]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Rename getters functions removing 'get_' prefix
[stockfish] / src / search.cpp
index 791cbc6fb580901a567296d23a0eeed08f892969..4cf8f47122e5143bed143abbf9c1e876a38844d7 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
+#include <algorithm>
 #include <cassert>
 #include <cmath>
 #include <cstring>
-#include <fstream>
+#include <iomanip>
 #include <iostream>
 #include <sstream>
 #include <vector>
 #include "evaluate.h"
 #include "history.h"
 #include "misc.h"
-#include "move.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "lock.h"
 #include "search.h"
 #include "timeman.h"
 #include "thread.h"
 #include "tt.h"
 #include "ucioption.h"
 
+namespace Search {
+
+  volatile SignalsType Signals;
+  LimitsType Limits;
+  std::vector<Move> SearchMoves;
+  Position RootPosition;
+}
+
+using std::string;
 using std::cout;
 using std::endl;
-
-////
-//// Local definitions
-////
+using namespace Search;
 
 namespace {
 
-  // Types
-  enum NodeType { NonPV, PV };
-
-  // Set to true to force running with one thread.
-  // Used for debugging SMP code.
+  // Set to true to force running with one thread. Used for debugging
   const bool FakeSplit = false;
 
-  // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
-  const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
-  inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
-
-  // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
-  // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
-  // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
-  // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
-
-  class ThreadsManager {
-    /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
-       need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
-       static storage duration are automatically set to zero before enter main()
-    */
-  public:
-    void init_threads();
-    void exit_threads();
-
-    int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
-    int active_threads() const { return activeThreads; }
-    void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
-
-    void read_uci_options();
-    bool available_thread_exists(int master) const;
-    bool thread_is_available(int slave, int master) const;
-    bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
-    void wake_sleeping_thread(int threadID);
-    void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
-
-    template <bool Fake>
-    void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
-               Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
-
-  private:
-    Depth minimumSplitDepth;
-    int maxThreadsPerSplitPoint;
-    bool useSleepingThreads;
-    int activeThreads;
-    volatile bool allThreadsShouldExit;
-    Thread threads[MAX_THREADS];
-    Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
-    WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
-  };
-
-
-  // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
-  // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
-  // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
-  // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
-  // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
+  // Different node types, used as template parameter
+  enum NodeType { Root, PV, NonPV, SplitPointRoot, SplitPointPV, SplitPointNonPV };
 
+  // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
+  // move we store a score, a node count, and a PV (really a refutation in the
+  // case of moves which fail low). Score is normally set at -VALUE_INFINITE for
+  // all non-pv moves.
   struct RootMove {
 
-    RootMove();
-    RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
-    RootMove& operator=(const RootMove& rm);
-
-    // RootMove::operator<() is the comparison function used when
-    // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
-    // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
-    // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
-    // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
-    bool operator<(const RootMove& m) const {
-      return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
-                                    : non_pv_score < m.non_pv_score;
+    RootMove(){}
+    RootMove(Move m) {
+      nodes = 0;
+      score = prevScore = -VALUE_INFINITE;
+      pv.push_back(m);
+      pv.push_back(MOVE_NONE);
     }
 
+    bool operator<(const RootMove& m) const { return score < m.score; }
+    bool operator==(const Move& m) const { return pv[0] == m; }
+
     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
-    std::string pv_info_to_uci(Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
 
     int64_t nodes;
-    Value pv_score;
-    Value non_pv_score;
-    Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
-  };
-
-
-  // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
-  // with an handful of methods above the standard ones.
-
-  struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
-
-    typedef std::vector<RootMove> Base;
-
-    void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
-    void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
-    void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
-
-    int bestMoveChanges;
+    Value score;
+    Value prevScore;
+    std::vector<Move> pv;
   };
 
 
-  // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
-  // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
-  // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
-  // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
-  // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
-  // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
-  enum set960 {};
-
-  std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
-
-    os.iword(0) = int(f);
-    return os;
-  }
-
-
-  // Overload operator << for moves to make it easier to print moves in
-  // coordinate notation compatible with UCI protocol.
-  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
-
-    bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
-    return os << move_to_uci(m, chess960);
-  }
-
-
-  /// Adjustments
+  /// Constants
 
-  // Step 6. Razoring
+  // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
+  const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
+  inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
 
   // Maximum depth for razoring
   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
@@ -190,216 +101,129 @@ namespace {
   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
 
-  // Step 9. Internal iterative deepening
-
   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
-  const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
+  const Depth IIDDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 5 * ONE_PLY };
 
   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
   const Value IIDMargin = Value(0x100);
 
-  // Step 11. Decide the new search depth
-
-  // Extensions. Configurable UCI options
-  // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
-  Depth CheckExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2], PassedPawnExtension[2];
-  Depth PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
-
   // Minimum depth for use of singular extension
-  const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
-
-  // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
-  // remaining ones we will extend it.
-  const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
-
-  // Step 12. Futility pruning
+  const Depth SingularExtensionDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 6 * ONE_PLY };
 
   // Futility margin for quiescence search
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
-  // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
-  Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
-  int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
+  // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
+  Value FutilityMargins[16][64]; // [depth][moveNumber]
+  int FutilityMoveCounts[32];    // [depth]
 
-  inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
-  inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
+  inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
 
-  // Step 14. Reduced search
+    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[std::max(int(d), 1)][std::min(mn, 63)]
+                           : 2 * VALUE_INFINITE;
+  }
 
-  // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
-  int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
+  inline int futility_move_count(Depth d) {
 
-  template <NodeType PV>
-  inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
+    return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
+  }
 
-  // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
-  // better than the second best move.
-  const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
+  // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
+  int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
 
+  template <bool PvNode> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
 
-  /// Namespace variables
+    return (Depth) Reductions[PvNode][std::min(int(d) / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)];
+  }
 
-  // Book object
-  Book OpeningBook;
+  // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
+  // better than the second best move.
+  const Value EasyMoveMargin = Value(0x150);
 
-  // Root move list
-  RootMoveList Rml;
 
-  // MultiPV mode
-  int MultiPV;
+  /// Namespace variables
 
-  // Time managment variables
-  int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
-  bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
-  bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
+  std::vector<RootMove> RootMoves;
+  size_t MultiPV, UCIMultiPV, PVIdx;
   TimeManager TimeMgr;
-
-  // Log file
-  bool UseLogFile;
-  std::ofstream LogFile;
-
-  // Multi-threads manager object
-  ThreadsManager ThreadsMgr;
-
-  // 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.
-  bool SendSearchedNodes;
-  int NodesSincePoll;
-  int NodesBetweenPolls = 30000;
-
-  // History table
+  int BestMoveChanges;
+  int SkillLevel;
+  bool SkillLevelEnabled, Chess960;
   History H;
 
-  /// Local functions
-
-  Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
 
-  template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
-  Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
-
-  template <NodeType PvNode>
-  Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
-
-  template <NodeType PvNode>
-  inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
+  /// Local functions
 
-      return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
-                             : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
-  }
+  template <NodeType NT>
+  Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
 
-  template <NodeType PvNode>
-  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous);
+  template <NodeType NT>
+  Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
 
+  void id_loop(Position& pos);
   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
-  bool value_is_mate(Value value);
   Value value_to_tt(Value v, int ply);
   Value value_from_tt(Value v, int ply);
-  bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
-  bool ok_to_use_TT_PV(const TTEntry* tte, Depth depth, Value alpha, Value beta, int ply);
+  bool can_return_tt(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
   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_killers(Move m, Move killers[]);
-  void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
-  void qsearch_scoring(Position& pos, MoveStack* mlist, MoveStack* last);
-
-  int current_search_time();
-  std::string value_to_uci(Value v);
-  int nps(const Position& pos);
-  void poll(const Position& pos);
-  void wait_for_stop_or_ponderhit();
-
-#if !defined(_MSC_VER)
-  void* init_thread(void* threadID);
-#else
-  DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
-#endif
-
-
-  // MovePickerExt is an extended MovePicker used to choose at compile time
-  // the proper move source according to the type of node.
-  template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
-
-  // In Root nodes use RootMoveList Rml as source. Score and sort the root moves
-  // before to search them.
-  template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
-
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
-                 : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
-      Move move;
-      Value score = VALUE_ZERO;
-
-      // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
-      // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
-      // This is the second order score that is used to compare the moves when
-      // the first order pv scores of both moves are equal.
-      while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
-          for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
-              if (rm->pv[0] == move)
-              {
-                  rm->non_pv_score = score--;
-                  break;
-              }
-
-      Rml.sort();
-      rm = Rml.begin();
-    }
-
-    Move get_next_move() {
-
-      if (!firstCall)
-          ++rm;
-      else
-          firstCall = false;
-
-      return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
-    }
-
-    RootMoveList::iterator rm;
-    bool firstCall;
+  Move do_skill_level();
+  int elapsed_time(bool reset = false);
+  string score_to_uci(Value v, Value alpha = -VALUE_INFINITE, Value beta = VALUE_INFINITE);
+  void pv_info_to_log(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
+  void pv_info_to_uci(const Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta);
+
+  // MovePickerExt class template extends MovePicker and allows to choose at
+  // compile time the proper moves source according to the type of node. In the
+  // default case we simply create and use a standard MovePicker object.
+  template<bool SpNode> struct MovePickerExt : public MovePicker {
+
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
+                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
   };
 
-  // In SpNodes use split point's shared MovePicker object as move source
-  template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
-
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
-                  SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b),
-                  mp(ss->sp->mp) {}
+  // In case of a SpNode we use split point's shared MovePicker object as moves source
+  template<> struct MovePickerExt<true> : public MovePicker {
 
-    Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
+                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
 
-    RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
+    Move next_move() { return mp->next_move(); }
     MovePicker* mp;
   };
 
-  // Default case, create and use a MovePicker object as source
-  template<> struct MovePickerExt<false, false> : public MovePicker {
-
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
-                  SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
-
-    RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
-  };
-
-} // namespace
+  // is_dangerous() checks whether a move belongs to some classes of known
+  // 'dangerous' moves so that we avoid to prune it.
+  FORCE_INLINE bool is_dangerous(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion) {
 
+    // Test for a pawn pushed to 7th or a passed pawn move
+    if (type_of(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
+    {
+        Color c = pos.side_to_move();
+        if (   relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7
+            || pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
+            return true;
+    }
 
-////
-//// Functions
-////
+    // Test for a capture that triggers a pawn endgame
+    if (   captureOrPromotion
+        && type_of(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
+        && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
+            - PieceValueMidgame[pos.piece_on(move_to(m))] == VALUE_ZERO)
+        && !is_special(m))
+        return true;
 
-/// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
-/// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
+    return false;
+  }
 
-void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
-void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
+} // namespace
 
 
-/// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
+/// Search::init() 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)
@@ -410,88 +234,87 @@ void init_search() {
   {
       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
-      ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
-      ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
+      Reductions[1][hd][mc] = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
+      Reductions[0][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
   }
 
   // Init futility margins array
   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
-      FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
+      FutilityMargins[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
 
   // Init futility move count array
   for (d = 0; d < 32; d++)
-      FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
+      FutilityMoveCounts[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
 }
 
 
-/// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
-/// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
+/// 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)
-{
-    MoveStack mlist[MOVES_MAX];
-    StateInfo st;
-    Move m;
-    int64_t sum = 0;
+int64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
 
-    // Generate all legal moves
-    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
+  StateInfo st;
+  int64_t sum = 0;
 
-    // If we are at the last ply we don't need to do and undo
-    // the moves, just to count them.
-    if (depth <= ONE_PLY)
-        return int(last - mlist);
+  MoveList<MV_LEGAL> ml(pos);
 
-    // Loop through all legal moves
-    CheckInfo ci(pos);
-    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-    {
-        m = cur->move;
-        pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
-        sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
-        pos.undo_move(m);
-    }
-    return sum;
+  // At the last ply just return the number of moves (leaf nodes)
+  if (depth <= ONE_PLY)
+      return ml.size();
+
+  CheckInfo ci(pos);
+  for ( ; !ml.end(); ++ml)
+  {
+      pos.do_move(ml.move(), st, ci, pos.move_gives_check(ml.move(), ci));
+      sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
+      pos.undo_move(ml.move());
+  }
+  return sum;
 }
 
 
-/// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
-/// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
-/// search-related global variables, and calls id_loop(). It returns false
-/// when a quit command is received during the search.
+/// Search::think() is the external interface to Stockfish's search, and is
+/// called by the main thread when the program receives the UCI 'go' command. It
+/// searches from RootPosition and at the end prints the "bestmove" to output.
+
+void Search::think() {
+
+  static Book book; // Defined static to initialize the PRNG only once
 
-bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
-           int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
+  Position& pos = RootPosition;
+  Chess960 = pos.is_chess960();
+  elapsed_time(true);
+  TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
+  TT.new_search();
+  H.clear();
+  RootMoves.clear();
 
-  // Initialize global search variables
-  StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
-  NodesSincePoll = 0;
-  SearchStartTime = get_system_time();
-  ExactMaxTime = maxTime;
-  MaxDepth = maxDepth;
-  MaxNodes = maxNodes;
-  InfiniteSearch = infinite;
-  Pondering = ponder;
-  UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
+  // Populate RootMoves with all the legal moves (default) or, if a SearchMoves
+  // is given, with the subset of legal moves to search.
+  for (MoveList<MV_LEGAL> ml(pos); !ml.end(); ++ml)
+      if (   SearchMoves.empty()
+          || count(SearchMoves.begin(), SearchMoves.end(), ml.move()))
+          RootMoves.push_back(RootMove(ml.move()));
 
-  // Look for a book move, only during games, not tests
-  if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
+  if (Options["OwnBook"].value<bool>())
   {
-      if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
-          OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
+      if (Options["Book File"].value<string>() != book.name())
+          book.open(Options["Book File"].value<string>());
 
-      Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
-      if (bookMove != MOVE_NONE)
-      {
-          if (Pondering)
-              wait_for_stop_or_ponderhit();
+      Move bookMove = book.probe(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
 
-          cout << "bestmove " << bookMove << endl;
-          return !QuitRequest;
+      if (   bookMove != MOVE_NONE
+          && count(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), bookMove))
+      {
+          std::swap(RootMoves[0], *find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), bookMove));
+          goto finish;
       }
   }
 
-  // Read UCI option values
+  // Read UCI options: GUI could change UCI parameters during the game
+  read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
+  Threads.read_uci_options();
+
   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
   {
@@ -499,99 +322,72 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
       TT.clear();
   }
 
-  CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
-  UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
+  UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<size_t>();
+  SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
 
-  read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
+  // 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 ? std::max(UCIMultiPV, (size_t)4) : UCIMultiPV);
 
-  // Set the number of active threads
-  ThreadsMgr.read_uci_options();
-  init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
-
-  // Wake up needed threads
-  for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
-      ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
-
-  // Set thinking time
-  int myTime = time[pos.side_to_move()];
-  int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
-  if (UseTimeManagement)
-      TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
-
-  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
-  // heavy time pressure.
-  if (MaxNodes)
-      NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
-  else if (myTime && myTime < 1000)
-      NodesBetweenPolls = 1000;
-  else if (myTime && myTime < 5000)
-      NodesBetweenPolls = 5000;
-  else
-      NodesBetweenPolls = 30000;
+  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+  {
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
+          << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
+          << " ponder: "      << Limits.ponder
+          << " time: "        << Limits.time
+          << " increment: "   << Limits.increment
+          << " moves to go: " << Limits.movesToGo
+          << endl;
+  }
 
-  // Write search information to log file
-  if (UseLogFile)
+  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
   {
-      std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
-      LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
-
-      LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
-              << "\ninfinite: " << infinite
-              << " ponder: "    << ponder
-              << " time: "      << myTime
-              << " increment: " << myIncrement
-              << " moves to go: " << movesToGo << endl;
+      Threads[i].maxPly = 0;
+      Threads[i].wake_up();
   }
 
-  // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
-  Move ponderMove = MOVE_NONE;
-  Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
+  // Set best timer interval to avoid lagging under time pressure. Timer is
+  // used to check for remaining available thinking time.
+  if (TimeMgr.available_time())
+      Threads.set_timer(std::min(100, std::max(TimeMgr.available_time() / 8, 20)));
+  else
+      Threads.set_timer(100);
 
-  // Print final search statistics
-  cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
-       << " nps " << nps(pos)
-       << " time " << current_search_time() << endl;
+  // We're ready to start searching. Call the iterative deepening loop function
+  id_loop(pos);
 
-  if (UseLogFile)
-  {
-      LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
-              << "\nNodes/second: " << nps(pos)
-              << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
+  // Stop timer and send all the slaves to sleep, if not already sleeping
+  Threads.set_timer(0);
+  Threads.set_size(1);
 
-      StateInfo st;
-      pos.do_move(bestMove, st);
-      LogFile << "\nPonder move: "
-              << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
-              << endl;
+  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+  {
+      int e = elapsed_time();
 
-      // Return from think() with unchanged position
-      pos.undo_move(bestMove);
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
+          << "\nNodes/second: " << (e > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / e : 0)
+          << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, RootMoves[0].pv[0]);
 
-      LogFile.close();
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(RootMoves[0].pv[0], st);
+      log << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, RootMoves[0].pv[1]) << endl;
+      pos.undo_move(RootMoves[0].pv[0]);
   }
 
-  // This makes all the threads to go to sleep
-  ThreadsMgr.set_active_threads(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 && (Pondering || InfiniteSearch))
-      wait_for_stop_or_ponderhit();
+finish:
 
-  // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
-  cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
+  // 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();
 
-  return !QuitRequest;
+  // Best move could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
+  cout << "bestmove " << move_to_uci(RootMoves[0].pv[0], Chess960)
+       << " ponder "  << move_to_uci(RootMoves[0].pv[1], Chess960) << endl;
 }
 
 
@@ -601,161 +397,180 @@ 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) {
-
-    SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
-    Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
-    int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
-    int iteration, researchCountFL, researchCountFH, aspirationDelta;
-    Value value, alpha, beta;
-    Depth depth;
-    Move bestMove, easyMove;
-
-    // Moves to search are verified, scored and sorted
-    Rml.init(pos, searchMoves);
-
-    // Initialize FIXME move before Rml.init()
-    TT.new_search();
-    H.clear();
-    memset(ss, 0, PLY_MAX_PLUS_2 * sizeof(SearchStack));
-    alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
-    *ponderMove = bestMove = easyMove = MOVE_NONE;
-    aspirationDelta = 0;
-    iteration = 1;
-    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
-
-    // Handle special case of searching on a mate/stale position
-    if (Rml.size() == 0)
-    {
-        cout << "info depth " << iteration << " score "
-             << value_to_uci(pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
-             << endl;
-
-        return MOVE_NONE;
-    }
+  void id_loop(Position& pos) {
 
-    // Send initial scoring (iteration 1)
-    cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
-         << "info depth " << iteration
-         << "\n" << Rml[0].pv_info_to_uci(pos, ONE_PLY, alpha, beta) << endl;
+    Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
+    int depth, prevBestMoveChanges;
+    Value bestValue, alpha, beta, delta;
+    bool bestMoveNeverChanged = true;
+    Move skillBest = MOVE_NONE;
 
-    // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
-    if (   Rml.size() == 1
-        || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
-        easyMove = Rml[0].pv[0];
+    memset(ss, 0, 4 * sizeof(Stack));
+    depth = BestMoveChanges = 0;
+    bestValue = delta = -VALUE_INFINITE;
+    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update gains
 
-    // Iterative deepening loop
-    while (++iteration <= PLY_MAX && (!MaxDepth || iteration <= MaxDepth) && !StopRequest)
+    // Handle the special case of a mate/stalemate position
+    if (RootMoves.empty())
     {
-        cout << "info depth " << iteration << endl;
-
-        Rml.bestMoveChanges = researchCountFL = researchCountFH = 0;
-        depth = (iteration - 1) * ONE_PLY;
+        cout << "info depth 0"
+             << score_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW) << endl;
 
-        // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
-        if (MultiPV == 1 && iteration >= 6 && abs(bestValues[iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
-        {
-            int prevDelta1 = bestValues[iteration - 1] - bestValues[iteration - 2];
-            int prevDelta2 = bestValues[iteration - 2] - bestValues[iteration - 3];
+        RootMoves.push_back(MOVE_NONE);
+        return;
+    }
 
-            aspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
-            aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
+    // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
+    while (!Signals.stop && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
+    {
+        // Save last iteration's scores before first PV line is searched and all
+        // the move scores but the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
+        for (size_t i = 0; i < RootMoves.size(); i++)
+            RootMoves[i].prevScore = RootMoves[i].score;
 
-            alpha = Max(bestValues[iteration - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
-            beta  = Min(bestValues[iteration - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
-        }
+        prevBestMoveChanges = BestMoveChanges;
+        BestMoveChanges = 0;
 
-        // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
-        // research with bigger window until not failing high/low anymore.
-        while (true)
+        // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
+        for (PVIdx = 0; PVIdx < std::min(MultiPV, RootMoves.size()); PVIdx++)
         {
-            // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
-            value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth, 0);
-
-            // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
-            // have been overwritten during the search.
-            for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
-                Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
-
-            // Value cannot be trusted. Break out immediately!
-            if (StopRequest)
-                break;
-
-            assert(value >= alpha);
-
-            // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
-            // otherwise exit the fail high/low loop.
-            if (value >= beta)
+            // Set aspiration window default width
+            if (depth >= 5 && abs(RootMoves[PVIdx].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
             {
-                beta = Min(beta + aspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
-                researchCountFH++;
+                delta = Value(16);
+                alpha = RootMoves[PVIdx].prevScore - delta;
+                beta  = RootMoves[PVIdx].prevScore + delta;
             }
-            else if (value <= alpha)
+            else
             {
-                AspirationFailLow = true;
-                StopOnPonderhit = false;
-
-                alpha = Max(alpha - aspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
-                researchCountFL++;
+                alpha = -VALUE_INFINITE;
+                beta  =  VALUE_INFINITE;
             }
-            else
-                break;
+
+            // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
+            // 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.
+                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
+                // and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE and
+                // we want to keep the same order for all the moves but the new
+                // PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV search
+                // the already searched PV lines are preserved.
+                sort<RootMove>(RootMoves.begin() + PVIdx, RootMoves.end());
+
+                // In case we have found an exact score and we are going to leave
+                // 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 (PVIdx && bestValue > alpha && bestValue < beta)
+                    sort<RootMove>(RootMoves.begin(), RootMoves.begin() + PVIdx);
+
+                // Write PV back to transposition table in case the relevant
+                // entries have been overwritten during the search.
+                for (size_t i = 0; i <= PVIdx; i++)
+                    RootMoves[i].insert_pv_in_tt(pos);
+
+                // If search has been stopped exit the aspiration window loop.
+                // Sorting and writing PV back to TT is safe becuase RootMoves
+                // is still valid, although refers to previous iteration.
+                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.
+                if ((bestValue > alpha && bestValue < beta) || elapsed_time() > 2000)
+                    pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta);
+
+                // In case of failing high/low increase aspiration window and
+                // research, otherwise exit the fail high/low loop.
+                if (bestValue >= beta)
+                {
+                    beta += delta;
+                    delta += delta / 2;
+                }
+                else if (bestValue <= alpha)
+                {
+                    Signals.failedLowAtRoot = true;
+                    Signals.stopOnPonderhit = false;
+
+                    alpha -= delta;
+                    delta += delta / 2;
+                }
+                else
+                    break;
+
+                assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
+
+            } while (abs(bestValue) < VALUE_KNOWN_WIN);
         }
 
-        // Collect info about search result
-        bestMove = Rml[0].pv[0];
-        bestValues[iteration] = value;
-        bestMoveChanges[iteration] = Rml.bestMoveChanges;
+        // Skills: Do we need to pick now the best move ?
+        if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
+            skillBest = do_skill_level();
+
+        if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+             pv_info_to_log(pos, depth, bestValue, elapsed_time(), &RootMoves[0].pv[0]);
 
-        // Drop the easy move if differs from the new best move
-        if (bestMove != easyMove)
-            easyMove = MOVE_NONE;
+        // Filter out startup noise when monitoring best move stability
+        if (depth > 2 && BestMoveChanges)
+            bestMoveNeverChanged = false;
 
-        if (UseTimeManagement && !StopRequest)
+        // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
+        if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit && Limits.useTimeManagement())
         {
-            // Time to stop?
-            bool noMoreTime = false;
-
-            // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
-            if (   iteration >= 6
-                && abs(bestValues[iteration])   >= abs(VALUE_MATE) - 100
-                && abs(bestValues[iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
-                noMoreTime = true;
-
-            // Stop search early if one move seems to be much better than the
-            // others or if there is only a single legal move. In this latter
-            // case we search up to Iteration 8 anyway to get a proper score.
-            if (   iteration >= 8
-                && 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)))
-                noMoreTime = true;
-
-            // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
-            if (iteration > 5 && iteration <= 50)
-                TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[iteration], bestMoveChanges[iteration-1]);
-
-            // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
-            // iteration. We probably don't have enough time to search the first
-            // move at the next iteration anyway.
-            if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
-                noMoreTime = true;
-
-            if (noMoreTime)
+            bool stop = false; // Local variable, not the volatile Signals.stop
+
+            // Take in account some extra time if the best move has changed
+            if (depth > 4 && depth < 50)
+                TimeMgr.pv_instability(BestMoveChanges, prevBestMoveChanges);
+
+            // 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 (elapsed_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_time() > (TimeMgr.available_time() * 40) / 100))
+            {
+                Value rBeta = bestValue - EasyMoveMargin;
+                (ss+1)->excludedMove = RootMoves[0].pv[0];
+                (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 (stop)
             {
-                if (Pondering)
-                    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)
+                    Signals.stopOnPonderhit = true;
                 else
-                    break;
+                    Signals.stop = true;
             }
         }
     }
 
-    *ponderMove = Rml[0].pv[1];
-    return bestMove;
+    // When using skills swap best PV line with the sub-optimal one
+    if (SkillLevelEnabled)
+    {
+        if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
+            skillBest = do_skill_level();
+
+        std::swap(RootMoves[0], *find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), skillBest));
+    }
   }
 
 
@@ -766,16 +581,19 @@ namespace {
   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
   // here: This is taken care of after we return from the split point.
 
-  template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
-  Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
+  template <NodeType NT>
+  Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
+
+    const bool PvNode   = (NT == PV || NT == Root || NT == SplitPointPV || NT == SplitPointRoot);
+    const bool SpNode   = (NT == SplitPointPV || NT == SplitPointNonPV || NT == SplitPointRoot);
+    const bool RootNode = (NT == Root || NT == SplitPointRoot);
 
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
-    assert((Root || ply > 0) && ply < PLY_MAX);
-    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
+    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
 
-    Move movesSearched[MOVES_MAX];
+    Move movesSearched[MAX_MOVES];
     int64_t nodes;
     StateInfo st;
     const TTEntry *tte;
@@ -784,74 +602,85 @@ namespace {
     Depth ext, newDepth;
     ValueType vt;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
-    Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
-    bool isPvMove, isCheck, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
-    bool mateThreat = false;
+    Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValue;
+    bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck;
+    bool captureOrPromotion, dangerous, doFullDepthSearch;
     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
-    int threadID = pos.thread();
+    Thread& thread = Threads[pos.thread()];
     SplitPoint* sp = NULL;
 
     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
     oldAlpha = alpha;
-    isCheck = pos.is_check();
+    inCheck = pos.in_check();
+    ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
 
-    if (SpNode)
+    // Used to send selDepth info to GUI
+    if (PvNode && thread.maxPly < ss->ply)
+        thread.maxPly = ss->ply;
+
+    // Step 1. Initialize node
+    if (!SpNode)
+    {
+        ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
+        (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
+        (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
+    }
+    else
     {
         sp = ss->sp;
         tte = NULL;
         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
         threatMove = sp->threatMove;
-        mateThreat = sp->mateThreat;
         goto split_point_start;
     }
-    else if (Root)
-        bestValue = alpha;
-
-    // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
-    ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
-    (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
-
-    if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
-    {
-        NodesSincePoll = 0;
-        poll(pos);
-    }
 
     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
-    if ((   StopRequest
-         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
-         || pos.is_draw()
-         || ply >= PLY_MAX - 1) && !Root)
+    if ((   Signals.stop
+         || pos.is_draw<false>()
+         || ss->ply > PLY_MAX) && !RootNode)
         return VALUE_DRAW;
 
     // Step 3. Mate distance pruning
-    alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
-    beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
-    if (alpha >= beta)
-        return alpha;
+    if (!RootNode)
+    {
+        alpha = std::max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
+        beta = std::min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
+        if (alpha >= beta)
+            return alpha;
+    }
 
     // Step 4. Transposition table lookup
     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
-    // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
+    // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
     excludedMove = ss->excludedMove;
-    posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
-
-    tte = TT.retrieve(posKey);
-    ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
-
-    // At PV nodes we check for exact scores within (alha, beta) range, while
-    // at non-PV nodes we check for and return a fail high/low. Biggest advantage
-    // at probing at PV nodes is to have a smooth experience in analysis mode.
-    if (!Root && tte && (PvNode ? ok_to_use_TT_PV(tte, depth, alpha, beta, ply) : ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply)))
+    posKey = excludedMove ? pos.exclusion_key() : pos.key();
+    tte = TT.probe(posKey);
+    ttMove = RootNode ? RootMoves[PVIdx].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
+
+    // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
+    // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
+    // smooth experience in analysis mode. We don't probe at Root nodes otherwise
+    // we should also update RootMoveList to avoid bogus output.
+    if (!RootNode && tte && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
+                                    : can_return_tt(tte, depth, beta, ss->ply)))
     {
         TT.refresh(tte);
-        ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
-        return value_from_tt(tte->value(), ply);
+        ss->bestMove = move = ttMove; // Can be MOVE_NONE
+        value = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
+
+        if (   value >= beta
+            && move
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move)
+            && move != ss->killers[0])
+        {
+            ss->killers[1] = ss->killers[0];
+            ss->killers[0] = move;
+        }
+        return value;
     }
 
-    // Step 5. Evaluate the position statically and
-    // update gain statistics of parent move.
-    if (isCheck)
+    // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
+    if (inCheck)
         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
     else if (tte)
     {
@@ -859,7 +688,7 @@ namespace {
 
         ss->eval = tte->static_value();
         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
-        refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
+        refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ss->ply);
     }
     else
     {
@@ -867,20 +696,29 @@ 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
         &&  depth < RazorDepth
-        && !isCheck
-        &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
+        && !inCheck
+        &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
         &&  ttMove == MOVE_NONE
-        && !value_is_mate(beta)
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
-        Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
+        Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO);
         if (v < rbeta)
             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
@@ -893,9 +731,9 @@ namespace {
     if (   !PvNode
         && !ss->skipNullMove
         &&  depth < RazorDepth
-        && !isCheck
-        &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
-        && !value_is_mate(beta)
+        && !inCheck
+        &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
 
@@ -903,9 +741,9 @@ namespace {
     if (   !PvNode
         && !ss->skipNullMove
         &&  depth > ONE_PLY
-        && !isCheck
+        && !inCheck
         &&  refinedValue >= beta
-        && !value_is_mate(beta)
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
     {
         ss->currentMove = MOVE_NULL;
@@ -914,19 +752,20 @@ namespace {
         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on value
-        if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
+        if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
             R++;
 
-        pos.do_null_move(st);
+        pos.do_null_move<true>(st);
         (ss+1)->skipNullMove = true;
-        nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
+        nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
+                                              : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
         (ss+1)->skipNullMove = false;
-        pos.undo_null_move();
+        pos.do_null_move<false>(st);
 
         if (nullValue >= beta)
         {
             // Do not return unproven mate scores
-            if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
+            if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
                 nullValue = beta;
 
             if (depth < 6 * ONE_PLY)
@@ -934,7 +773,7 @@ namespace {
 
             // Do verification search at high depths
             ss->skipNullMove = true;
-            Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
+            Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY);
             ss->skipNullMove = false;
 
             if (v >= beta)
@@ -948,10 +787,8 @@ namespace {
             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
-            if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
-                mateThreat = true;
-
             threatMove = (ss+1)->bestMove;
+
             if (   depth < ThreatDepth
                 && (ss-1)->reduction
                 && threatMove != MOVE_NONE
@@ -960,134 +797,167 @@ namespace {
         }
     }
 
-    // Step 9. Internal iterative deepening
+    // Step 9. ProbCut (is omitted in PV nodes)
+    // If we have a very good capture (i.e. SEE > seeValues[captured_piece_type])
+    // and a reduced search returns a value much above beta, we can (almost) safely
+    // prune the previous move.
+    if (   !PvNode
+        &&  depth >= RazorDepth + ONE_PLY
+        && !inCheck
+        && !ss->skipNullMove
+        &&  excludedMove == MOVE_NONE
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
+    {
+        Value rbeta = beta + 200;
+        Depth rdepth = depth - ONE_PLY - 3 * ONE_PLY;
+
+        assert(rdepth >= ONE_PLY);
+
+        MovePicker mp(pos, ttMove, H, pos.captured_piece_type());
+        CheckInfo ci(pos);
+
+        while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
+            if (pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
+            {
+                pos.do_move(move, st, ci, pos.move_gives_check(move, ci));
+                value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -rbeta, -rbeta+1, rdepth);
+                pos.undo_move(move);
+                if (value >= rbeta)
+                    return value;
+            }
+    }
+
+    // Step 10. Internal iterative deepening
     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
         && ttMove == MOVE_NONE
-        && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
+        && (PvNode || (!inCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
     {
         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
 
         ss->skipNullMove = true;
-        search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
+        search<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta, d);
         ss->skipNullMove = false;
 
-        ttMove = ss->bestMove;
-        tte = TT.retrieve(posKey);
+        tte = TT.probe(posKey);
+        ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
     }
 
-    // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
-    if (PvNode)
-        mateThreat = pos.has_mate_threat();
-
 split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
-    // Initialize a MovePicker object for the current position
-    MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
+    MovePickerExt<SpNode> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta);
     CheckInfo ci(pos);
     ss->bestMove = MOVE_NONE;
     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
-    singularExtensionNode =   !Root
+    singularExtensionNode =   !RootNode
                            && !SpNode
                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
-                           && tte
-                           && tte->move()
-                           && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
+                           && ttMove != MOVE_NONE
+                           && !excludedMove // Recursive singular search is not allowed
                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
     if (SpNode)
     {
         lock_grab(&(sp->lock));
         bestValue = sp->bestValue;
+        moveCount = sp->moveCount;
+
+        assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && moveCount > 0);
     }
 
-    // Step 10. Loop through moves
-    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
+    // Step 11. Loop through moves
+    // Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   bestValue < beta
-           && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
-           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
+           && (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
+           && !thread.cutoff_occurred())
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
+
+      if (move == excludedMove)
+          continue;
+
+      // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
+      // Move List, as a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
+      // mode we also skip PV moves which have been already searched.
+      if (RootNode && !count(RootMoves.begin() + PVIdx, RootMoves.end(), move))
+          continue;
+
+      // At PV and SpNode nodes we want all moves to be legal since the beginning
+      if ((PvNode || SpNode) && !pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
+          continue;
 
       if (SpNode)
       {
           moveCount = ++sp->moveCount;
           lock_release(&(sp->lock));
       }
-      else if (move == excludedMove)
-          continue;
       else
           moveCount++;
 
-      if (Root)
+      if (RootNode)
       {
-          // This is used by time management
-          FirstRootMove = (moveCount == 1);
-
-          // Save the current node count before the move is searched
+          Signals.firstRootMove = (moveCount == 1);
           nodes = pos.nodes_searched();
 
-          // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
-          // correct accumulated node counts searched by each thread.
-          if (SendSearchedNodes)
-          {
-              SendSearchedNodes = false;
-              cout << "info nodes " << nodes
-                   << " nps " << nps(pos)
-                   << " time " << current_search_time() << endl;
-          }
-
-          if (current_search_time() >= 1000)
-              cout << "info currmove " << move
-                   << " currmovenumber " << moveCount << endl;
+          if (pos.thread() == 0 && elapsed_time() > 2000)
+              cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
+                   << " currmove " << move_to_uci(move, Chess960)
+                   << " currmovenumber " << moveCount + PVIdx << endl;
       }
 
-      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? MultiPV : 1));
-      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
-      captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= 1);
+      captureOrPromotion = pos.is_capture_or_promotion(move);
+      givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
+      dangerous = givesCheck || is_dangerous(pos, move, captureOrPromotion);
+      ext = DEPTH_ZERO;
 
-      // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, mateThreat, &dangerous);
+      // Step 12. Extend checks and, in PV nodes, also dangerous moves
+      if (PvNode && dangerous)
+          ext = ONE_PLY;
 
-      // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
-      // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
-      // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
-      // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
+      else if (givesCheck && pos.see_sign(move) >= 0)
+          ext = PvNode ? ONE_PLY : ONE_PLY / 2;
+
+      // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
+      // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
+      // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
+      // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
+      // a margin then we extend ttMove.
       if (   singularExtensionNode
-          && move == tte->move()
-          && ext < ONE_PLY)
+          && !ext
+          && move == ttMove
+          && pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
       {
-          Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
+          Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
 
           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
           {
-              Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
+              Value rBeta = ttValue - int(depth);
               ss->excludedMove = move;
               ss->skipNullMove = true;
-              Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
+              value = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
               ss->skipNullMove = false;
               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
               ss->bestMove = MOVE_NONE;
-              if (v < b)
+              if (value < rBeta)
                   ext = ONE_PLY;
           }
       }
 
       // Update current move (this must be done after singular extension search)
-      ss->currentMove = move;
-      newDepth = depth - (!Root ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO) + ext;
+      newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
 
-      // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
+      // Step 13. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
       if (   !PvNode
           && !captureOrPromotion
-          && !isCheck
+          && !inCheck
           && !dangerous
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_castle(move))
+          && !is_castle(move)
+          && (bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX || bestValue == -VALUE_INFINITE))
       {
           // Move count based pruning
           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
-              && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
-              && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
+              && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove)))
           {
               if (SpNode)
                   lock_grab(&(sp->lock));
@@ -1098,27 +968,20 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           // Value based pruning
           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
           // but fixing this made program slightly weaker.
-          Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
-          futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
-                               + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
+          Depth predictedDepth = newDepth - reduction<PvNode>(depth, moveCount);
+          futilityValue =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
+                         + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
-          if (futilityValueScaled < beta)
+          if (futilityValue < beta)
           {
               if (SpNode)
-              {
                   lock_grab(&(sp->lock));
-                  if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
-                      sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
-              }
-              else if (futilityValueScaled > bestValue)
-                  bestValue = futilityValueScaled;
 
               continue;
           }
 
           // Prune moves with negative SEE at low depths
           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
-              && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
               && pos.see_sign(move) < 0)
           {
               if (SpNode)
@@ -1128,68 +991,64 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           }
       }
 
-      // Step 13. Make the move
-      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
+      // Check for legality only before to do the move
+      if (!pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
+      {
+          moveCount--;
+          continue;
+      }
 
+      ss->currentMove = move;
       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
 
-      // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-      // The first move in list is the expected PV
-      if (isPvMove)
+      // Step 14. Make the move
+      pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
+
+      // 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)
       {
-          // Aspiration window is disabled in multi-pv case
-          if (Root && MultiPV > 1)
-              alpha = -VALUE_INFINITE;
+          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 = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
+          doFullDepthSearch = (value > alpha && ss->reduction != DEPTH_ZERO);
+          ss->reduction = DEPTH_ZERO;
       }
       else
-      {
-          // Step 14. 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
-              && !move_is_castle(move)
-              &&  ss->killers[0] != move
-              &&  ss->killers[1] != move)
-          {
-              ss->reduction = Root ? reduction<PvNode>(depth, moveCount - MultiPV + 1)
-                                   : reduction<PvNode>(depth, moveCount);
-              if (ss->reduction)
-              {
-                  alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
-                  Depth d = newDepth - ss->reduction;
-                  value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
-
-                  doFullDepthSearch = (value > alpha);
-              }
-              ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
-          }
+          doFullDepthSearch = !isPvMove;
 
-          // Step 15. Full depth search
-          if (doFullDepthSearch)
-          {
-              alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
-              value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
-
-              // 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 && (Root || value < beta))
-                  value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
-          }
+      // 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);
       }
 
-      // Step 16. Undo move
+      // 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);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      // Step 17. Check for new best move
+      // Step 18. Check for new best move
       if (SpNode)
       {
           lock_grab(&(sp->lock));
@@ -1197,131 +1056,120 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           alpha = sp->alpha;
       }
 
-      if (!Root && value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
-      {
-          bestValue = value;
-
-          if (SpNode)
-              sp->bestValue = value;
-
-          if (value > alpha)
-          {
-              if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
-              {
-                  alpha = value;
-
-                  if (SpNode)
-                      sp->alpha = value;
-              }
-              else if (SpNode)
-                  sp->betaCutoff = true;
-
-              if (value == value_mate_in(ply + 1))
-                  ss->mateKiller = move;
-
-              ss->bestMove = move;
-
-              if (SpNode)
-                  sp->parentSstack->bestMove = move;
-          }
-      }
-
-      if (Root)
+      // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
+      // 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 && !Signals.stop)
       {
-          // To avoid to exit with bestValue == -VALUE_INFINITE
-          if (value > bestValue)
-              bestValue = value;
-
-          // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
-          // 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 break out of the loop without updating the best
-          // move and/or PV.
-          if (StopRequest)
-              break;
+          RootMove& rm = *find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), move);
+          rm.nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
 
-          // Remember searched nodes counts for this move
-          mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
-
-          // Step 17. Check for new best move
-          if (!isPvMove && value <= alpha)
-              mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
-          else
+          // PV move or new best move ?
+          if (isPvMove || value > alpha)
           {
-              // PV move or new best move!
-
-              // Update PV
-              ss->bestMove = move;
-              mp.rm->pv_score = value;
-              mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
+              rm.score = value;
+              rm.extract_pv_from_tt(pos);
 
               // We record how often the best move has been changed in each
-              // iteration. This information is used for time managment: When
+              // iteration. This information is used for time management: When
               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
-                  Rml.bestMoveChanges++;
+                  BestMoveChanges++;
+          }
+          else
+              // All other moves but the PV are set to the lowest value, this
+              // is not a problem when sorting becuase sort is stable and move
+              // position in the list is preserved, just the PV is pushed up.
+              rm.score = -VALUE_INFINITE;
 
-              // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
-              // requires we send all the PV lines properly sorted.
-              Rml.sort_multipv(moveCount);
+      }
 
-              for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); j++)
-                  cout << Rml[j].pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta, j) << endl;
+      if (value > bestValue)
+      {
+          bestValue = value;
+          ss->bestMove = move;
 
-              // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
-              // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
-              if (MultiPV > 1)
-                  alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
-              else if (value > alpha)
-                  alpha = value;
+          if (   PvNode
+              && value > alpha
+              && value < beta) // We want always alpha < beta
+              alpha = value;
 
-          } // PV move or new best move
+          if (SpNode && !thread.cutoff_occurred())
+          {
+              sp->bestValue = value;
+              sp->ss->bestMove = move;
+              sp->alpha = alpha;
+              sp->is_betaCutoff = (value >= beta);
+          }
       }
 
-      // Step 18. Check for split
-      if (   !Root
-          && !SpNode
-          && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
-          && ThreadsMgr.active_threads() > 1
+      // Step 19. Check for split
+      if (   !SpNode
+          && depth >= Threads.min_split_depth()
           && bestValue < beta
-          && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
-          && !StopRequest
-          && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
-          ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
-                                      threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
+          && Threads.available_slave_exists(pos.thread())
+          && !Signals.stop
+          && !thread.cutoff_occurred())
+          bestValue = Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, alpha, beta, bestValue, depth,
+                                               threatMove, moveCount, &mp, NT);
+    }
+
+    // Step 20. Check for mate and stalemate
+    // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
+    // must be mate or stalemate. Note that we can have a false positive in
+    // case of StopRequest or thread.cutoff_occurred() are set, but this is
+    // harmless because return value is discarded anyhow in the parent nodes.
+    // If we are in a singular extension search then return a fail low score.
+    if (!moveCount)
+        return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
+
+    // If we have pruned all the moves without searching return a fail-low score
+    if (bestValue == -VALUE_INFINITE)
+    {
+        assert(!playedMoveCount);
+
+        bestValue = alpha;
     }
 
-    // Step 19. Check for mate and stalemate
-    // All legal moves have been searched and if there are
-    // no legal moves, it must be mate or stalemate.
-    // If one move was excluded return fail low score.
-    if (!SpNode && !moveCount)
-        return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
-
-    // Step 20. Update tables
-    // If the search is not aborted, update the transposition table,
-    // history counters, and killer moves.
-    if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
+    // Step 21. Update tables
+    // Update transposition table entry, killers and history
+    if (!SpNode && !Signals.stop && !thread.cutoff_occurred())
     {
         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
 
-        TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
+        TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
 
-        // Update killers and history only for non capture moves that fails high
+        // Update killers and history for non capture cut-off moves
         if (    bestValue >= beta
-            && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move)
+            && !inCheck)
         {
-            update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
-            update_killers(move, ss->killers);
+            if (move != ss->killers[0])
+            {
+                ss->killers[1] = ss->killers[0];
+                ss->killers[0] = move;
+            }
+
+            // Increase history value of the cut-off move
+            Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
+            H.add(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
+
+            // Decrease history of all the other played non-capture moves
+            for (int i = 0; i < playedMoveCount - 1; i++)
+            {
+                Move m = movesSearched[i];
+                H.add(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
+            }
         }
     }
 
     if (SpNode)
     {
         // Here we have the lock still grabbed
-        sp->slaves[threadID] = 0;
+        sp->is_slave[pos.thread()] = false;
         sp->nodes += pos.nodes_searched();
         lock_release(&(sp->lock));
     }
@@ -1331,53 +1179,58 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return bestValue;
   }
 
+
   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
   // less than ONE_PLY).
 
-  template <NodeType PvNode>
-  Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
+  template <NodeType NT>
+  Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
+
+    const bool PvNode = (NT == PV);
 
+    assert(NT == PV || NT == NonPV);
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
     assert(depth <= 0);
-    assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
-    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
+    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
 
     StateInfo st;
     Move ttMove, move;
     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
-    bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
+    bool inCheck, enoughMaterial, givesCheck, evasionPrunable;
     const TTEntry* tte;
     Depth ttDepth;
+    ValueType vt;
     Value oldAlpha = alpha;
 
     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
+    ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
 
     // Check for an instant draw or maximum ply reached
-    if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
+    if (pos.is_draw<true>() || ss->ply > PLY_MAX)
         return VALUE_DRAW;
 
     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
-    isCheck = pos.is_check();
-    ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
+    inCheck = pos.in_check();
+    ttDepth = (inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
 
     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
     // pruning, but only for move ordering.
-    tte = TT.retrieve(pos.get_key());
+    tte = TT.probe(pos.key());
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
-    if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
+    if (!PvNode && tte && can_return_tt(tte, ttDepth, beta, ss->ply))
     {
         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
-        return value_from_tt(tte->value(), ply);
+        return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
     }
 
     // Evaluate the position statically
-    if (isCheck)
+    if (inCheck)
     {
         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
@@ -1395,13 +1248,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         else
             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
 
-        update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
-
         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
         if (bestValue >= beta)
         {
             if (!tte)
-                TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
+                TT.store(pos.key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
 
             return bestValue;
         }
@@ -1409,7 +1260,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         if (PvNode && bestValue > alpha)
             alpha = bestValue;
 
-        // Futility pruning parameters, not needed when in check
         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
     }
@@ -1418,58 +1268,66 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
     // be generated.
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H, move_to((ss-1)->currentMove));
     CheckInfo ci(pos);
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
-    while (   alpha < beta
-           && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
+    while (   bestValue < beta
+           && (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
 
-      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
+      givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
 
       // Futility pruning
       if (   !PvNode
-          && !isCheck
-          && !moveIsCheck
+          && !inCheck
+          && !givesCheck
           &&  move != ttMove
           &&  enoughMaterial
-          && !move_is_promotion(move)
-          && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
+          && !is_promotion(move)
+          && !pos.is_passed_pawn_push(move))
       {
           futilityValue =  futilityBase
-                         + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
-                         + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
+                         + PieceValueEndgame[pos.piece_on(move_to(move))]
+                         + (is_enpassant(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
 
-          if (futilityValue < alpha)
+          if (futilityValue < beta)
           {
               if (futilityValue > bestValue)
                   bestValue = futilityValue;
+
               continue;
           }
+
+          // Prune moves with negative or equal SEE
+          if (   futilityBase < beta
+              && depth < DEPTH_ZERO
+              && pos.see(move) <= 0)
+              continue;
       }
 
       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
-      evasionPrunable =   isCheck
-                       && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
-                       && !pos.move_is_capture(move)
+      evasionPrunable =   !PvNode
+                       && inCheck
+                       && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
+                       && !pos.is_capture(move)
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
       // Don't search moves with negative SEE values
       if (   !PvNode
-          && (!isCheck || evasionPrunable)
+          && (!inCheck || evasionPrunable)
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_promotion(move)
+          && !is_promotion(move)
           &&  pos.see_sign(move) < 0)
           continue;
 
       // Don't search useless checks
       if (   !PvNode
-          && !isCheck
-          &&  moveIsCheck
+          && !inCheck
+          &&  givesCheck
           &&  move != ttMove
-          && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
+          && !pos.is_capture_or_promotion(move)
           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
       {
@@ -1479,12 +1337,15 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           continue;
       }
 
-      // Update current move
+      // Check for legality only before to do the move
+      if (!pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
+          continue;
+
       ss->currentMove = move;
 
       // Make and search the move
-      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
-      value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
+      pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
+      value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY);
       pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
@@ -1493,22 +1354,26 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
-          if (value > alpha)
-          {
+          ss->bestMove = move;
+
+          if (   PvNode
+              && value > alpha
+              && value < beta) // We want always alpha < beta
               alpha = value;
-              ss->bestMove = move;
-          }
        }
     }
 
     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
     // and no legal moves were found, it is checkmate.
-    if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
-        return value_mated_in(ply);
+    if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
+        return value_mated_in(ss->ply);
 
     // Update transposition table
-    ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
-    TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
+    move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
+    vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
+         : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
+
+    TT.store(pos.key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, move, ss->eval, evalMargin);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1516,29 +1381,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // qsearch_scoring() scores each move of a list using a qsearch() evaluation,
-  // it is used in RootMoveList to get an initial scoring.
-  void qsearch_scoring(Position& pos, MoveStack* mlist, MoveStack* last) {
-
-    SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
-    StateInfo st;
-
-    memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
-    ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
-
-    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-    {
-        ss[0].currentMove = cur->move;
-        pos.do_move(cur->move, st);
-        cur->score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
-        pos.undo_move(cur->move);
-    }
-  }
-
-
-  // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
-  // bestValue is updated only when returning false because in that case move
-  // will be pruned.
+  // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
+  // bestValue is updated only when returning false because in that case move
+  // will be pruned.
 
   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
   {
@@ -1550,7 +1395,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     from = move_from(move);
     to = move_to(move);
-    them = opposite_color(pos.side_to_move());
+    them = flip(pos.side_to_move());
     ksq = pos.king_square(them);
     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
     pc = pos.piece_on(from);
@@ -1560,23 +1405,23 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
 
     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
-    b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
+    b = kingAtt & ~pos.pieces(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
 
     if (!(b && (b & (b - 1))))
         return true;
 
     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
-    if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
+    if (   type_of(pc) == QUEEN
         && bit_is_set(kingAtt, to))
         return true;
 
     // Rule 3. Creating new double threats with checks
-    b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
+    b = pos.pieces(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
 
     while (b)
     {
         victimSq = pop_1st_bit(&b);
-        futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
+        futilityValue = futilityBase + PieceValueEndgame[pos.piece_on(victimSq)];
 
         // Note that here we generate illegal "double move"!
         if (   futilityValue >= beta
@@ -1602,10 +1447,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
 
     Square f1, t1, f2, t2;
-    Piece p;
+    Piece p1, p2;
+    Square ksq;
 
-    assert(m1 && move_is_ok(m1));
-    assert(m2 && move_is_ok(m2));
+    assert(is_ok(m1));
+    assert(is_ok(m2));
 
     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
     f2 = move_from(m2);
@@ -1620,54 +1466,40 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         return true;
 
     // Case 3: Moving through the vacated square
-    if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
+    p2 = pos.piece_on(f2);
+    if (   piece_is_slider(p2)
         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
       return true;
 
     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
-    p = pos.piece_on(t1);
-    if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
+    p1 = pos.piece_on(t1);
+    if (bit_is_set(pos.attacks_from(p1, t1), t2))
         return true;
 
     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
-    if (    piece_is_slider(p)
-        &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
-        && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
+    ksq = pos.king_square(pos.side_to_move());
+    if (    piece_is_slider(p1)
+        &&  bit_is_set(squares_between(t1, ksq), f2))
     {
-        // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
-        // move is the opposite of the checking piece.
-        Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
-        Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
-
-        if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
+        Bitboard occ = pos.occupied_squares();
+        clear_bit(&occ, f2);
+        if (bit_is_set(pos.attacks_from(p1, t1, occ), ksq))
             return true;
     }
     return false;
   }
 
 
-  // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
-  // compensated for the ply.
-
-  bool value_is_mate(Value value) {
-
-    assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
-
-    return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
-          || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
-  }
-
-
   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
-  // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
-  // The function is called before storing a value to the transposition table.
+  // "plies to mate from the current ply". Non-mate scores are unchanged. The
+  // function is called before storing a value to the transposition table.
 
   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
 
-    if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
+    if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
       return v + ply;
 
-    if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
+    if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
       return v - ply;
 
     return v;
@@ -1679,89 +1511,25 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
 
-    if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
+    if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
       return v - ply;
 
-    if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
+    if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
       return v + ply;
 
     return v;
   }
 
 
-  // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
-  // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
-  // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
-  // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
-  // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
-  // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
-  template <NodeType PvNode>
-  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
-                  bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous) {
-
-    assert(m != MOVE_NONE);
-
-    Depth result = DEPTH_ZERO;
-    *dangerous = moveIsCheck | mateThreat;
-
-    if (*dangerous)
-    {
-        if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
-            result += CheckExtension[PvNode];
-
-        if (mateThreat)
-            result += MateThreatExtension[PvNode];
-    }
-
-    if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
-    {
-        Color c = pos.side_to_move();
-        if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
-        {
-            result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
-            *dangerous = true;
-        }
-        if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
-        {
-            result += PassedPawnExtension[PvNode];
-            *dangerous = true;
-        }
-    }
-
-    if (   captureOrPromotion
-        && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
-        && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
-            - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
-        && !move_is_promotion(m)
-        && !move_is_ep(m))
-    {
-        result += PawnEndgameExtension[PvNode];
-        *dangerous = true;
-    }
-
-    if (   PvNode
-        && captureOrPromotion
-        && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
-        && pos.see_sign(m) >= 0)
-    {
-        result += ONE_PLY / 2;
-        *dangerous = true;
-    }
-
-    return Min(result, ONE_PLY);
-  }
-
-
   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
-  // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
+  // is somehow connected to the threat move returned by null search.
 
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
 
-    assert(move_is_ok(m));
-    assert(threat && move_is_ok(threat));
-    assert(!pos.move_is_check(m));
-    assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
-    assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
+    assert(is_ok(m));
+    assert(is_ok(threat));
+    assert(!pos.is_capture_or_promotion(m));
+    assert(!pos.is_passed_pawn_push(m));
 
     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
 
@@ -1775,10 +1543,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         return true;
 
     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
-    // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
-    if (   pos.move_is_capture(threat)
-        && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
-            || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
+    // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
+    if (   pos.is_capture(threat)
+        && (   PieceValueMidgame[pos.piece_on(tfrom)] >= PieceValueMidgame[pos.piece_on(tto)]
+            || type_of(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
         && pos.move_attacks_square(m, tto))
         return true;
 
@@ -1793,37 +1561,24 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
-  // can be used at a given point in search. There are two versions
-  // one to be used in non-PV nodes and one in PV nodes where we look
-  // for an exact score that falls between (alha, beta) boundaries.
+  // can_return_tt() returns true if a transposition table score can be used to
+  // cut-off at a given point in search.
 
-  bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
+  bool can_return_tt(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
 
     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));
   }
 
-  bool ok_to_use_TT_PV(const TTEntry* tte, Depth depth, Value alpha, Value beta, int ply) {
 
-    Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
-
-     return   tte->depth() >= depth
-           && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
-           && tte->move() != MOVE_NONE
-           && v < beta
-           && v > alpha;
-  }
-
-
-  // refine_eval() returns the transposition table score if
-  // possible otherwise falls back on static position evaluation.
+  // refine_eval() returns the transposition table score if possible, otherwise
+  // falls back on static position evaluation.
 
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
 
@@ -1839,654 +1594,214 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
-  // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
-
-  void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
-                      Move movesSearched[], int moveCount) {
-    Move m;
-    Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
-
-    H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
-
-    for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
-    {
-        m = movesSearched[i];
-
-        assert(m != move);
-
-        H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
-    }
-  }
-
-
-  // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
-  // among the killer moves of that ply.
-
-  void update_killers(Move m, Move killers[]) {
-
-    if (m != killers[0])
-    {
-        killers[1] = killers[0];
-        killers[0] = m;
-    }
-  }
+  // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
+  // since the beginning of the current search.
 
+  int elapsed_time(bool reset) {
 
-  // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
-  // the static position evaluation before and after the move.
+    static int searchStartTime;
 
-  void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
+    if (reset)
+        searchStartTime = system_time();
 
-    if (   m != MOVE_NULL
-        && before != VALUE_NONE
-        && after != VALUE_NONE
-        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
-        && !move_is_special(m))
-        H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
+    return system_time() - searchStartTime;
   }
 
 
-  // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
+  // score_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
   // protocol specifications:
   //
   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
   //            use negative values for y.
 
-  std::string value_to_uci(Value v) {
+  string score_to_uci(Value v, Value alpha, Value beta) {
 
     std::stringstream s;
 
     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
-      s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
+        s << " score cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
     else
-      s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
-
-    return s.str();
-  }
-
-
-  // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
-  // since the beginning of the current search.
-
-  int current_search_time() {
-
-    return get_system_time() - SearchStartTime;
-  }
+        s << " score mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
 
+    s << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
 
-  // nps() computes the current nodes/second count
-
-  int nps(const Position& pos) {
-
-    int t = current_search_time();
-    return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
+    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
-        std::string command;
-
-        if (!std::getline(std::cin, command))
-            command = "quit";
-
-        if (command == "quit")
-        {
-            // Quit the program as soon as possible
-            Pondering = 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.
-            Pondering = 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.
-            Pondering = false;
+  // pv_info_to_uci() sends search info to GUI. UCI protocol requires to send all
+  // the PV lines also if are still to be searched and so refer to the previous
+  // search score.
 
-            if (StopOnPonderhit)
-                StopRequest = true;
-        }
-    }
+  void pv_info_to_uci(const Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta) {
 
-    // Print search information
-    if (t < 1000)
-        lastInfoTime = 0;
+    int t = elapsed_time();
+    int selDepth = 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;
+    for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
+        if (Threads[i].maxPly > selDepth)
+            selDepth = Threads[i].maxPly;
 
-    else if (t - lastInfoTime >= 1000)
+    for (size_t i = 0; i < std::min(UCIMultiPV, RootMoves.size()); i++)
     {
-        lastInfoTime = t;
-
-        if (dbg_show_mean)
-            dbg_print_mean();
-
-        if (dbg_show_hit_rate)
-            dbg_print_hit_rate();
-
-        // Send info on searched nodes as soon as we return to root
-        SendSearchedNodes = true;
-    }
-
-    // Should we stop the search?
-    if (Pondering)
-        return;
-
-    bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
-                           && !AspirationFailLow
-                           &&  t > TimeMgr.available_time();
-
-    bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
-                     || stillAtFirstMove;
-
-    if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
-        || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
-        || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= 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() {
-
-    std::string command;
+        bool updated = (i <= PVIdx);
 
-    while (true)
-    {
-        // Wait for a command from stdin
-        if (!std::getline(std::cin, command))
-            command = "quit";
+        if (depth == 1 && !updated)
+            continue;
 
-        if (command == "quit")
-        {
-            QuitRequest = true;
-            break;
-        }
-        else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
-            break;
+        int d = (updated ? depth : depth - 1);
+        Value v = (updated ? RootMoves[i].score : RootMoves[i].prevScore);
+        std::stringstream s;
+
+        for (int j = 0; RootMoves[i].pv[j] != MOVE_NONE; j++)
+            s <<  " " << move_to_uci(RootMoves[i].pv[j], Chess960);
+
+        cout << "info depth " << d
+             << " seldepth " << selDepth
+             << (i == PVIdx ? score_to_uci(v, alpha, beta) : score_to_uci(v))
+             << " nodes " << pos.nodes_searched()
+             << " nps " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
+             << " time " << t
+             << " multipv " << i + 1
+             << " pv" << s.str() << endl;
     }
   }
 
 
-  // init_thread() is the function which is called when a new thread is
-  // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
-  // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
-  // threads and one for Windows threads.
+  // pv_info_to_log() writes human-readable search information to the log file
+  // (which is created when the UCI parameter "Use Search Log" is "true"). It
+  // uses the two below helpers to pretty format time and score respectively.
 
-#if !defined(_MSC_VER)
+  string time_to_string(int millisecs) {
 
-  void* init_thread(void* threadID) {
+    const int MSecMinute = 1000 * 60;
+    const int MSecHour   = 1000 * 60 * 60;
 
-    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
-    return NULL;
-  }
+    int hours = millisecs / MSecHour;
+    int minutes =  (millisecs % MSecHour) / MSecMinute;
+    int seconds = ((millisecs % MSecHour) % MSecMinute) / 1000;
 
-#else
+    std::stringstream s;
 
-  DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
+    if (hours)
+        s << hours << ':';
 
-    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
-    return 0;
+    s << std::setfill('0') << std::setw(2) << minutes << ':'
+                           << std::setw(2) << seconds;
+    return s.str();
   }
 
-#endif
-
-
-  /// The ThreadsManager class
-
+  string score_to_string(Value v) {
 
-  // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
-  // parameters according to the UCI options values. It is called before
-  // to start a new search.
+    std::stringstream s;
 
-  void ThreadsManager::read_uci_options() {
+    if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
+        s << "#" << (VALUE_MATE - v + 1) / 2;
+    else if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
+        s << "-#" << (VALUE_MATE + v) / 2;
+    else
+        s << std::setprecision(2) << std::fixed << std::showpos
+          << float(v) / PawnValueMidgame;
 
-    maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
-    minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
-    useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
-    activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
+    return s.str();
   }
 
+  void pv_info_to_log(Position& pos, int depth, Value value, int time, Move pv[]) {
 
-  // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
-  // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
-  // object for which the current thread is the master.
-
-  void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
-
-    assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
+    const int64_t K = 1000;
+    const int64_t M = 1000000;
 
-    int i;
-    bool allFinished = false;
-
-    while (true)
-    {
-        // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
-        // master should exit as last one.
-        if (allThreadsShouldExit)
-        {
-            assert(!sp);
-            threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
-            return;
-        }
-
-        // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
-        // instead of wasting CPU time polling for work.
-        while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
-               || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
-        {
-            assert(!sp || useSleepingThreads);
-            assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
-
-            if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
-                threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
-
-            // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
-            lock_grab(&sleepLock[threadID]);
-
-            // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
-            for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
-            allFinished = (i == activeThreads);
-
-            if (allFinished || allThreadsShouldExit)
-            {
-                lock_release(&sleepLock[threadID]);
-                break;
-            }
-
-            // Do sleep here after retesting sleep conditions
-            if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
-                cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
-
-            lock_release(&sleepLock[threadID]);
-        }
-
-        // If this thread has been assigned work, launch a search
-        if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
-        {
-            assert(!allThreadsShouldExit);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
-
-            // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
-            SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
-            Position pos(*tsp->pos, threadID);
-            SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
-            ss->sp = tsp;
-
-            if (tsp->pvNode)
-                search<PV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
-            else
-                search<NonPV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
-
-            assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
-
-            // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
-            // case we are the last slave of the split point.
-            if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
-                wake_sleeping_thread(tsp->master);
-        }
-
-        // 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.
-        for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
-        allFinished = (i == activeThreads);
-
-        if (allFinished)
-        {
-            // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
-            // be sure sp->lock has been released before to return.
-            lock_grab(&(sp->lock));
-            lock_release(&(sp->lock));
-
-            // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
-            // because here is all finished is not possible master is booked.
-            assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
-            return;
-        }
-    }
-  }
+    StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
+    Move* m = pv;
+    string san, padding;
+    size_t length;
+    std::stringstream s;
 
+    s << std::setw(2) << depth
+      << std::setw(8) << score_to_string(value)
+      << std::setw(8) << time_to_string(time);
 
-  // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
-  // and initializes the split point stack and the global locks and condition
-  // objects.
+    if (pos.nodes_searched() < M)
+        s << std::setw(8) << pos.nodes_searched() / 1 << "  ";
 
-  void ThreadsManager::init_threads() {
+    else if (pos.nodes_searched() < K * M)
+        s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / K << "K  ";
 
-    int i, arg[MAX_THREADS];
-    bool ok;
+    else
+        s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / M << "M  ";
 
-    // Initialize global locks
-    lock_init(&mpLock);
+    padding = string(s.str().length(), ' ');
+    length = padding.length();
 
-    for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+    while (*m != MOVE_NONE)
     {
-        lock_init(&sleepLock[i]);
-        cond_init(&sleepCond[i]);
-    }
-
-    // Initialize splitPoints[] locks
-    for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-        for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
-            lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
-
-    // Will be set just before program exits to properly end the threads
-    allThreadsShouldExit = false;
-
-    // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
-    activeThreads = 1;
+        san = move_to_san(pos, *m);
 
-    // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
-    threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
-    for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
-        threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
-
-    // Launch the helper threads
-    for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
-    {
-        arg[i] = i;
-
-#if !defined(_MSC_VER)
-        pthread_t pthread[1];
-        ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
-        pthread_detach(pthread[0]);
-#else
-        ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
-#endif
-        if (!ok)
+        if (length + san.length() > 80)
         {
-            cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
-            exit(EXIT_FAILURE);
+            s << "\n" + padding;
+            length = padding.length();
         }
 
-        // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
-        while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
-    }
-  }
-
-
-  // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
-  // helper threads exit cleanly.
-
-  void ThreadsManager::exit_threads() {
+        s << san << ' ';
+        length += san.length() + 1;
 
-    allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
-
-    // Wake up all the threads and waits for termination
-    for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
-    {
-        wake_sleeping_thread(i);
-        while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
+        pos.do_move(*m++, *st++);
     }
 
-    // Now we can safely destroy the locks
-    for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-        for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
-            lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
-
-    lock_destroy(&mpLock);
-
-    // Now we can safely destroy the wait conditions
-    for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-    {
-        lock_destroy(&sleepLock[i]);
-        cond_destroy(&sleepCond[i]);
-    }
-  }
-
-
-  // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
-  // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
-  // the current split point.
-
-  bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
-
-    assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
-
-    SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
-
-    for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
-    return sp != NULL;
-  }
-
-
-  // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
-  // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
-  // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
-  // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
-  // some active split point, it is only available as a slave to the other
-  // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
-  // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
-
-  bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
-
-    assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
-    assert(master >= 0 && master < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
-
-    if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
-        return false;
+    while (m != pv)
+        pos.undo_move(*--m);
 
-    // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
-    int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
-
-    // No active split points means that the thread is available as
-    // a slave for any other thread.
-    if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
-        return true;
-
-    // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
-    // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
-    // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
-    if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
-        return true;
-
-    return false;
+    Log l(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+    l << s.str() << endl;
   }
 
 
-  // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
-  // a slave for the thread with threadID "master".
+  // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
+  // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
 
-  bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
+  Move do_skill_level() {
 
-    assert(master >= 0 && master < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
+    assert(MultiPV > 1);
 
-    for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
-        if (thread_is_available(i, master))
-            return true;
+    static RKISS rk;
 
-    return false;
-  }
+    // PRNG sequence should be not deterministic
+    for (int i = abs(system_time() % 50); i > 0; i--)
+        rk.rand<unsigned>();
 
+    // RootMoves are already sorted by score in descending order
+    size_t size = std::min(MultiPV, RootMoves.size());
+    int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[size - 1].score, PawnValueMidgame);
+    int weakness = 120 - 2 * SkillLevel;
+    int max_s = -VALUE_INFINITE;
+    Move best = MOVE_NONE;
 
-  // split() does the actual work of distributing the work at a node between
-  // several available threads. If it does not succeed in splitting the
-  // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
-  // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
-  // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
-  // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
-  // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
-  // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
-
-  template <bool Fake>
-  void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
-                             const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
-                             bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
-    assert(pos.is_ok());
-    assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
-    assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
-    assert(*bestValue <= *alpha);
-    assert(*alpha < beta);
-    assert(beta <= VALUE_INFINITE);
-    assert(depth > DEPTH_ZERO);
-    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
-
-    int i, master = pos.thread();
-    Thread& masterThread = threads[master];
-
-    lock_grab(&mpLock);
-
-    // If no other thread is available to help us, or if we have too many
-    // active split points, don't split.
-    if (   !available_thread_exists(master)
-        || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
+    // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
+    // weakness, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
+    // then we choose the move with the resulting highest score.
+    for (size_t i = 0; i < size; i++)
     {
-        lock_release(&mpLock);
-        return;
-    }
+        int s = RootMoves[i].score;
 
-    // Pick the next available split point object from the split point stack
-    SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
-
-    // Initialize the split point object
-    splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
-    splitPoint.master = master;
-    splitPoint.betaCutoff = false;
-    splitPoint.ply = ply;
-    splitPoint.depth = depth;
-    splitPoint.threatMove = threatMove;
-    splitPoint.mateThreat = mateThreat;
-    splitPoint.alpha = *alpha;
-    splitPoint.beta = beta;
-    splitPoint.pvNode = pvNode;
-    splitPoint.bestValue = *bestValue;
-    splitPoint.mp = mp;
-    splitPoint.moveCount = moveCount;
-    splitPoint.pos = &pos;
-    splitPoint.nodes = 0;
-    splitPoint.parentSstack = ss;
-    for (i = 0; i < activeThreads; i++)
-        splitPoint.slaves[i] = 0;
-
-    masterThread.splitPoint = &splitPoint;
-
-    // If we are here it means we are not available
-    assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
-
-    int workersCnt = 1; // At least the master is included
-
-    // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
-    for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
-        if (thread_is_available(i, master))
-        {
-            threads[i].state = THREAD_BOOKED;
-            threads[i].splitPoint = &splitPoint;
-            splitPoint.slaves[i] = 1;
-            workersCnt++;
-        }
-
-    assert(Fake || workersCnt > 1);
+        // Don't allow crazy blunders even at very low skills
+        if (i > 0 && RootMoves[i-1].score > s + EasyMoveMargin)
+            break;
 
-    // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
-    lock_release(&mpLock);
+        // This is our magic formula
+        s += (  weakness * int(RootMoves[0].score - s)
+              + variance * (rk.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
 
-    // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
-    // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
-    for (i = 0; i < activeThreads; i++)
-        if (i == master || splitPoint.slaves[i])
+        if (s > max_s)
         {
-            memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
-
-            assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
-
-            threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
-
-            if (useSleepingThreads && i != master)
-                wake_sleeping_thread(i);
+            max_s = s;
+            best = RootMoves[i].pv[0];
         }
-
-    // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
-    // which it will instantly launch a search, because its state is
-    // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
-    // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
-    // loop when all threads have finished their work at this split point.
-    idle_loop(master, &splitPoint);
-
-    // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
-    // finished. Update alpha and bestValue, and return.
-    lock_grab(&mpLock);
-
-    *alpha = splitPoint.alpha;
-    *bestValue = splitPoint.bestValue;
-    masterThread.activeSplitPoints--;
-    masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
-    pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
-
-    lock_release(&mpLock);
-  }
-
-
-  // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
-  // when it is time to start a new search.
-
-  void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
-
-     lock_grab(&sleepLock[threadID]);
-     cond_signal(&sleepCond[threadID]);
-     lock_release(&sleepLock[threadID]);
-  }
-
-
-  /// RootMove and RootMoveList method's definitions
-
-  RootMove::RootMove() {
-
-    nodes = 0;
-    pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
-    pv[0] = MOVE_NONE;
+    }
+    return best;
   }
 
-  RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
-
-    const Move* src = rm.pv;
-    Move* dst = pv;
-
-    // Avoid a costly full rm.pv[] copy
-    do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
-
-    nodes = rm.nodes;
-    pv_score = rm.pv_score;
-    non_pv_score = rm.non_pv_score;
-    return *this;
-  }
 
   // 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
@@ -2498,25 +1813,31 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
     TTEntry* tte;
     int ply = 1;
+    Move m = pv[0];
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
+    assert(m != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(m));
 
-    pos.do_move(pv[0], *st++);
+    pv.clear();
+    pv.push_back(m);
+    pos.do_move(m, *st++);
 
-    while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
+    while (   (tte = TT.probe(pos.key())) != NULL
            && tte->move() != MOVE_NONE
-           && move_is_legal(pos, tte->move())
+           && pos.is_pseudo_legal(tte->move())
+           && pos.pl_move_is_legal(tte->move(), pos.pinned_pieces())
            && ply < PLY_MAX
-           && (!pos.is_draw() || ply < 2))
+           && (!pos.is_draw<false>() || ply < 2))
     {
-        pv[ply] = tte->move();
-        pos.do_move(pv[ply++], *st++);
+        pv.push_back(tte->move());
+        pos.do_move(tte->move(), *st++);
+        ply++;
     }
-    pv[ply] = MOVE_NONE;
+    pv.push_back(MOVE_NONE);
 
     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.
@@ -2529,16 +1850,16 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v, m = VALUE_NONE;
     int ply = 0;
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
+    assert(pv[ply] != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(pv[ply]));
 
     do {
-        k = pos.get_key();
-        tte = TT.retrieve(k);
+        k = pos.key();
+        tte = TT.probe(k);
 
-        // Don't overwrite exsisting correct entries
+        // Don't overwrite existing correct entries
         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
         {
-            v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
+            v = (pos.in_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
         }
         pos.do_move(pv[ply], *st++);
@@ -2548,68 +1869,128 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
   }
 
-  // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
-  // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
-  // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
+} // namespace
 
-  std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
 
-    std::stringstream s, l;
-    Move* m = pv;
+/// Thread::idle_loop() is where the thread is parked when it has no work to do.
+/// The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint object
+/// for which the thread is the master.
 
-    while (*m != MOVE_NONE)
-        l << *m++ << " ";
-
-    s << "info depth " << depth / ONE_PLY
-      << " seldepth " << int(m - pv)
-      << " multipv " << pvLine + 1
-      << " score " << value_to_uci(pv_score)
-      << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
-      << " time "  << current_search_time()
-      << " nodes " << pos.nodes_searched()
-      << " nps "   << nps(pos)
-      << " pv "    << l.str();
-
-    if (UseLogFile && pvLine == 0)
-    {
-        ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
-                      pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
+void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
 
-        LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), depth / ONE_PLY, pv_score, t, pv) << endl;
-    }
-    return s.str();
-  }
+  while (true)
+  {
+      // If we are not searching, wait for a condition to be signaled
+      // instead of wasting CPU time polling for work.
+      while (   do_sleep
+             || do_terminate
+             || (Threads.use_sleeping_threads() && !is_searching))
+      {
+          assert((!sp && threadID) || Threads.use_sleeping_threads());
 
+          if (do_terminate)
+          {
+              assert(!sp);
+              return;
+          }
 
-  void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
+          // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
+          lock_grab(&sleepLock);
 
-    MoveStack mlist[MOVES_MAX];
-    Move* sm;
+          // If we are master and all slaves have finished don't go to sleep
+          if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
+          {
+              lock_release(&sleepLock);
+              break;
+          }
 
-    clear();
-    bestMoveChanges = 0;
+          // Do sleep after retesting sleep conditions under lock protection, in
+          // particular we need to avoid a deadlock in case a master thread has,
+          // in the meanwhile, allocated us and sent the wake_up() call before we
+          // had the chance to grab the lock.
+          if (do_sleep || !is_searching)
+              cond_wait(&sleepCond, &sleepLock);
 
-    // Generate all legal moves and score them
-    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
-    qsearch_scoring(pos, mlist, last);
+          lock_release(&sleepLock);
+      }
 
-    // Add each move to the RootMoveList's vector
-    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-    {
-        // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
-        // is in the list before to add it.
-        for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
+      // If this thread has been assigned work, launch a search
+      if (is_searching)
+      {
+          assert(!do_terminate);
+
+          // Copy split point position and search stack and call search()
+          Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
+          SplitPoint* tsp = splitPoint;
+          Position pos(*tsp->pos, threadID);
+
+          memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(Stack));
+          (ss+1)->sp = tsp;
+
+          if (tsp->nodeType == Root)
+              search<SplitPointRoot>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else if (tsp->nodeType == PV)
+              search<SplitPointPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else if (tsp->nodeType == NonPV)
+              search<SplitPointNonPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else
+              assert(false);
 
-        if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
-            continue;
+          assert(is_searching);
 
-        RootMove rm;
-        rm.pv[0] = cur->move;
-        rm.pv[1] = MOVE_NONE;
-        rm.pv_score = Value(cur->score);
-        push_back(rm);
-    }
-    sort();
+          is_searching = false;
+
+          // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
+          // case we are the last slave of the split point.
+          if (   Threads.use_sleeping_threads()
+              && threadID != tsp->master
+              && !Threads[tsp->master].is_searching)
+              Threads[tsp->master].wake_up();
+      }
+
+      // 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 && Threads.split_point_finished(sp))
+      {
+          // Because sp->is_slave[] is reset under lock protection,
+          // be sure sp->lock has been released before to return.
+          lock_grab(&(sp->lock));
+          lock_release(&(sp->lock));
+          return;
+      }
   }
+}
 
-} // namespace
+
+/// do_timer_event() is called by the timer thread when the timer triggers. It
+/// is used to print debug info and, more important, to detect when we are out of
+/// available time and so stop the search.
+
+void do_timer_event() {
+
+  static int lastInfoTime;
+  int e = elapsed_time();
+
+  if (system_time() - lastInfoTime >= 1000 || !lastInfoTime)
+  {
+      lastInfoTime = system_time();
+
+      dbg_print_mean();
+      dbg_print_hit_rate();
+  }
+
+  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;
+}