]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Templatize qsearch
[stockfish] / src / search.cpp
index 7cc51c60cb4f23e474f687e8e9c601a0b8d4c116..1dd6940098f58464fc7a2ef786fb8d3d8506c0fa 100644 (file)
@@ -52,7 +52,7 @@ using std::endl;
 namespace {
 
   /// Types
-
+  enum NodeType { NonPV, PV };
 
   // 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
@@ -179,8 +179,7 @@ namespace {
   // Step 9. Internal iterative deepening
 
   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
-  const Depth IIDDepthAtPVNodes = 5 * OnePly;
-  const Depth IIDDepthAtNonPVNodes = 8 * OnePly;
+  const Depth IIDDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 5 * OnePly /* PV */};
 
   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
@@ -194,8 +193,7 @@ namespace {
   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
 
   // Minimum depth for use of singular extension
-  const Depth SingularExtensionDepthAtPVNodes = 6 * OnePly;
-  const Depth SingularExtensionDepthAtNonPVNodes = 8 * OnePly;
+  const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * OnePly /* non-PV */, 6 * OnePly /* PV */};
 
   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
   // remaining ones we will extend it.
@@ -216,11 +214,10 @@ namespace {
   // Step 14. Reduced search
 
   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
-  int8_t    PVReductionMatrix[64][64]; // [depth][moveNumber]
-  int8_t NonPVReductionMatrix[64][64]; // [depth][moveNumber]
+  int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
 
-  inline Depth    pv_reduction(Depth d, int mn) { return (Depth)    PVReductionMatrix[Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
-  inline Depth nonpv_reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) NonPVReductionMatrix[Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
+  template <NodeType PV>
+  inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
 
   // Common adjustments
 
@@ -280,9 +277,16 @@ namespace {
 
   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value* alphaPtr, Value* betaPtr);
-  Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
-  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove = MOVE_NONE);
+
+  template <NodeType PvNode>
+  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID,  Move excludedMove = MOVE_NONE);
+
+  template <NodeType PvNode>
   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
+
+  template <NodeType PvNode>
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
+
   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
   void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
@@ -291,7 +295,6 @@ namespace {
   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
   bool value_is_mate(Value value);
   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
-  Depth extension(const Position&, Move, bool, bool, bool, bool, bool, bool*);
   bool ok_to_do_nullmove(const Position& pos);
   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
@@ -551,8 +554,8 @@ void init_search() {
       {
           double    pvRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 3.0;
           double nonPVRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 1.5;
-          PVReductionMatrix[i][j]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
-          NonPVReductionMatrix[i][j] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
+          ReductionMatrix[PV][i][j]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(OnePly)) : 0);
+          ReductionMatrix[NonPV][i][j] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(OnePly)) : 0);
       }
 
   // Init futility margins array
@@ -844,7 +847,7 @@ namespace {
 
             // Step 11. Decide the new search depth
             depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
-            ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
+            ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
             newDepth = depth + ext;
 
             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
@@ -869,7 +872,7 @@ namespace {
                         alpha = -VALUE_INFINITE;
 
                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
-                    value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
+                    value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, false, 0);
                 }
                 else
                 {
@@ -882,11 +885,11 @@ namespace {
                         && !captureOrPromotion
                         && !move_is_castle(move))
                     {
-                        ss[0].reduction = pv_reduction(depth, i - MultiPV + 2);
+                        ss[0].reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
                         if (ss[0].reduction)
                         {
                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
-                            value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-ss[0].reduction, 1, true, 0);
+                            value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss[0].reduction, 1, true, 0);
                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
                         }
                     }
@@ -896,12 +899,12 @@ namespace {
                     {
                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
                         ss[0].reduction = Depth(0);
-                        value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
+                        value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1, true, 0);
 
                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
                         if (value > alpha)
-                            value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
+                            value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, false, 0);
                     }
                 }
 
@@ -1021,13 +1024,15 @@ namespace {
   }
 
 
-  // search_pv() is the main search function for PV nodes.
+  // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
 
-  Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
-                  Depth depth, int ply, int threadID) {
+  template <NodeType PvNode>
+  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth,
+               int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove) {
 
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
+    assert(PvNode || alpha == beta - 1);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
 
@@ -1038,13 +1043,15 @@ namespace {
     Move ttMove, move;
     Depth ext, newDepth;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
+    Value refinedValue, nullValue, futilityValueScaled; // Non-PV specific
     bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
     bool mateThreat = false;
     int moveCount = 0;
-    bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
+    refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
+    oldAlpha = alpha;
 
     if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
+        return qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
     // Step 1. Initialize node and poll
     // Polling can abort search.
@@ -1058,238 +1065,11 @@ namespace {
         return VALUE_DRAW;
 
     // Step 3. Mate distance pruning
-    oldAlpha = alpha;
     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
     if (alpha >= beta)
         return alpha;
 
-    // Step 4. Transposition table lookup
-    // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
-    // This is to avoid problems in the following areas:
-    //
-    // * Repetition draw detection
-    // * Fifty move rule detection
-    // * Searching for a mate
-    // * Printing of full PV line
-    tte = TT.retrieve(pos.get_key());
-    ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
-
-    // Step 5. Evaluate the position statically
-    // At PV nodes we do this only to update gain statistics
-    isCheck = pos.is_check();
-    if (!isCheck)
-    {
-        ss[ply].eval = evaluate(pos, ei, threadID);
-        update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
-    }
-
-    // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
-    // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
-    // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
-
-    // Step 9. Internal iterative deepening
-    if (   depth >= IIDDepthAtPVNodes
-        && ttMove == MOVE_NONE)
-    {
-        search_pv(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, threadID);
-        ttMove = ss[ply].pv[ply];
-        tte = TT.retrieve(pos.get_key());
-    }
-
-    // Initialize a MovePicker object for the current position
-    mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
-    CheckInfo ci(pos);
-
-    // Step 10. Loop through moves
-    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
-    while (   alpha < beta
-           && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
-           && !TM.thread_should_stop(threadID))
-    {
-      assert(move_is_ok(move));
-
-      singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
-      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
-      captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
-
-      // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
-
-      // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
-      // its siblings. 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.
-      if (   depth >= SingularExtensionDepthAtPVNodes
-          && tte
-          && move == tte->move()
-          && ext < OnePly
-          && is_lower_bound(tte->type())
-          && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly)
-      {
-          Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
-
-          if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
-          {
-              Value excValue = search(pos, ss, ttValue - SingularExtensionMargin, depth / 2, ply, false, threadID, move);
-
-              if (excValue < ttValue - SingularExtensionMargin)
-                  ext = OnePly;
-          }
-      }
-
-      newDepth = depth - OnePly + ext;
-
-      // Update current move (this must be done after singular extension search)
-      movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
-
-      // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
-
-      // Step 13. Make the move
-      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
-
-      // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-      // The first move in list is the expected PV
-      if (moveCount == 1)
-          value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
-      else
-      {
-        // Step 14. Reduced search
-        // if the move fails high will be re-searched at full depth.
-        bool doFullDepthSearch = true;
-
-        if (    depth >= 3 * OnePly
-            && !dangerous
-            && !captureOrPromotion
-            && !move_is_castle(move)
-            && !move_is_killer(move, ss[ply]))
-        {
-            ss[ply].reduction = pv_reduction(depth, moveCount);
-            if (ss[ply].reduction)
-            {
-                value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
-                doFullDepthSearch = (value > alpha);
-            }
-        }
-
-        // Step 15. Full depth search
-        if (doFullDepthSearch)
-        {
-            ss[ply].reduction = Depth(0);
-            value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
-
-            // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-            if (value > alpha && value < beta)
-                value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
-        }
-      }
-
-      // Step 16. Undo move
-      pos.undo_move(move);
-
-      assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
-
-      // Step 17. Check for new best move
-      if (value > bestValue)
-      {
-          bestValue = value;
-          if (value > alpha)
-          {
-              alpha = value;
-              update_pv(ss, ply);
-              if (value == value_mate_in(ply + 1))
-                  ss[ply].mateKiller = move;
-          }
-      }
-
-      // Step 18. Check for split
-      if (   TM.active_threads() > 1
-          && bestValue < beta
-          && depth >= MinimumSplitDepth
-          && Iteration <= 99
-          && TM.available_thread_exists(threadID)
-          && !AbortSearch
-          && !TM.thread_should_stop(threadID)
-          && TM.split(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue,
-                      depth, mateThreat, &moveCount, &mp, threadID, true))
-          break;
-    }
-
-    // Step 19. Check for mate and stalemate
-    // All legal moves have been searched and if there were
-    // no legal moves, it must be mate or stalemate.
-    if (moveCount == 0)
-        return (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 (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
-        return bestValue;
-
-    if (bestValue <= oldAlpha)
-        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
-
-    else if (bestValue >= beta)
-    {
-        TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
-        move = ss[ply].pv[ply];
-        if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
-        {
-            update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
-            update_killers(move, ss[ply]);
-        }
-        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
-    }
-    else
-        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
-
-    return bestValue;
-  }
-
-
-  // search() is the search function for zero-width nodes.
-
-  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
-               int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove) {
-
-    assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
-    assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
-    assert(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
-
-    Move movesSearched[256];
-    EvalInfo ei;
-    StateInfo st;
-    const TTEntry* tte;
-    Move ttMove, move;
-    Depth ext, newDepth;
-    Value bestValue, refinedValue, nullValue, value, futilityValueScaled;
-    bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
-    bool mateThreat = false;
-    int moveCount = 0;
-    refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
-
-    if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-
-    // Step 1. Initialize node and poll
-    // Polling can abort search.
-    init_node(ss, ply, threadID);
-
-    // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
-    if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
-        return Value(0);
-
-    if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
-        return VALUE_DRAW;
-
-    // Step 3. Mate distance pruning
-    if (value_mated_in(ply) >= beta)
-        return beta;
-
-    if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
-        return beta - 1;
-
     // Step 4. Transposition table lookup
 
     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
@@ -1299,7 +1079,15 @@ namespace {
     tte = TT.retrieve(posKey);
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
-    if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
+    // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
+    // This is to avoid problems in the following areas:
+    //
+    // * Repetition draw detection
+    // * Fifty move rule detection
+    // * Searching for a mate
+    // * Printing of full PV line
+
+    if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
         // Refresh tte entry to avoid aging
         TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove);
@@ -1309,8 +1097,8 @@ namespace {
     }
 
     // Step 5. Evaluate the position statically
+    // At PV nodes we do this only to update gain statistics
     isCheck = pos.is_check();
-
     if (!isCheck)
     {
         if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
@@ -1322,8 +1110,9 @@ namespace {
         update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
     }
 
-    // Step 6. Razoring
-    if (    refinedValue < beta - razor_margin(depth)
+    // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
+    if (   !PvNode
+        &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
         &&  ttMove == MOVE_NONE
         &&  ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
         &&  depth < RazorDepth
@@ -1332,17 +1121,18 @@ namespace {
         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
-        Value v = qsearch(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
+        Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
         if (v < rbeta)
             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
             return v;
     }
 
-    // Step 7. Static null move pruning
+    // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
-    if (    allowNullmove
+    if (   !PvNode
+        &&  allowNullmove
         &&  depth < RazorDepth
         && !isCheck
         && !value_is_mate(beta)
@@ -1350,11 +1140,12 @@ namespace {
         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0))
         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
 
-    // Step 8. Null move search with verification search
+    // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
     // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
     // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
     // NullMoveMargin under beta.
-    if (    allowNullmove
+    if (   !PvNode
+        &&  allowNullmove
         &&  depth > OnePly
         && !isCheck
         && !value_is_mate(beta)
@@ -1372,7 +1163,7 @@ namespace {
 
         pos.do_null_move(st);
 
-        nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
+        nullValue = -search<NonPV>(pos, ss, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
         pos.undo_null_move();
 
@@ -1386,7 +1177,7 @@ namespace {
                 return nullValue;
 
             // Do zugzwang verification search
-            Value v = search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
+            Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
             if (v >= beta)
                 return nullValue;
         } else {
@@ -1408,18 +1199,22 @@ namespace {
     }
 
     // Step 9. Internal iterative deepening
-    if (   depth >= IIDDepthAtNonPVNodes
+    if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
         && ttMove == MOVE_NONE
-        && !isCheck
-        && ss[ply].eval >= beta - IIDMargin)
+        && (PvNode || (!isCheck && ss[ply].eval >= beta - IIDMargin)))
     {
-        search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
+        Depth d = (PvNode ? depth - 2 * OnePly : depth / 2);
+        search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply, false, threadID);
         ttMove = ss[ply].pv[ply];
         tte = TT.retrieve(posKey);
     }
 
+    // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
+    if (PvNode)
+        mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+
     // Initialize a MovePicker object for the current position
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply], beta);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply], (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
     CheckInfo ci(pos);
 
     // Step 10. Loop through moves
@@ -1433,17 +1228,17 @@ namespace {
       if (move == excludedMove)
           continue;
 
-      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
+      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
       // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
+      ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
 
       // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
       // its siblings. 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.
-      if (   depth >= SingularExtensionDepthAtNonPVNodes
+      if (   depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
           && tte
           && move == tte->move()
           && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
@@ -1455,9 +1250,10 @@ namespace {
 
           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
           {
-              Value excValue = search(pos, ss, ttValue - SingularExtensionMargin, depth / 2, ply, false, threadID, move);
+              Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
+              Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply, false, threadID, move);
 
-              if (excValue < ttValue - SingularExtensionMargin)
+              if (v < ttValue - SingularExtensionMargin)
                   ext = OnePly;
           }
       }
@@ -1467,8 +1263,9 @@ namespace {
       // Update current move (this must be done after singular extension search)
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      // Step 12. Futility pruning
-      if (   !isCheck
+      // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
+      if (   !PvNode
+          && !isCheck
           && !dangerous
           && !captureOrPromotion
           && !move_is_castle(move)
@@ -1481,7 +1278,7 @@ namespace {
               continue;
 
           // Value based pruning
-          Depth predictedDepth = newDepth - nonpv_reduction(depth, moveCount); // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly
+          Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount); // FIXME We illogically ignore reduction condition depth >= 3*OnePly
           futilityValueScaled =  ss[ply].eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
@@ -1496,29 +1293,42 @@ namespace {
       // Step 13. Make the move
       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
-      // Step 14. Reduced search, if the move fails high
-      // will be re-searched at full depth.
-      bool doFullDepthSearch = true;
-
-      if (    depth >= 3*OnePly
-          && !dangerous
-          && !captureOrPromotion
-          && !move_is_castle(move)
-          && !move_is_killer(move, ss[ply]))
+      // Step extra. pv search (only in PV nodes)
+      // The first move in list is the expected PV
+      if (PvNode && moveCount == 1)
+          value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, false, threadID);
+      else
       {
-          ss[ply].reduction = nonpv_reduction(depth, moveCount);
-          if (ss[ply].reduction)
+          // Step 14. Reduced search
+          // if the move fails high will be re-searched at full depth.
+          bool doFullDepthSearch = true;
+
+          if (    depth >= 3 * OnePly
+              && !dangerous
+              && !captureOrPromotion
+              && !move_is_castle(move)
+              && !move_is_killer(move, ss[ply]))
           {
-              value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
-              doFullDepthSearch = (value >= beta);
+              ss[ply].reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
+              if (ss[ply].reduction)
+              {
+                  value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
+                  doFullDepthSearch = (value > alpha);
+              }
           }
-      }
 
-      // Step 15. Full depth search
-      if (doFullDepthSearch)
-      {
-          ss[ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
+          // Step 15. Full depth search
+          if (doFullDepthSearch)
+          {
+              ss[ply].reduction = Depth(0);
+              value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
+
+              // 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 && value < beta)
+                  value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, false, threadID);
+          }
       }
 
       // Step 16. Undo move
@@ -1530,11 +1340,13 @@ namespace {
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
-          if (value >= beta)
+          if (value > alpha)
+          {
+              alpha = value;
               update_pv(ss, ply);
-
-          if (value == value_mate_in(ply + 1))
-              ss[ply].mateKiller = move;
+              if (value == value_mate_in(ply + 1))
+                  ss[ply].mateKiller = move;
+          }
       }
 
       // Step 18. Check for split
@@ -1545,8 +1357,8 @@ namespace {
           && TM.available_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !TM.thread_should_stop(threadID)
-          && TM.split(pos, ss, ply, NULL, beta, &bestValue,
-                      depth, mateThreat, &moveCount, &mp, threadID, false))
+          && TM.split(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue,
+                      depth, mateThreat, &moveCount, &mp, threadID, PvNode))
           break;
     }
 
@@ -1555,7 +1367,7 @@ namespace {
     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
     // If one move was excluded return fail low score.
     if (!moveCount)
-        return excludedMove ? beta - 1 : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
+        return excludedMove ? oldAlpha : (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
     // Step 20. Update tables
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
@@ -1563,9 +1375,10 @@ namespace {
     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
         return bestValue;
 
-    if (bestValue < beta)
+    if (bestValue <= oldAlpha)
         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
-    else
+
+    else if (bestValue >= beta)
     {
         TM.incrementBetaCounter(pos.side_to_move(), depth, threadID);
         move = ss[ply].pv[ply];
@@ -1575,8 +1388,9 @@ namespace {
             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
             update_killers(move, ss[ply]);
         }
-
     }
+    else
+        TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, depth, ss[ply].pv[ply]);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1588,11 +1402,13 @@ namespace {
   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
   // less than OnePly).
 
+  template <NodeType PvNode>
   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
                 Depth depth, int ply, int threadID) {
 
     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(threadID >= 0 && threadID < TM.active_threads());
@@ -1604,7 +1420,6 @@ namespace {
     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
     const TTEntry* tte = NULL;
     int moveCount = 0;
-    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
     Value oldAlpha = alpha;
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
@@ -1623,7 +1438,7 @@ namespace {
     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
-    if (!pvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
+    if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
         assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
 
@@ -1688,9 +1503,9 @@ namespace {
       ss[ply].currentMove = move;
 
       // Futility pruning
-      if (   enoughMaterial
+      if (   !PvNode
+          &&  enoughMaterial
           && !isCheck
-          && !pvNode
           && !moveIsCheck
           &&  move != ttMove
           && !move_is_promotion(move)
@@ -1716,8 +1531,8 @@ namespace {
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
       // Don't search moves with negative SEE values
-      if (   (!isCheck || evasionPrunable)
-          && !pvNode
+      if (   !PvNode
+          && (!isCheck || evasionPrunable)
           &&  move != ttMove
           && !move_is_promotion(move)
           &&  pos.see_sign(move) < 0)
@@ -1725,7 +1540,7 @@ namespace {
 
       // Make and search the move
       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
-      value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
+      value = -qsearch<PvNode>(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
       pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
@@ -1817,7 +1632,7 @@ namespace {
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
       // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
+      ext = extension<NonPV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Update current move
@@ -1839,7 +1654,7 @@ namespace {
           }
 
           // Value based pruning
-          Depth predictedDepth = newDepth - nonpv_reduction(sp->depth, moveCount);
+          Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
           futilityValueScaled =  ss[sp->ply].eval + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
@@ -1865,10 +1680,10 @@ namespace {
           && !move_is_castle(move)
           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
-          ss[sp->ply].reduction = nonpv_reduction(sp->depth, moveCount);
+          ss[sp->ply].reduction = reduction<NonPV>(sp->depth, moveCount);
           if (ss[sp->ply].reduction)
           {
-              value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
+              value = -search<NonPV>(pos, ss, -(sp->alpha+1), -(sp->alpha), newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
               doFullDepthSearch = (value >= sp->beta && !TM.thread_should_stop(threadID));
           }
       }
@@ -1877,7 +1692,7 @@ namespace {
       if (doFullDepthSearch)
       {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
+          value = -search<NonPV>(pos, ss, -(sp->alpha+1), -(sp->alpha), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
       }
 
       // Step 16. Undo move
@@ -1950,7 +1765,7 @@ namespace {
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
       // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
+      ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, sp->mateThreat, &dangerous);
       newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Update current move
@@ -1970,11 +1785,11 @@ namespace {
           && !move_is_castle(move)
           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
-          ss[sp->ply].reduction = pv_reduction(sp->depth, moveCount);
+          ss[sp->ply].reduction = reduction<PV>(sp->depth, moveCount);
           if (ss[sp->ply].reduction)
           {
               Value localAlpha = sp->alpha;
-              value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
+              value = -search<NonPV>(pos, ss, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
               doFullDepthSearch = (value > localAlpha && !TM.thread_should_stop(threadID));
           }
       }
@@ -1984,7 +1799,7 @@ namespace {
       {
           Value localAlpha = sp->alpha;
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
+          value = -search<NonPV>(pos, ss, -(localAlpha+1), -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
 
           if (value > localAlpha && value < sp->beta && !TM.thread_should_stop(threadID))
           {
@@ -1992,7 +1807,7 @@ namespace {
               // to be higher or equal then beta, if so, avoid to start a PV search.
               localAlpha = sp->alpha;
               if (localAlpha < sp->beta)
-                  value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
+                  value = -search<PV>(pos, ss, -sp->beta, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, false, threadID);
           }
       }
 
@@ -2032,7 +1847,7 @@ namespace {
 
 
   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
-  // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the
+  // (search() qsearch(), and so on) and initializes the
   // search stack object corresponding to the current node. Once every
   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
@@ -2184,9 +1999,9 @@ namespace {
   // 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.
-
-  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool captureOrPromotion,
-                  bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
+  template <NodeType PvNode>
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
+                  bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
 
     assert(m != MOVE_NONE);
 
@@ -2196,13 +2011,13 @@ namespace {
     if (*dangerous)
     {
         if (moveIsCheck)
-            result += CheckExtension[pvNode];
+            result += CheckExtension[PvNode];
 
         if (singleEvasion)
-            result += SingleEvasionExtension[pvNode];
+            result += SingleEvasionExtension[PvNode];
 
         if (mateThreat)
-            result += MateThreatExtension[pvNode];
+            result += MateThreatExtension[PvNode];
     }
 
     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
@@ -2210,12 +2025,12 @@ namespace {
         Color c = pos.side_to_move();
         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
         {
-            result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
+            result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
             *dangerous = true;
         }
         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
         {
-            result += PassedPawnExtension[pvNode];
+            result += PassedPawnExtension[PvNode];
             *dangerous = true;
         }
     }
@@ -2227,11 +2042,11 @@ namespace {
         && !move_is_promotion(m)
         && !move_is_ep(m))
     {
-        result += PawnEndgameExtension[pvNode];
+        result += PawnEndgameExtension[PvNode];
         *dangerous = true;
     }
 
-    if (   pvNode
+    if (   PvNode
         && captureOrPromotion
         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
         && pos.see_sign(m) >= 0)
@@ -2922,7 +2737,7 @@ namespace {
     splitPoint->ply = ply;
     splitPoint->depth = depth;
     splitPoint->mateThreat = mateThreat;
-    splitPoint->alpha = pvNode ? *alpha : beta - 1;
+    splitPoint->alpha = *alpha;
     splitPoint->beta = beta;
     splitPoint->pvNode = pvNode;
     splitPoint->bestValue = *bestValue;
@@ -2977,12 +2792,10 @@ namespace {
     idle_loop(master, splitPoint);
 
     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
-    // finished. Update alpha, beta and bestValue, and return.
+    // finished. Update alpha and bestValue, and return.
     lock_grab(&MPLock);
 
-    if (pvNode)
-        *alpha = splitPoint->alpha;
-
+    *alpha = splitPoint->alpha;
     *bestValue = splitPoint->bestValue;
     threads[master].activeSplitPoints--;
     threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
@@ -3058,7 +2871,7 @@ namespace {
         init_ss_array(ss);
         pos.do_move(cur->move, st);
         moves[count].move = cur->move;
-        moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
+        moves[count].score = -qsearch<PV>(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, Depth(0), 1, 0);
         moves[count].pv[0] = cur->move;
         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
         pos.undo_move(cur->move);