, Value alpha = -VALUE_INFINITE, Value beta = VALUE_INFINITE);
   string speed_to_uci(int64_t nodes);
   string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960);
   string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
   string depth_to_uci(Depth depth);
-  void poll(const Position& pos);
-  void wait_for_stop_or_ponderhit();
 
   // MovePickerExt template class extends MovePicker and allows to choose at compile
   // time the proper moves source according to the type of node. In the default case
@@ -291,7 +292,7 @@ namespace {
         *dangerous = true;
     }
 
-    return Min(result, ONE_PLY);
+    return std::min(result, ONE_PLY);
   }
 
 } // namespace
@@ -299,7 +300,7 @@ namespace {
 
 /// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
 
-void init_search() {
+void Search::init() {
 
   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
@@ -327,7 +328,7 @@ void init_search() {
 /// perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up to
 /// the given depth are generated and counted and the sum returned.
 
-int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
+int64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
 
   StateInfo st;
   int64_t sum = 0;
@@ -357,29 +358,17 @@ int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
 /// variables, and calls id_loop(). It returns false when a "quit" command is
 /// received during the search.
 
-bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
+void Search::think() {
 
-  static Book book; // Define static to initialize the PRNG only once
+  static Book book; // Defined static to initialize the PRNG only once
 
-  // Initialize global search-related variables
-  StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = false;
-  NodesSincePoll = 0;
-  current_search_time(get_system_time());
-  Limits = limits;
-  TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
+  Position& pos = RootPosition;
 
-  // Set output steram in normal or chess960 mode
-  cout << set960(pos.is_chess960());
+  // Save "search start" time and reset elapsed time to zero
+  elapsed_search_time(get_system_time());
 
-  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
-  if (Limits.maxNodes)
-      NodesBetweenPolls = Min(Limits.maxNodes, 30000);
-  else if (Limits.time && Limits.time < 1000)
-      NodesBetweenPolls = 1000;
-  else if (Limits.time && Limits.time < 5000)
-      NodesBetweenPolls = 5000;
-  else
-      NodesBetweenPolls = 30000;
+  // Set output stream mode: normal or chess960. Castling notation is different
+  cout << set960(pos.is_chess960());
 
   // Look for a book move
   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
@@ -390,18 +379,15 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
       Move bookMove = book.probe(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
       if (bookMove != MOVE_NONE)
       {
-          if (Limits.ponder)
-              wait_for_stop_or_ponderhit();
+          if (!Signals.stop && (Limits.ponder || Limits.infinite))
+              Threads.wait_for_stop_or_ponderhit();
 
           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
-          return !QuitRequest;
+          return;
       }
   }
 
-  // Read UCI options
-  UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
-  SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
-
+  // Read UCI options: GUI could change UCI parameters during the game
   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
   Threads.read_uci_options();
 
@@ -414,19 +400,15 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
       TT.clear();
   }
 
+  UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
+  SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
+
   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
-  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
-
-  // Wake up needed threads and reset maxPly counter
-  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
-  {
-      Threads[i].wake_up();
-      Threads[i].maxPly = 0;
-  }
+  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? std::max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
 
-  // Write to log file and keep it open to be accessed during the search
+  // Write current search header to log file
   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
       Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
@@ -439,18 +421,40 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
           << endl;
   }
 
+  // Wake up needed threads and reset maxPly counter
+  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
+  {
+      Threads[i].maxPly = 0;
+      Threads[i].wake_up();
+  }
+
+  // Set best timer interval to avoid lagging under time pressure. Timer is
+  // used to check for remaining available thinking time.
+   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
+
+  if (TimeMgr.available_time())
+      Threads.set_timer(std::min(100, std::max(TimeMgr.available_time() / 8, 20)));
+  else
+      Threads.set_timer(100);
+
   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
   Move ponderMove = MOVE_NONE;
-  Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
+  Move bestMove = id_loop(pos, &RootMoves[0], &ponderMove);
+
+  // Stop timer, no need to check for available time any more
+  Threads.set_timer(0);
 
-  // Write final search statistics and close log file
+  // This makes all the slave threads to go to sleep, if not already sleeping
+  Threads.set_size(1);
+
+  // Write current search final statistics to log file
   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
-      int t = current_search_time();
+      int e = elapsed_search_time();
 
       Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
       log << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
-          << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
+          << "\nNodes/second: " << (e > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / e : 0)
           << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
 
       StateInfo st;
@@ -459,13 +463,11 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
   }
 
-  // This makes all the threads to go to sleep
-  Threads.set_size(1);
-
-  // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
-  // best move before we are told to do so.
-  if (!StopRequest && (Limits.ponder || Limits.infinite))
-      wait_for_stop_or_ponderhit();
+  // When we reach max depth we arrive here even without a StopRequest, but if
+  // we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the best move
+  // before we are told to do so.
+  if (!Signals.stop && (Limits.ponder || Limits.infinite))
+      Threads.wait_for_stop_or_ponderhit();
 
   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
   cout << "bestmove " << bestMove;
@@ -476,8 +478,6 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
       cout << " ponder " << ponderMove;
 
   cout << endl;
-
-  return !QuitRequest;
 }
 
 
@@ -487,26 +487,27 @@ namespace {
   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
 
-  Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
+  Move id_loop(Position& pos, Move rootMoves[], Move* ponderMove) {
 
     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
     int depth, aspirationDelta;
-    Value value, alpha, beta;
-    Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
+    Value bestValue, alpha, beta;
+    Move bestMove, skillBest, skillPonder;
+    bool bestMoveNeverChanged = true;
 
     // Initialize stuff before a new search
     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
     TT.new_search();
     H.clear();
-    *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
+    *ponderMove = bestMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
     depth = aspirationDelta = 0;
-    value = alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
-    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
+    bestValue = alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
+    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update gains
 
     // Moves to search are verified and copied
-    Rml.init(pos, searchMoves);
+    Rml.init(pos, rootMoves);
 
     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
     if (!Rml.size())
@@ -518,7 +519,7 @@ namespace {
     }
 
     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
-    while (!StopRequest && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
+    while (!Signals.stop && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
     {
         // Save now last iteration's scores, before Rml moves are reordered
         for (size_t i = 0; i < Rml.size(); i++)
@@ -527,7 +528,7 @@ namespace {
         Rml.bestMoveChanges = 0;
 
         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
-        for (MultiPVIdx = 0; MultiPVIdx < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); MultiPVIdx++)
+        for (MultiPVIdx = 0; MultiPVIdx < std::min(MultiPV, (int)Rml.size()); MultiPVIdx++)
         {
             // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
             if (depth >= 5 && abs(Rml[MultiPVIdx].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
@@ -535,11 +536,11 @@ namespace {
                 int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
                 int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
 
-                aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
+                aspirationDelta = std::min(std::max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
                 aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
 
-                alpha = Max(Rml[MultiPVIdx].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
-                beta  = Min(Rml[MultiPVIdx].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
+                alpha = std::max(Rml[MultiPVIdx].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
+                beta  = std::min(Rml[MultiPVIdx].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
             }
             else
             {
@@ -551,8 +552,8 @@ namespace {
             // research with bigger window until not failing high/low anymore.
             do {
                 // Search starts from ss+1 to allow referencing (ss-1). This is
-                // needed by update_gains() and ss copy when splitting at Root.
-                value = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
+                // needed by update gains and ss copy when splitting at Root.
+                bestValue = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
 
                 // Bring to front the best move. It is critical that sorting is
                 // done with a stable algorithm because all the values but the first
@@ -566,7 +567,7 @@ namespace {
                 // the fail high/low loop then reorder the PV moves, otherwise
                 // leave the last PV move in its position so to be searched again.
                 // Of course this is needed only in MultiPV search.
-                if (MultiPVIdx && value > alpha && value < beta)
+                if (MultiPVIdx && bestValue > alpha && bestValue < beta)
                     sort<RootMove>(Rml.begin(), Rml.begin() + MultiPVIdx);
 
                 // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
@@ -577,15 +578,15 @@ namespace {
                 // If search has been stopped exit the aspiration window loop,
                 // note that sorting and writing PV back to TT is safe becuase
                 // Rml is still valid, although refers to the previous iteration.
-                if (StopRequest)
+                if (Signals.stop)
                     break;
 
                 // Send full PV info to GUI if we are going to leave the loop or
                 // if we have a fail high/low and we are deep in the search. UCI
                 // protocol requires to send all the PV lines also if are still
                 // to be searched and so refer to the previous search's score.
-                if ((value > alpha && value < beta) || current_search_time() > 2000)
-                    for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
+                if ((bestValue > alpha && bestValue < beta) || elapsed_search_time() > 2000)
+                    for (int i = 0; i < std::min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
                     {
                         bool updated = (i <= MultiPVIdx);
 
@@ -605,29 +606,29 @@ namespace {
 
                 // In case of failing high/low increase aspiration window and
                 // research, otherwise exit the fail high/low loop.
-                if (value >= beta)
+                if (bestValue >= beta)
                 {
-                    beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
+                    beta = std::min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
                 }
-                else if (value <= alpha)
+                else if (bestValue <= alpha)
                 {
-                    AspirationFailLow = true;
-                    StopOnPonderhit = false;
+                    Signals.failedLowAtRoot = true;
+                    Signals.stopOnPonderhit = false;
 
-                    alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
+                    alpha = std::max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
                 }
                 else
                     break;
 
-            } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
+            } while (abs(bestValue) < VALUE_KNOWN_WIN);
         }
 
         // Collect info about search result
         bestMove = Rml[0].pv[0];
         *ponderMove = Rml[0].pv[1];
-        bestValues[depth] = value;
+        bestValues[depth] = bestValue;
         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
 
         // Skills: Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
@@ -637,29 +638,17 @@ namespace {
         if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
         {
             Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
-            log << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), &Rml[0].pv[0]) << endl;
+            log << pretty_pv(pos, depth, bestValue, elapsed_search_time(), &Rml[0].pv[0]) << endl;
         }
 
-        // Init easyMove at first iteration or drop it if differs from the best move
-        if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].score > Rml[1].score + EasyMoveMargin))
-            easyMove = bestMove;
-        else if (bestMove != easyMove)
-            easyMove = MOVE_NONE;
+        // Filter out startup noise when monitoring best move stability
+        if (depth > 2 && bestMoveChanges[depth])
+            bestMoveNeverChanged = false;
 
-        // Check for some early stop condition
-        if (!StopRequest && Limits.useTimeManagement())
+        // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
+        if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit && Limits.useTimeManagement())
         {
-            // Easy move: Stop search early if one move seems to be much better
-            // than the others or if there is only a single legal move. Also in
-            // the latter case search to some depth anyway to get a proper score.
-            if (   depth >= 7
-                && easyMove == bestMove
-                && (   Rml.size() == 1
-                    ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
-                    ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
-                StopRequest = true;
+            bool stop = false; // Local variable instead of the volatile Signals.stop
 
             // Take in account some extra time if the best move has changed
             if (depth > 4 && depth < 50)
@@ -667,14 +656,34 @@ namespace {
 
             // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
             // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
-            if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
-                StopRequest = true;
+            if (elapsed_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
+                stop = true;
+
+            // Stop search early if one move seems to be much better than others
+            if (   depth >= 10
+                && !stop
+                && (   bestMoveNeverChanged
+                    || elapsed_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 40) / 100))
+            {
+                Value rBeta = bestValue - EasyMoveMargin;
+                (ss+1)->excludedMove = bestMove;
+                (ss+1)->skipNullMove = true;
+                Value v = search<NonPV>(pos, ss+1, rBeta - 1, rBeta, (depth * ONE_PLY) / 2);
+                (ss+1)->skipNullMove = false;
+                (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
+
+                if (v < rBeta)
+                    stop = true;
+            }
 
-            // If we are allowed to ponder do not stop the search now but keep pondering
-            if (StopRequest && Limits.ponder)
+            if (stop)
             {
-                StopRequest = false;
-                StopOnPonderhit = true;
+                // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
+                // keep pondering until GUI sends "ponderhit" or "stop".
+                if (Limits.ponder) // FIXME racing
+                    Signals.stopOnPonderhit = true;
+                else
+                    Signals.stop = true;
             }
         }
     }
@@ -722,7 +731,8 @@ namespace {
     ValueType vt;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValue;
-    bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck, captureOrPromotion, dangerous;
+    bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck;
+    bool captureOrPromotion, dangerous, doFullDepthSearch;
     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
     Thread& thread = Threads[pos.thread()];
     SplitPoint* sp = NULL;
@@ -736,7 +746,7 @@ namespace {
     if (PvNode && thread.maxPly < ss->ply)
         thread.maxPly = ss->ply;
 
-    // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
+    // Step 1. Initialize node
     if (!SpNode)
     {
         ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
@@ -752,14 +762,8 @@ namespace {
         goto split_point_start;
     }
 
-    if (pos.thread() == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
-    {
-        NodesSincePoll = 0;
-        poll(pos);
-    }
-
     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
-    if ((   StopRequest
+    if ((   Signals.stop
          || pos.is_draw<false>()
          || ss->ply > PLY_MAX) && !RootNode)
         return VALUE_DRAW;
@@ -767,8 +771,8 @@ namespace {
     // Step 3. Mate distance pruning
     if (!RootNode)
     {
-        alpha = Max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
-        beta = Min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
+        alpha = std::max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
+        beta = std::min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
         if (alpha >= beta)
             return alpha;
     }
@@ -820,8 +824,17 @@ namespace {
         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
     }
 
-    // Save gain for the parent non-capture move
-    update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
+    // Update gain for the parent non-capture move given the static position
+    // evaluation before and after the move.
+    if (   (move = (ss-1)->currentMove) != MOVE_NULL
+        && (ss-1)->eval != VALUE_NONE
+        && ss->eval != VALUE_NONE
+        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
+        && !is_special(move))
+    {
+        Square to = move_to(move);
+        H.update_gain(pos.piece_on(to), to, -(ss-1)->eval - ss->eval);
+    }
 
     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
@@ -1009,20 +1022,19 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       if (RootNode)
       {
           // This is used by time management
-          FirstRootMove = (moveCount == 1);
+          Signals.firstRootMove = (moveCount == 1);
 
           // Save the current node count before the move is searched
           nodes = pos.nodes_searched();
 
           // For long searches send current move info to GUI
-          if (pos.thread() == 0 && current_search_time() > 2000)
+          if (pos.thread() == 0 && elapsed_search_time() > 2000)
               cout << "info" << depth_to_uci(depth)
                    << " currmove " << move
                    << " currmovenumber " << moveCount + MultiPVIdx << endl;
       }
 
-      // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
-      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (RootNode && depth <= ONE_PLY ? MAX_MOVES : 1));
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= 1);
       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.is_capture_or_promotion(move);
 
@@ -1046,11 +1058,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               Value rBeta = ttValue - int(depth);
               ss->excludedMove = move;
               ss->skipNullMove = true;
-              Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
+              value = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
               ss->skipNullMove = false;
               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
               ss->bestMove = MOVE_NONE;
-              if (v < rBeta)
+              if (value < rBeta)
                   ext = ONE_PLY;
           }
       }
@@ -1124,51 +1136,44 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       // Step 14. Make the move
       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
 
-      // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-      // The first move in list is the expected PV
-      if (isPvMove)
-          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
-      else
+      // Step 15. Reduced depth search (LMR). If the move fails high will be
+      // re-searched at full depth.
+      if (   depth > 3 * ONE_PLY
+          && !isPvMove
+          && !captureOrPromotion
+          && !dangerous
+          && !is_castle(move)
+          &&  ss->killers[0] != move
+          &&  ss->killers[1] != move)
       {
-          // Step 15. Reduced depth search
-          // If the move fails high will be re-searched at full depth.
-          bool doFullDepthSearch = true;
-
-          if (    depth > 3 * ONE_PLY
-              && !captureOrPromotion
-              && !dangerous
-              && !is_castle(move)
-              &&  ss->killers[0] != move
-              &&  ss->killers[1] != move
-              && (ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount)) != DEPTH_ZERO)
-          {
-              Depth d = newDepth - ss->reduction;
-              alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
+          ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
+          Depth d = newDepth - ss->reduction;
+          alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
 
-              value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                  : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
+          value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
+                              : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
 
-              ss->reduction = DEPTH_ZERO;
-              doFullDepthSearch = (value > alpha);
-          }
+          doFullDepthSearch = (value > alpha && ss->reduction != DEPTH_ZERO);
+          ss->reduction = DEPTH_ZERO;
+      }
+      else
+          doFullDepthSearch = !isPvMove;
 
-          // Step 16. Full depth search
-          if (doFullDepthSearch)
-          {
-              alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
-              value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
-
-              // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-              // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
-              // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
-              if (PvNode && value > alpha && (RootNode || value < beta))
-                  value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
-          }
+      // Step 16. Full depth search, when LMR is skipped or fails high
+      if (doFullDepthSearch)
+      {
+          alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
+          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
+                                     : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
       }
 
+      // Only for PV nodes do a full PV search on the first move or after a fail
+      // high, in the latter case search only if value < beta, otherwise let the
+      // parent node to fail low with value <= alpha and to try another move.
+      if (PvNode && (isPvMove || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
+          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
+                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
+
       // Step 17. Undo move
       pos.undo_move(move);
 
@@ -1186,7 +1191,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       // was aborted because the user interrupted the search or because we
       // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
       // be trusted, and we don't update the best move and/or PV.
-      if (RootNode && !StopRequest)
+      if (RootNode && !Signals.stop)
       {
           // Remember searched nodes counts for this move
           RootMove* rm = Rml.find(move);
@@ -1237,7 +1242,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && depth >= Threads.min_split_depth()
           && bestValue < beta
           && Threads.available_slave_exists(pos.thread())
-          && !StopRequest
+          && !Signals.stop
           && !thread.cutoff_occurred())
           bestValue = Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, alpha, beta, bestValue, depth,
                                                threatMove, moveCount, &mp, NT);
@@ -1255,7 +1260,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // Step 21. Update tables
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
-    if (!SpNode && !StopRequest && !thread.cutoff_occurred())
+    if (!SpNode && !Signals.stop && !thread.cutoff_occurred())
     {
         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
@@ -1680,8 +1685,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
 
     return   (   tte->depth() >= depth
-              || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
-              || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
+              || v >= std::max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
+              || v < std::min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
 
           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
@@ -1726,24 +1731,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
-  // the static position evaluation before and after the move.
-
-  void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
-
-    if (   m != MOVE_NULL
-        && before != VALUE_NONE
-        && after != VALUE_NONE
-        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
-        && !is_special(m))
-        H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
-  }
-
-
   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
   // since the beginning of the current search.
 
-  int current_search_time(int set) {
+  int elapsed_search_time(int set) {
 
     static int searchStartTime;
 
@@ -1782,7 +1773,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   string speed_to_uci(int64_t nodes) {
 
     std::stringstream s;
-    int t = current_search_time();
+    int t = elapsed_search_time();
 
     s << " nodes " << nodes
       << " nps " << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
@@ -1791,6 +1782,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
+
   // pv_to_uci() returns a string with information on the current PV line
   // formatted according to UCI specification.
 
@@ -1806,6 +1798,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
+
   // depth_to_uci() returns a string with information on the current depth and
   // seldepth formatted according to UCI specification.
 
@@ -1856,6 +1849,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
+
   // pretty_pv() creates a human-readable string from a position and a PV.
   // It is used to write search information to the log file (which is created
   // when the UCI parameter "Use Search Log" is "true").
@@ -1908,104 +1902,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
-  // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
-  // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
-  // search.
-
-  void poll(const Position& pos) {
-
-    static int lastInfoTime;
-    int t = current_search_time();
-
-    //  Poll for input
-    if (input_available())
-    {
-        // We are line oriented, don't read single chars
-        string command;
-
-        if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
-        {
-            // Quit the program as soon as possible
-            Limits.ponder = false;
-            QuitRequest = StopRequest = true;
-            return;
-        }
-        else if (command == "stop")
-        {
-            // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
-            // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
-            Limits.ponder = false;
-            StopRequest = true;
-        }
-        else if (command == "ponderhit")
-        {
-            // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
-            // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
-            // should continue searching but switching from pondering to normal search.
-            Limits.ponder = false;
-
-            if (StopOnPonderhit)
-                StopRequest = true;
-        }
-    }
-
-    // Print search information
-    if (t < 1000)
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (lastInfoTime > t)
-        // HACK: Must be a new search where we searched less than
-        // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (t - lastInfoTime >= 1000)
-    {
-        lastInfoTime = t;
-
-        dbg_print_mean();
-        dbg_print_hit_rate();
-    }
-
-    // Should we stop the search?
-    if (Limits.ponder)
-        return;
-
-    bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
-                           && !AspirationFailLow
-                           &&  t > TimeMgr.available_time();
-
-    bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
-                     || stillAtFirstMove;
-
-    if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
-        || (Limits.maxTime && t >= Limits.maxTime)
-        || (Limits.maxNodes && pos.nodes_searched() >= Limits.maxNodes)) // FIXME
-        StopRequest = true;
-  }
-
-
-  // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
-  // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
-  // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
-  // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
-  // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
-  // after which the bestmove and pondermove will be printed.
-
-  void wait_for_stop_or_ponderhit() {
-
-    string command;
-
-    // Wait for a command from stdin
-    while (   std::getline(std::cin, command)
-           && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
-
-    if (command != "ponderhit" && command != "stop")
-        QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
-  }
-
 
   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
+
   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
 
     assert(MultiPV > 1);
@@ -2015,9 +1915,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // Rml list is already sorted by score in descending order
     int s;
     int max_s = -VALUE_INFINITE;
-    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
+    int size = std::min(MultiPV, (int)Rml.size());
     int max = Rml[0].score;
-    int var = Min(max - Rml[size - 1].score, PawnValueMidgame);
+    int var = std::min(max - Rml[size - 1].score, int(PawnValueMidgame));
     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
 
     // PRNG sequence should be non deterministic
@@ -2050,7 +1950,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
 
-  void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
+  void RootMoveList::init(Position& pos, Move rootMoves[]) {
 
     Move* sm;
     bestMoveChanges = 0;
@@ -2059,11 +1959,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
     for (MoveList<MV_LEGAL> ml(pos); !ml.end(); ++ml)
     {
-        // If we have a searchMoves[] list then verify the move
+        // If we have a rootMoves[] list then verify the move
         // is in the list before to add it.
-        for (sm = searchMoves; *sm && *sm != ml.move(); sm++) {}
+        for (sm = rootMoves; *sm && *sm != ml.move(); sm++) {}
 
-        if (sm != searchMoves && *sm != ml.move())
+        if (sm != rootMoves && *sm != ml.move())
             continue;
 
         RootMove rm;
@@ -2084,6 +1984,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return NULL;
   }
 
+
   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
@@ -2118,6 +2019,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
   }
 
+
   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
@@ -2148,20 +2050,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
   }
-} // namespace
-
-
-// Little helper used by idle_loop() to check that all the slave threads of a
-// split point have finished searching.
-
-static bool all_slaves_finished(SplitPoint* sp) {
-
-  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
-      if (sp->is_slave[i])
-          return false;
 
-  return true;
-}
+} // namespace
 
 
 // Thread::idle_loop() is where the thread is parked when it has no work to do.
@@ -2191,7 +2081,7 @@ void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
           lock_grab(&sleepLock);
 
           // If we are master and all slaves have finished don't go to sleep
-          if (sp && all_slaves_finished(sp))
+          if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
           {
               lock_release(&sleepLock);
               break;
@@ -2243,7 +2133,7 @@ void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
 
       // If this thread is the master of a split point and all slaves have
       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
-      if (sp && all_slaves_finished(sp))
+      if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
       {
           // Because sp->is_slave[] is reset under lock protection,
           // be sure sp->lock has been released before to return.
@@ -2253,3 +2143,37 @@ void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
       }
   }
 }
+
+
+// do_timer_event() is called by the timer thread when the timer triggers
+
+void do_timer_event() {
+
+  static int lastInfoTime;
+  int e = elapsed_search_time();
+
+  // Print debug information every one second
+  if (!lastInfoTime || get_system_time() - lastInfoTime >= 1000)
+  {
+      lastInfoTime = get_system_time();
+
+      dbg_print_mean();
+      dbg_print_hit_rate();
+  }
+
+  // Should we stop the search?
+  if (Limits.ponder)
+      return;
+
+  bool stillAtFirstMove =    Signals.firstRootMove
+                         && !Signals.failedLowAtRoot
+                         &&  e > TimeMgr.available_time();
+
+  bool noMoreTime =   e > TimeMgr.maximum_time()
+                   || stillAtFirstMove;
+
+  if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
+      || (Limits.maxTime && e >= Limits.maxTime)
+         /* missing nodes limit */ ) // FIXME
+      Signals.stop = true;
+}