Cache evaluation score in qsearch
[stockfish] / src / search.cpp
index 88d3e8a0b02817d2fc7f07b0318ee6af63c6894c..3617853e5f23d2f3589b7af48da9decbf48e4593 100644 (file)
@@ -1,13 +1,14 @@
 /*
-  Glaurung, a UCI chess playing engine.
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
+  Copyright (C) 2008 Marco Costalba
 
-  Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
+  Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   (at your option) any later version.
 
-  Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
+  Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   GNU General Public License for more details.
@@ -46,6 +47,23 @@ namespace {
 
   /// Types
 
+  // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
+  // Apart for the first one that has its score, following moves
+  // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
+  // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
+  // the last iteration.
+
+  struct BetaCounterType {
+
+    BetaCounterType();
+    void clear();
+    void add(Color us, Depth d, int threadID);
+    void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
+
+    int64_t hits[THREAD_MAX][2];
+  };
+
+
   // The RootMove class is used for moves at the root at 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).
@@ -59,6 +77,7 @@ namespace {
     Value score;
     int64_t nodes, cumulativeNodes;
     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
+    int64_t ourBeta, theirBeta;
   };
 
 
@@ -69,16 +88,17 @@ namespace {
 
   public:
     RootMoveList(Position &pos, Move searchMoves[]);
-    Move get_move(int moveNum) const;
-    Value get_move_score(int moveNum) const;
-    void set_move_score(int moveNum, Value score);
-    void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
+    inline Move get_move(int moveNum) const;
+    inline Value get_move_score(int moveNum) const;
+    inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
+    inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
+    inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
-    Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
-    int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
-    int move_count() const;
+    inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
+    inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
+    inline int move_count() const;
     Move scan_for_easy_move() const;
-    void sort();
+    inline void sort();
     void sort_multipv(int n);
 
   private:
@@ -101,6 +121,9 @@ namespace {
   // Depth limit for selective search:
   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
 
+  // Use dynamic LMR?
+  const bool UseDynamicLMR = false;
+
   // Use internal iterative deepening?
   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
@@ -110,9 +133,6 @@ namespace {
   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
   const Value IIDMargin = Value(0x100);
 
-  // Use easy moves?
-  const bool UseEasyMove = true;
-
   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
@@ -142,16 +162,23 @@ namespace {
   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
   bool UseFutilityPruning = true;
 
-  // Margins for futility pruning in the quiescence search, at frontier
-  // nodes, and at pre-frontier nodes:
-  Value FutilityMargin0 = Value(0x80);
-  Value FutilityMargin1 = Value(0x100);
-  Value FutilityMargin2 = Value(0x300);
+  // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
+  // and near frontier nodes
+  Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
+  Value FutilityMargins[6] = { Value(0x100), Value(0x200), Value(0x250),
+                               Value(0x2A0), Value(0x340), Value(0x3A0) };
 
   // Razoring
+  const bool RazorAtDepthOne = false;
   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
   Value RazorMargin = Value(0x300);
 
+  // Last seconds noise filtering (LSN)
+  bool UseLSNFiltering = false;
+  bool looseOnTime = false;
+  int LSNTime = 4 * 1000; // In milliseconds
+  Value LSNValue = Value(0x200);
+
   // Extensions.  Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
   Depth CheckExtension[2] = {OnePly, OnePly};
   Depth SingleReplyExtension[2] = {OnePly / 2, OnePly / 2};
@@ -160,28 +187,29 @@ namespace {
   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
 
-  // Search depth at iteration 1:
+  // Search depth at iteration 1
   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
 
   // Node counters
   int NodesSincePoll;
   int NodesBetweenPolls = 30000;
 
-  // Iteration counter:
+  // Iteration counters
   int Iteration;
+  BetaCounterType BetaCounter;
 
   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
 
-  // MultiPV mode:
+  // MultiPV mode
   int MultiPV = 1;
 
   // Time managment variables
   int SearchStartTime;
   int MaxNodes, MaxDepth;
-  int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, TimeAdvantage;
-  Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
+  int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
+  Move EasyMove;
   int RootMoveNumber;
   bool InfiniteSearch;
   bool PonderSearch;
@@ -220,7 +248,7 @@ namespace {
 
   /// Functions
 
-  void id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
+  Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml);
   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
                   Depth depth, int ply, int threadID);
@@ -230,19 +258,19 @@ namespace {
                 Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]);
   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
-                  bool singleReply, bool mateThreat);
+  bool value_is_mate(Value value);
+  bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
+  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
-  void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
-                      Move movesSearched[], int moveCount);
+  void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
+  void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
 
   bool fail_high_ply_1();
   int current_search_time();
@@ -259,9 +287,8 @@ namespace {
   bool thread_is_available(int slave, int master);
   bool idle_thread_exists(int master);
   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth,
-             int *moves, MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master,
-             bool pvNode);
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
+             MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
   void wake_sleeping_threads();
 
 #if !defined(_MSC_VER)
@@ -290,12 +317,33 @@ Lock IOLock;
 
 History H;  // Should be made local?
 
+// The empty search stack
+SearchStack EmptySearchStack;
+
+
+// SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
+// new search from the root.
+void SearchStack::init(int ply) {
+
+  pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
+  currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
+  reduction = Depth(0);
+  currentMoveCaptureValue = Value(0);
+}
+
+void SearchStack::initKillers() {
+
+  mateKiller = MOVE_NONE;
+  for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
+      killers[i] = MOVE_NONE;
+}
+
 
 ////
 //// Functions
 ////
 
-/// think() is the external interface to Glaurung's search, and is called when
+/// 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 root_search()
 
@@ -303,29 +351,31 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
            int time[], int increment[], int movesToGo, int maxDepth,
            int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
 
-  // Look for a book move:
-  if(!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook")) {
-    Move bookMove;
-    if(get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name()) {
-      OpeningBook.close();
-      OpeningBook.open("book.bin");
-    }
-    bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
-    if(bookMove != MOVE_NONE) {
-      std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
-      return;
-    }
+  // Look for a book move
+  if (!infinite && !ponder && get_option_value_bool("OwnBook"))
+  {
+      Move bookMove;
+      if (get_option_value_string("Book File") != OpeningBook.file_name())
+      {
+          OpeningBook.close();
+          OpeningBook.open("book.bin");
+      }
+      bookMove = OpeningBook.get_move(pos);
+      if (bookMove != MOVE_NONE)
+      {
+          std::cout << "bestmove " << bookMove << std::endl;
+          return;
+      }
   }
 
-  // Initialize global search variables:
+  // Initialize global search variables
   Idle = false;
   SearchStartTime = get_system_time();
-  BestRootMove = MOVE_NONE;
-  PonderMove = MOVE_NONE;
   EasyMove = MOVE_NONE;
-  for(int i = 0; i < THREAD_MAX; i++) {
-    Threads[i].nodes = 0ULL;
-    Threads[i].failHighPly1 = false;
+  for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+  {
+      Threads[i].nodes = 0ULL;
+      Threads[i].failHighPly1 = false;
   }
   NodesSincePoll = 0;
   InfiniteSearch = infinite;
@@ -337,149 +387,162 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   Problem = false;
   ExactMaxTime = maxTime;
 
-  // Read UCI option values:
+  // Read UCI option values
   TT.set_size(get_option_value_int("Hash"));
-  if(button_was_pressed("Clear Hash"))
-    TT.clear();
+  if (button_was_pressed("Clear Hash"))
+      TT.clear();
+
   PonderingEnabled = get_option_value_bool("Ponder");
   MultiPV = get_option_value_int("MultiPV");
 
   CheckExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (PV nodes)"));
-  CheckExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
+  CheckExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Check Extension (non-PV nodes)"));
+
   SingleReplyExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (PV nodes)"));
-  SingleReplyExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
-  PawnPushTo7thExtension[1] =
-    Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
-  PawnPushTo7thExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
-  PassedPawnExtension[1] =
-    Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
-  PassedPawnExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
-  PawnEndgameExtension[1] =
-    Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
-  PawnEndgameExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
-  MateThreatExtension[1] =
-    Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
-  MateThreatExtension[0] =
-    Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
-
-  LMRPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
-  LMRNonPVMoves = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
-  ThreatDepth = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
+  SingleReplyExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Single Reply Extension (non-PV nodes)"));
+
+  PawnPushTo7thExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"));
+  PawnPushTo7thExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"));
+
+  PassedPawnExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (PV nodes)"));
+  PassedPawnExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"));
+
+  PawnEndgameExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (PV nodes)"));
+  PawnEndgameExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"));
+
+  MateThreatExtension[1] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (PV nodes)"));
+  MateThreatExtension[0] = Depth(get_option_value_int("Mate Threat Extension (non-PV nodes)"));
+
+  LMRPVMoves     = get_option_value_int("Full Depth Moves (PV nodes)") + 1;
+  LMRNonPVMoves  = get_option_value_int("Full Depth Moves (non-PV nodes)") + 1;
+  ThreatDepth    = get_option_value_int("Threat Depth") * OnePly;
   SelectiveDepth = get_option_value_int("Selective Plies") * OnePly;
 
   Chess960 = get_option_value_bool("UCI_Chess960");
   ShowCurrentLine = get_option_value_bool("UCI_ShowCurrLine");
   UseLogFile = get_option_value_bool("Use Search Log");
-  if(UseLogFile)
-    LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(),
-                 std::ios::out | std::ios::app);
-
-  UseQSearchFutilityPruning =
-    get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
-  UseFutilityPruning =
-    get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
-
-  FutilityMargin0 =
-    value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 0"));
-  FutilityMargin1 =
-    value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 1"));
-  FutilityMargin2 =
-    value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 2"));
+  if (UseLogFile)
+      LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
+
+  UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
+  UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
+
+  FutilityMarginQS = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin (Quiescence Search)"));
+  int fmScale = get_option_value_int("Futility Margin Scale Factor (Main Search)");
+  for (int i = 0; i < 6; i++)
+      FutilityMargins[i] = (FutilityMargins[i] * fmScale) / 100;
 
   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
 
+  UseLSNFiltering = get_option_value_bool("LSN filtering");
+  LSNTime = get_option_value_int("LSN Time Margin (sec)") * 1000;
+  LSNValue = value_from_centipawns(get_option_value_int("LSN Value Margin"));
+
   MinimumSplitDepth = get_option_value_int("Minimum Split Depth") * OnePly;
-  MaxThreadsPerSplitPoint =
-    get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
+  MaxThreadsPerSplitPoint = get_option_value_int("Maximum Number of Threads per Split Point");
 
   read_weights(pos.side_to_move());
 
   int newActiveThreads = get_option_value_int("Threads");
-  if(newActiveThreads != ActiveThreads) {
-    ActiveThreads = newActiveThreads;
-    init_eval(ActiveThreads);
+  if (newActiveThreads != ActiveThreads)
+  {
+      ActiveThreads = newActiveThreads;
+      init_eval(ActiveThreads);
   }
 
   // Wake up sleeping threads:
   wake_sleeping_threads();
 
-  for(int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
-    assert(thread_is_available(i, 0));
+  for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
+      assert(thread_is_available(i, 0));
 
   // Set thinking time:
   int myTime = time[side_to_move];
   int myIncrement = increment[side_to_move];
-  int oppTime = time[1 - side_to_move];
-  
-  TimeAdvantage = myTime - oppTime;
-
-  if(!movesToGo) { // Sudden death time control
-    if(increment) {
-      MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
-      AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
-    }
-    else { // Blitz game without increment
-      MaxSearchTime = myTime / 40;
-      AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
-    }
+
+  if (!movesToGo) // Sudden death time control
+  {
+      if (myIncrement)
+      {
+          MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
+          AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
+      } else { // Blitz game without increment
+          MaxSearchTime = myTime / 30;
+          AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
+      }
   }
-  else { // (x moves) / (y minutes)
-    if(movesToGo == 1) {
-      MaxSearchTime = myTime / 2;
-      AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
-    }
-    else {
-      MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
-      AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
-    }
+  else // (x moves) / (y minutes)
+  {
+      if (movesToGo == 1)
+      {
+          MaxSearchTime = myTime / 2;
+          AbsoluteMaxSearchTime = Min(myTime / 2, myTime - 500);
+      } else {
+          MaxSearchTime = myTime / Min(movesToGo, 20);
+          AbsoluteMaxSearchTime = Min((4 * myTime) / movesToGo, myTime / 3);
+      }
   }
-  if(PonderingEnabled) {
-    MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
-    MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
+
+  if (PonderingEnabled)
+  {
+      MaxSearchTime += MaxSearchTime / 4;
+      MaxSearchTime = Min(MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime);
   }
 
   // Fixed depth or fixed number of nodes?
   MaxDepth = maxDepth;
-  if(MaxDepth)
-    InfiniteSearch = true; // HACK
+  if (MaxDepth)
+      InfiniteSearch = true; // HACK
 
   MaxNodes = maxNodes;
-  if(MaxNodes) {
-    NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
-    InfiniteSearch = true; // HACK
+  if (MaxNodes)
+  {
+      NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
+      InfiniteSearch = true; // HACK
   }
   else
-    NodesBetweenPolls = 30000;
+      NodesBetweenPolls = 30000;
 
 
   // Write information to search log file:
-  if(UseLogFile) {
-    LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << '\n';
-    LogFile << "infinite: " << infinite << " ponder: " << ponder
-            << " time: " << myTime << " increment: " << myIncrement
-            << " moves to go: " << movesToGo << '\n';
-  }
+  if (UseLogFile)
+      LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << std::endl
+              << "infinite: " << infinite
+              << " ponder: " << ponder
+              << " time: " << myTime
+              << " increment: " << myIncrement
+              << " moves to go: " << movesToGo << std::endl;
+
 
   // We're ready to start thinking.  Call the iterative deepening loop
   // function:
-  id_loop(pos, searchMoves);
+  if (!looseOnTime)
+  {
+      Value v = id_loop(pos, searchMoves);
+      looseOnTime = (   UseLSNFiltering
+                     && myTime < LSNTime
+                     && myIncrement == 0
+                     && v < -LSNValue);
+  }
+  else
+  {
+      looseOnTime = false; // reset for next match
+      while (SearchStartTime + myTime + 1000 > get_system_time())
+          ; // wait here
+      id_loop(pos, searchMoves); // to fail gracefully
+  }
 
-  if(UseLogFile)
-    LogFile.close();
+  if (UseLogFile)
+      LogFile.close();
 
-  if(Quit) {
-    OpeningBook.close();
-    stop_threads();
-    quit_eval();
-    exit(0);
+  if (Quit)
+  {
+      OpeningBook.close();
+      stop_threads();
+      quit_eval();
+      exit(0);
   }
-
   Idle = true;
 }
 
@@ -489,13 +552,15 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
 /// objects.
 
 void init_threads() {
+
   volatile int i;
+
 #if !defined(_MSC_VER)
   pthread_t pthread[1];
 #endif
 
-  for(i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
-    Threads[i].activeSplitPoints = 0;
+  for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+      Threads[i].activeSplitPoints = 0;
 
   // Initialize global locks:
   lock_init(&MPLock, NULL);
@@ -507,32 +572,36 @@ void init_threads() {
   pthread_mutex_init(&WaitLock, NULL);
   pthread_cond_init(&WaitCond, NULL);
 #else
-  for(i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
-    SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
+  for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+      SitIdleEvent[i] = CreateEvent(0, FALSE, FALSE, 0);
 #endif
 
-  // All threads except the main thread should be initialized to idle state:
-  for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++) {
-    Threads[i].stop = false;
-    Threads[i].workIsWaiting = false;
-    Threads[i].idle = true;
-    Threads[i].running = false;
+  // All threads except the main thread should be initialized to idle state
+  for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
+  {
+      Threads[i].stop = false;
+      Threads[i].workIsWaiting = false;
+      Threads[i].idle = true;
+      Threads[i].running = false;
   }
 
-  // Launch the helper threads:
-  for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++) {
+  // Launch the helper threads
+  for(i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
+  {
 #if !defined(_MSC_VER)
-    pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
+      pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
 #else
-    {
       DWORD iID[1];
       CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
-    }
 #endif
 
-    // Wait until the thread has finished launching:
-    while(!Threads[i].running);
+      // Wait until the thread has finished launching:
+      while (!Threads[i].running);
   }
+
+  // Init also the empty search stack
+  EmptySearchStack.init(0);
+  EmptySearchStack.initKillers();
 }
 
 
@@ -540,13 +609,15 @@ void init_threads() {
 /// helper threads exit cleanly.
 
 void stop_threads() {
+
   ActiveThreads = THREAD_MAX;  // HACK
   Idle = false;  // HACK
   wake_sleeping_threads();
   AllThreadsShouldExit = true;
-  for(int i = 1; i < THREAD_MAX; i++) {
-    Threads[i].stop = true;
-    while(Threads[i].running);
+  for (int i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
+  {
+      Threads[i].stop = true;
+      while(Threads[i].running);
   }
   destroy_split_point_stack();
 }
@@ -556,9 +627,10 @@ void stop_threads() {
 /// the current search.
 
 int64_t nodes_searched() {
+
   int64_t result = 0ULL;
-  for(int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
-    result += Threads[i].nodes;
+  for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
+      result += Threads[i].nodes;
   return result;
 }
 
@@ -570,7 +642,8 @@ namespace {
   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
   // reached.
 
-  void id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
+  Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]) {
+
     Position p(pos);
     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
 
@@ -580,8 +653,11 @@ namespace {
     // Initialize
     TT.new_search();
     H.clear();
-    init_search_stack(ss);
-
+    for (int i = 0; i < 3; i++)
+    {
+        ss[i].init(i);
+        ss[i].initKillers();
+    }
     ValueByIteration[0] = Value(0);
     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
     Iteration = 1;
@@ -589,111 +665,121 @@ namespace {
     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
 
     // Iterative deepening loop
-    while(!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX) {
-
-      // Initialize iteration
-      rml.sort();
-      Iteration++;
-      BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
-      if(Iteration <= 5)
-        ExtraSearchTime = 0;
-
-      std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
-
-      // Search to the current depth
-      ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
-
-      // Erase the easy move if it differs from the new best move
-      if(ss[0].pv[0] != EasyMove)
-        EasyMove = MOVE_NONE;
-
-      Problem = false;
-
-      if(!InfiniteSearch) {
-        // Time to stop?
-        bool stopSearch = false;
-
-        // Stop search early if there is only a single legal move:
-        if(Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
-          stopSearch = true;
-
-        // Stop search early when the last two iterations returned a mate
-        // score:
-        if(Iteration >= 6
-           && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
-           && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
-          stopSearch = true;
-
-        // Stop search early if one move seems to be much better than the
-        // rest:
-        int64_t nodes = nodes_searched();
-        if(Iteration >= 8 && EasyMove == ss[0].pv[0] &&
-           ((rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100 &&
-             current_search_time() > MaxSearchTime / 16) ||
-            (rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100 &&
-             current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
-          stopSearch = true;
-
-        // Add some extra time if the best move has changed during the last
-        // two iterations:
-        if(Iteration > 5 && Iteration <= 50)
-          ExtraSearchTime =
-            BestMoveChangesByIteration[Iteration] * (MaxSearchTime / 2) +
-            BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
-
-        // If we need some more and we are in time advantage take it.
-        if (ExtraSearchTime > 0 && TimeAdvantage > 2 * MaxSearchTime)
-            ExtraSearchTime += MaxSearchTime / 2;
-
-        // 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() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
-          stopSearch = true;
-
-        if(stopSearch) {
-          if(!PonderSearch)
-            break;
-          else
-            StopOnPonderhit = true;
-        }
-      }
+    while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
+    {
+        // Initialize iteration
+        rml.sort();
+        Iteration++;
+        BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
+        if (Iteration <= 5)
+            ExtraSearchTime = 0;
 
-      // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
-      // been overwritten during the search:
-      TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
+        std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
 
-      if(MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
-        break;
+        // Search to the current depth
+        ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
+
+        // Erase the easy move if it differs from the new best move
+        if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
+            EasyMove = MOVE_NONE;
+
+        Problem = false;
+
+        if (!InfiniteSearch)
+        {
+            // Time to stop?
+            bool stopSearch = false;
+
+            // Stop search early if there is only a single legal move:
+            if (Iteration >= 6 && rml.move_count() == 1)
+                stopSearch = true;
+
+            // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
+            if (  Iteration >= 6
+                && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
+                && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
+                stopSearch = true;
+
+            // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
+            int64_t nodes = nodes_searched();
+            if (   Iteration >= 8
+                && EasyMove == ss[0].pv[0]
+                && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
+                       && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
+                    ||(   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 98) / 100
+                       && current_search_time() > MaxSearchTime / 32)))
+                stopSearch = true;
+
+            // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
+            if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
+                ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
+                                + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
+
+            // 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() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
+                stopSearch = true;
+
+            if (stopSearch)
+            {
+                if (!PonderSearch)
+                    break;
+                else
+                    StopOnPonderhit = true;
+            }
+        }
+        // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
+        // been overwritten during the search:
+        TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
+
+        if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
+            break;
     }
 
     rml.sort();
 
     // If we are pondering, we shouldn't print the best move before we
     // are told to do so
-    if(PonderSearch)
-      wait_for_stop_or_ponderhit();
+    if (PonderSearch)
+        wait_for_stop_or_ponderhit();
     else
-      // Print final search statistics
-      std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
-                << " time " << current_search_time()
-                << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
-
-    // Print the best move and the ponder move to the standard output:
+        // Print final search statistics
+        std::cout << "info nodes " << nodes_searched()
+                  << " nps " << nps()
+                  << " time " << current_search_time()
+                  << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
+
+    // Print the best move and the ponder move to the standard output
+    if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
+    {
+        ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
+        ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
+    }
     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
-    if(ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
-      std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
+    if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
+        std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
+
     std::cout << std::endl;
 
-    if(UseLogFile) {
-      UndoInfo u;
-      LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << '\n';
-      LogFile << "Nodes/second: " << nps() << '\n';
-      LogFile << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << '\n';
-      p.do_move(ss[0].pv[0], u);
-      LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1]) << '\n';
-      LogFile << std::endl;
+    if (UseLogFile)
+    {
+        if (dbg_show_mean)
+            dbg_print_mean(LogFile);
+
+        if (dbg_show_hit_rate)
+            dbg_print_hit_rate(LogFile);
+
+        StateInfo st;
+        LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
+                << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
+                << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
+
+        p.do_move(ss[0].pv[0], st);
+        LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
+                << std::endl << std::endl;
     }
+    return rml.get_move_score(0);
   }
 
 
@@ -703,134 +789,156 @@ namespace {
   // and prints some information to the standard output.
 
   Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml) {
-    Value alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE, value;
+
+    Value alpha = -VALUE_INFINITE;
+    Value beta = VALUE_INFINITE, value;
     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
 
-    // Loop through all the moves in the root move list:
-    for(int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++) {
-      int64_t nodes;
-      Move move;
-      UndoInfo u;
-      Depth ext, newDepth;
-
-      RootMoveNumber = i + 1;
-      FailHigh = false;
-
-      // Remember the node count before the move is searched.  The node counts
-      // are used to sort the root moves at the next iteration.
-      nodes = nodes_searched();
-
-      // Pick the next root move, and print the move and the move number to
-      // the standard output:
-      move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
-      if(current_search_time() >= 1000)
-        std::cout << "info currmove " << move
-                  << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
-
-      // Decide search depth for this move:
-      ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false);
-      newDepth = (Iteration-2)*OnePly + ext + InitialDepth;
-
-      // Make the move, and search it.
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
-
-      if(i < MultiPV) {
-        value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
-        // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
-        // set the boolean variable Problem to true.  This variable is used
-        // for time managment:  When Problem is true, we try to complete the
-        // current iteration before playing a move.
-        Problem = (Iteration >= 2 &&
-                   value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
-        if(Problem && StopOnPonderhit)
-          StopOnPonderhit = false;
-      }
-      else {
-        value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
-        if(value > alpha) {
-          // Fail high!  Set the boolean variable FailHigh to true, and
-          // re-search the move with a big window.  The variable FailHigh is
-          // used for time managment:  We try to avoid aborting the search
-          // prematurely during a fail high research.
-          FailHigh = true;
-          value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
-        }
-      }
+    // Loop through all the moves in the root move list
+    for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
+    {
+        int64_t nodes;
+        Move move;
+        StateInfo st;
+        Depth ext, newDepth;
 
-      pos.undo_move(move, u);
+        RootMoveNumber = i + 1;
+        FailHigh = false;
 
-      // Finished searching the move.  If AbortSearch 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(AbortSearch)
-        break;
+        // Remember the node count before the move is searched. The node counts
+        // are used to sort the root moves at the next iteration.
+        nodes = nodes_searched();
 
-      // Remember the node count for this move.  The node counts are used to
-      // sort the root moves at the next iteration.
-      rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
+        // Reset beta cut-off counters
+        BetaCounter.clear();
 
-      assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
+        // Pick the next root move, and print the move and the move number to
+        // the standard output.
+        move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
+        if (current_search_time() >= 1000)
+            std::cout << "info currmove " << move
+                      << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
 
-      if(value <= alpha && i >= MultiPV)
-        rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
-      else {
-        // New best move!
-
-        // Update PV:
-        rml.set_move_score(i, value);
-        update_pv(ss, 0);
-        rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
-
-        if(MultiPV == 1) {
-          // We record how often the best move has been changed in each
-          // iteration.  This information is used for time managment:  When
-          // the best move changes frequently, we allocate some more time.
-          if(i > 0)
-            BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
-
-          // Print search information to the standard output:
-          std::cout << "info depth " << Iteration
-                    << " score " << value_to_string(value)
-                    << " time " << current_search_time()
-                    << " nodes " << nodes_searched()
-                    << " nps " << nps()
-                    << " pv ";
-          for(int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
-            std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
-          std::cout << std::endl;
-
-          if(UseLogFile)
-            LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
-                                 nodes_searched(), value, ss[0].pv)
-                    << std::endl;
-
-          alpha = value;
-
-          // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
-          // far below the final value from the last iteration.
-          if(value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
-            Problem = false;
+        // Decide search depth for this move
+        bool dangerous;
+        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
+        newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
+
+        // Make the move, and search it
+        pos.do_move(move, st, dcCandidates);
+
+        if (i < MultiPV)
+        {
+            value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
+            // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
+            // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
+            // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
+            // current iteration before playing a move.
+            Problem = (Iteration >= 2 && value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
+
+            if (Problem && StopOnPonderhit)
+                StopOnPonderhit = false;
         }
-        else { // MultiPV > 1
-          rml.sort_multipv(i);
-          for(int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++) {
-            int k;
-            std::cout << "info multipv " << j + 1
-                      << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
-                      << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
-                      << " time " << current_search_time()
-                      << " nodes " << nodes_searched()
-                      << " nps " << nps()
-                      << " pv ";
-            for(k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
-              std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
-            std::cout << std::endl;
-          }
-          alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
+        else
+        {
+            value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
+            if (value > alpha)
+            {
+                // Fail high! Set the boolean variable FailHigh to true, and
+                // re-search the move with a big window. The variable FailHigh is
+                // used for time managment: We try to avoid aborting the search
+                // prematurely during a fail high research.
+                FailHigh = true;
+                value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
+            }
+        }
+
+        pos.undo_move(move);
+
+        // Finished searching the move. If AbortSearch 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 (AbortSearch)
+            break;
+
+        // Remember the node count for this move. The node counts are used to
+        // sort the root moves at the next iteration.
+        rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
+
+        // Remember the beta-cutoff statistics
+        int64_t our, their;
+        BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
+        rml.set_beta_counters(i, our, their);
+
+        assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
+
+        if (value <= alpha && i >= MultiPV)
+            rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
+        else
+        {
+            // New best move!
+
+            // Update PV
+            rml.set_move_score(i, value);
+            update_pv(ss, 0);
+            rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
+
+            if (MultiPV == 1)
+            {
+                // We record how often the best move has been changed in each
+                // iteration. This information is used for time managment: When
+                // the best move changes frequently, we allocate some more time.
+                if (i > 0)
+                    BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
+
+                // Print search information to the standard output:
+                std::cout << "info depth " << Iteration
+                          << " score " << value_to_string(value)
+                          << " time " << current_search_time()
+                          << " nodes " << nodes_searched()
+                          << " nps " << nps()
+                          << " pv ";
+
+                for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
+                    std::cout << ss[0].pv[j] << " ";
+
+                std::cout << std::endl;
+
+                if (UseLogFile)
+                    LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
+                            << std::endl;
+
+                alpha = value;
+
+                // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
+                // far below the final value from the last iteration.
+                if (value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
+                    Problem = false;
+            }
+            else // MultiPV > 1
+            {
+                rml.sort_multipv(i);
+                for (int j = 0; j < Min(MultiPV, rml.move_count()); j++)
+                {
+                    int k;
+                    std::cout << "info multipv " << j + 1
+                              << " score " << value_to_string(rml.get_move_score(j))
+                              << " depth " << ((j <= i)? Iteration : Iteration - 1)
+                              << " time " << current_search_time()
+                              << " nodes " << nodes_searched()
+                              << " nps " << nps()
+                              << " pv ";
+
+                    for (k = 0; rml.get_move_pv(j, k) != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
+                        std::cout << rml.get_move_pv(j, k) << " ";
+
+                    std::cout << std::endl;
+                }
+                alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
+            }
         }
-      }
     }
     return alpha;
   }
@@ -846,36 +954,35 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
+    if (depth < OnePly)
+        return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    Value oldAlpha = alpha;
+    init_node(pos, ss, ply, threadID);
 
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
-
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
+    EvalInfo ei;
+
     if (ply >= PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
 
     // Mate distance pruning
+    Value oldAlpha = alpha;
     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
     if (alpha >= beta)
         return alpha;
 
-    // Transposition table lookup.  At PV nodes, we don't use the TT for
+    // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
     // pruning, but only for move ordering.
     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-
     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
@@ -886,16 +993,16 @@ namespace {
     }
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
-    // to search all moves:
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply].mateKiller,
-                               ss[ply].killer1, ss[ply].killer2, depth);
+    // to search all moves
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
 
     Move move, movesSearched[256];
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool mateThreat =   MateThreatExtension[1] > Depth(0)
-                     && pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool isCheck = pos.is_check();
+    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -905,23 +1012,26 @@ namespace {
     {
       assert(move_is_ok(move));
 
-      bool singleReply = (pos.is_check() && mp.number_of_moves() == 1);
+      bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      ss[ply].currentMoveCaptureValue = move_is_ep(move) ?
-        PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      if (moveIsCapture)
+          ss[ply].currentMoveCaptureValue =
+          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      else
+          ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
 
       // Decide the new search depth
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
@@ -930,14 +1040,12 @@ namespace {
         // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
         // if the move fails high will be re-searched at full depth.
         if (    depth >= 2*OnePly
-            &&  ext == Depth(0)
             &&  moveCount >= LMRPVMoves
+            && !dangerous
             && !moveIsCapture
             && !move_promotion(move)
-            && !moveIsPassedPawnPush
             && !move_is_castle(move)
-            &&  move != ss[ply].killer1
-            &&  move != ss[ply].killer2)
+            && !move_is_killer(move, ss[ply]))
         {
             ss[ply].reduction = OnePly;
             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
@@ -945,7 +1053,7 @@ namespace {
         else
             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
 
-        if (value > alpha) // Go with full depth pv search
+        if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
         {
             ss[ply].reduction = Depth(0);
             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
@@ -965,7 +1073,7 @@ namespace {
           }
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -983,7 +1091,9 @@ namespace {
           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
-          if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
+          if (   ply == 1
+              && Iteration >= 2
+              && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
               Problem = true;
       }
 
@@ -1003,7 +1113,7 @@ namespace {
     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
     if (moveCount == 0)
-        return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
+        return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
@@ -1015,15 +1125,12 @@ namespace {
 
     else if (bestValue >= beta)
     {
+        BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
         Move m = ss[ply].pv[ply];
         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
         {
             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
-            if (m != ss[ply].killer1)
-            {
-                ss[ply].killer2 = ss[ply].killer1;
-                ss[ply].killer1 = m;
-            }
+            update_killers(m, ss[ply]);
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
@@ -1043,21 +1150,22 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
+    if (depth < OnePly)
+        return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
+    init_node(pos, ss, ply, threadID);
+
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
+    EvalInfo ei;
+
     if (ply >= PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
 
@@ -1070,32 +1178,41 @@ namespace {
 
     // Transposition table lookup
     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-
     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
-        ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE ?
+        ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
     }
 
     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
     bool mateThreat = false;
+    bool isCheck = pos.is_check();
 
     // Null move search
     if (    allowNullmove
-        && !pos.is_check()
+        &&  depth > OnePly
+        && !isCheck
+        && !value_is_mate(beta)
         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
     {
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
-        UndoInfo u;
-        pos.do_null_move(u);
-        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-4*OnePly, ply+1, false, threadID);
-        pos.undo_null_move(u);
+        StateInfo st;
+        pos.do_null_move(st);
+        int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
+
+        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
-        if (nullValue >= beta)
+        pos.undo_null_move();
+
+        if (value_is_mate(nullValue))
+        {
+            /* Do not return unproven mates */
+        }
+        else if (nullValue >= beta)
         {
             if (depth < 6 * OnePly)
                 return beta;
@@ -1106,9 +1223,9 @@ namespace {
                 return beta;
         } else {
             // The null move failed low, which means that we may be faced with
-            // some kind of threat.  If the previous move was reduced, check if
+            // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
-            // move which was reduced.  If a connection is found, return a fail
+            // 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))
@@ -1122,12 +1239,17 @@ namespace {
         }
     }
     // Null move search not allowed, try razoring
-    else if (   depth < RazorDepth
+    else if (   !value_is_mate(beta)
              && approximateEval < beta - RazorMargin
-             && evaluate(pos, ei, threadID) < beta - RazorMargin)
+             && depth < RazorDepth
+             && (RazorAtDepthOne || depth > OnePly)
+             && ttMove == MOVE_NONE
+             && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-        if (v < beta)
+        if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
+            || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
+            || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
             return v;
     }
 
@@ -1141,15 +1263,13 @@ namespace {
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search all moves:
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply].mateKiller,
-                               ss[ply].killer1, ss[ply].killer2, depth);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
 
     Move move, movesSearched[256];
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
     Value futilityValue = VALUE_NONE;
-    bool isCheck = pos.is_check();
     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
                              && depth < SelectiveDepth
                              && !isCheck;
@@ -1165,30 +1285,32 @@ namespace {
       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Futility pruning
       if (    useFutilityPruning
-          &&  ext == Depth(0)
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move))
       {
+          // History pruning. See ok_to_prune() definition
           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
               continue;
 
-          if (depth < 3 * OnePly && approximateEval < beta)
+          // Value based pruning
+          if (depth < 7 * OnePly && approximateEval < beta)
           {
               if (futilityValue == VALUE_NONE)
                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
-                                + (depth < 2 * OnePly ? FutilityMargin1 : FutilityMargin2);
+                                 + FutilityMargins[int(depth)/2 - 1]
+                                 + 32 * (depth & 1);
 
               if (futilityValue < beta)
               {
@@ -1200,23 +1322,26 @@ namespace {
       }
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
-      if (   depth >= 2*OnePly
-          && ext == Depth(0)
-          && moveCount >= LMRNonPVMoves
+      if (    depth >= 2*OnePly
+          &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
           && !move_promotion(move)
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[ply].killer1
-          &&  move != ss[ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[ply]))
       {
-          ss[ply].reduction = OnePly;
-          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
+          // LMR dynamic reduction
+          Depth R =    UseDynamicLMR
+                    && moveCount >= 2 * LMRNonPVMoves
+                    && depth > 7*OnePly ? 2*OnePly : OnePly;
+
+          ss[ply].reduction = R;
+          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-R, ply+1, true, threadID);
       }
       else
         value = beta; // Just to trigger next condition
@@ -1226,7 +1351,7 @@ namespace {
           ss[ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1255,7 +1380,7 @@ namespace {
     }
 
     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
-    // no legal moves, it must be mate or stalemate:
+    // no legal moves, it must be mate or stalemate.
     if (moveCount == 0)
         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
@@ -1268,18 +1393,18 @@ namespace {
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
     else
     {
+        BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
         Move m = ss[ply].pv[ply];
         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
         {
             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
-            if (m != ss[ply].killer1)
-            {
-                ss[ply].killer2 = ss[ply].killer1;
-                ss[ply].killer1 = m;
-            }
+            update_killers(m, ss[ply]);
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
+
+    assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
+
     return bestValue;
   }
 
@@ -1297,35 +1422,69 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
-
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
+    init_node(pos, ss, ply, threadID);
+
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
-    // Transposition table lookup
-    const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-    if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
-        return value_from_tt(tte->value(), ply);
+    // Transposition table lookup, only when not in PV
+    TTEntry* tte = NULL;
+    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
+    if (!pvNode)
+    {
+        tte = TT.retrieve(pos);
+        if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
+        {
+            assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
+
+            return value_from_tt(tte->value(), ply);
+        }
+    }
+
+    // Evaluate the position statically
+    EvalInfo ei;
+    Value staticValue;
+    bool isCheck = pos.is_check();
+
+    if (isCheck)
+        staticValue = -VALUE_INFINITE;
 
-    // Evaluate the position statically:
-    Value staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
+    else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
+    {
+        // Use the cached evaluation score if possible
+        assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
+        assert(ei.futilityMargin == Value(0));
+
+        staticValue = tte->value();
+        ei.futilityMargin = Value(0); // manually initialize futilityMargin
+    }
+    else
+        staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
 
     if (ply == PLY_MAX - 1)
-        return staticValue;
+        return evaluate(pos, ei, threadID);
 
     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
     // at least beta.
-    Value bestValue = (pos.is_check() ? -VALUE_INFINITE : staticValue);
+    Value bestValue = staticValue;
 
     if (bestValue >= beta)
+    {
+        // Update transposition table before to leave
+        TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
         return bestValue;
+    }
+    else if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
+    {
+        // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
+        TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EVAL);
+    }
 
     if (bestValue > alpha)
         alpha = bestValue;
@@ -1333,12 +1492,12 @@ namespace {
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, MOVE_NONE, MOVE_NONE, MOVE_NONE,
-                               MOVE_NONE, depth);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
     Move move;
     int moveCount = 0;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool isCheck = pos.is_check();
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1347,25 +1506,23 @@ namespace {
     {
       assert(move_is_ok(move));
 
-      bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
-
       moveCount++;
       ss[ply].currentMove = move;
 
       // Futility pruning
       if (    UseQSearchFutilityPruning
+          &&  enoughMaterial
           && !isCheck
-          && !moveIsCheck
+          && !pvNode
           && !move_promotion(move)
-          && !moveIsPassedPawnPush
-          &&  beta - alpha == 1
-          &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame)
+          && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
+          && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
       {
           Value futilityValue = staticValue
                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
-                              + FutilityMargin0
+                              + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
+                              + FutilityMarginQS
                               + ei.futilityMargin;
 
           if (futilityValue < alpha)
@@ -1376,7 +1533,7 @@ namespace {
           }
       }
 
-      // Don't search captures and checks with negative SEE values.
+      // Don't search captures and checks with negative SEE values
       if (   !isCheck
           && !move_promotion(move)
           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
@@ -1385,10 +1542,10 @@ namespace {
           continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1411,9 +1568,13 @@ namespace {
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
-    // Update transposition table
-    TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
-
+    // Update killers only for good check moves
+    Move m = ss[ply].currentMove;
+    if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
+    {
+        // Wrong to update history when depth is <= 0
+        update_killers(m, ss[ply]);
+    }
     return bestValue;
   }
 
@@ -1448,7 +1609,6 @@ namespace {
 
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
@@ -1457,33 +1617,31 @@ namespace {
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth.
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Prune?
       if (    useFutilityPruning
-          &&  ext == Depth(0)
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
         continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
-      if (    ext == Depth(0)
+      if (   !dangerous
           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[sp->ply].killer1
-          &&  move != ss[sp->ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
@@ -1496,7 +1654,7 @@ namespace {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1561,12 +1719,14 @@ namespace {
     {
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       assert(move_is_ok(move));
 
-      ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = move_is_ep(move)?
-        PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      if (moveIsCapture)
+          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
+          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      else
+          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
 
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
@@ -1575,23 +1735,22 @@ namespace {
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth.
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
-      if (    ext == Depth(0)
+      if (   !dangerous
           &&  moveCount >= LMRPVMoves
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[sp->ply].killer1
-          &&  move != ss[sp->ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
@@ -1618,7 +1777,7 @@ namespace {
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1648,8 +1807,10 @@ namespace {
         }
         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
-        // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
-        if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
+        // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
+        if (   sp->ply == 1
+            && Iteration >= 2
+            && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
             Problem = true;
       }
       lock_release(&(sp->lock));
@@ -1658,7 +1819,7 @@ namespace {
     lock_grab(&(sp->lock));
 
     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
-    // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
+    // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
             if (sp->slaves[i])
@@ -1670,6 +1831,32 @@ namespace {
     lock_release(&(sp->lock));
   }
 
+  /// The BetaCounterType class
+
+  BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
+
+  void BetaCounterType::clear() {
+
+    for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+        hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
+  }
+
+  void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
+
+    // Weighted count based on depth
+    hits[threadID][us] += int(d);
+  }
+
+  void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
+
+    our = their = 0UL;
+    for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+    {
+        our += hits[i][us];
+        their += hits[i][opposite_color(us)];
+    }
+  }
+
 
   /// The RootMove class
 
@@ -1689,7 +1876,7 @@ namespace {
     if (score != m.score)
         return (score < m.score);
 
-    return nodes <= m.nodes;
+    return theirBeta <= m.theirBeta;
   }
 
   /// The RootMoveList class
@@ -1715,15 +1902,15 @@ namespace {
         if (includeMove)
         {
             // Find a quick score for the move
-            UndoInfo u;
+            StateInfo st;
             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
 
             moves[count].move = mlist[i].move;
             moves[count].nodes = 0ULL;
-            pos.do_move(moves[count].move, u);
+            pos.do_move(moves[count].move, st);
             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
                                           Depth(0), 1, 0);
-            pos.undo_move(moves[count].move, u);
+            pos.undo_move(moves[count].move);
             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
             count++;
@@ -1752,6 +1939,11 @@ namespace {
     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
   }
 
+  inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
+    moves[moveNum].ourBeta = our;
+    moves[moveNum].theirBeta = their;
+  }
+
   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
     int j;
     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
@@ -1820,23 +2012,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
-  // new search from the root.
-
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
-    for(int i = 0; i < 3; i++) {
-      ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
-      ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
-      ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
-      ss[i].mateKiller = MOVE_NONE;
-      ss[i].killer1 = MOVE_NONE;
-      ss[i].killer2 = MOVE_NONE;
-      ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
-      ss[i].reduction = Depth(0);
-    }
-  }
-
-
   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
   // stack object corresponding to the current node.  Once every
@@ -1857,12 +2032,8 @@ namespace {
       }
     }
 
-    ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].killer1 = ss[ply+2].killer2 = MOVE_NONE;
-    ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply].reduction = Depth(0);
-    ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
+    ss[ply].init(ply);
+    ss[ply+2].initKillers();
 
     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
       print_current_line(ss, ply, threadID);
@@ -1933,7 +2104,7 @@ namespace {
 
     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
     // in m1:
-    if(pos.piece_attacks_square(t1, t2))
+    if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
       return true;
 
     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
@@ -1965,32 +2136,89 @@ namespace {
   }
 
 
+  // 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);
+  }
+
+
+  // move_is_killer() checks if the given move is among the
+  // killer moves of that ply.
+
+  bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
+
+      const Move* k = ss.killers;
+      for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
+          if (*k == m)
+              return true;
+
+      return false;
+  }
+
+
   // 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.
+  // 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.
+
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
+                  bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
+
+    assert(m != MOVE_NONE);
 
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode,
-                  bool check, bool singleReply, bool mateThreat) {
     Depth result = Depth(0);
+    *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
+
+    if (check)
+        result += CheckExtension[pvNode];
+
+    if (singleReply)
+        result += SingleReplyExtension[pvNode];
 
-    if(check)
-      result += CheckExtension[pvNode];
-    if(singleReply)
-      result += SingleReplyExtension[pvNode];
-    if(pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
-      result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
-    if(pos.move_is_passed_pawn_push(m))
-      result += PassedPawnExtension[pvNode];
-    if(mateThreat)
-      result += MateThreatExtension[pvNode];
-    if(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) >= RookValueMidgame
-       && (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
-           - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
-       && !move_promotion(m))
-      result += PawnEndgameExtension[pvNode];
-    if(pvNode && pos.move_is_capture(m)
-       && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN && pos.see(m) >= 0)
-      result += OnePly/2;
+    if (mateThreat)
+        result += MateThreatExtension[pvNode];
+
+    if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
+    {
+        if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
+        {
+            result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
+        if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
+        {
+            result += PassedPawnExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
+    }
+
+    if (   capture
+        && 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(0))
+        && !move_promotion(m)
+        && !move_is_ep(m))
+    {
+        result += PawnEndgameExtension[pvNode];
+        *dangerous = true;
+    }
+
+    if (   pvNode
+        && capture
+        && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
+        && pos.see(m) >= 0)
+    {
+        result += OnePly/2;
+        *dangerous = true;
+    }
 
     return Min(result, OnePly);
   }
@@ -2032,31 +2260,35 @@ namespace {
     tto = move_to(threat);
 
     // Case 1: Castling moves are never pruned.
-    if(move_is_castle(m))
-      return false;
+    if (move_is_castle(m))
+        return false;
 
     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
-    if(!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
-      return false;
+    if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
+        return false;
 
     // Case 3: 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(!PruneDefendingMoves && threat != MOVE_NONE
-       && (piece_value_midgame(pos.piece_on(tfrom))
-           >= piece_value_midgame(pos.piece_on(tto)))
-       && pos.move_attacks_square(m, tto))
+    if (   !PruneDefendingMoves
+        && threat != MOVE_NONE
+        && 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)
+        && pos.move_attacks_square(m, tto))
       return false;
 
     // Case 4: Don't prune moves with good history.
-    if(!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
-      return false;
+    if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
+        return false;
 
     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
     // prune safe moves which block its ray.
-    if(!PruneBlockingMoves && threat != MOVE_NONE
-       && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
-       && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto) && pos.see(m) >= 0)
-      return false;
+    if (  !PruneBlockingMoves
+        && threat != MOVE_NONE
+        && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
+        && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
+        && pos.see(m) >= 0)
+            return false;
 
     return true;
   }
@@ -2079,13 +2311,11 @@ namespace {
 
 
   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
-  // in history. Should be a non capturing move.
+  // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
 
   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
 
-    return    pos.square_is_empty(move_to(m))
-          && !move_promotion(m)
-          && !move_is_ep(m);
+    return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
   }
 
 
@@ -2098,8 +2328,26 @@ namespace {
     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
 
     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
-        if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]) && m != movesSearched[i])
+    {
+        assert(m != movesSearched[i]);
+        if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
+    }
+  }
+
+
+  // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
+  // among the killer moves of that ply.
+
+  void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
+
+    if (m == ss.killers[0])
+        return;
+
+    for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
+        ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
+
+    ss.killers[0] = m;
   }
 
   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
@@ -2174,6 +2422,12 @@ namespace {
     {
         lastInfoTime = t;
         lock_grab(&IOLock);
+        if (dbg_show_mean)
+            dbg_print_mean();
+
+        if (dbg_show_hit_rate)
+            dbg_print_hit_rate();
+
         std::cout << "info nodes " << nodes_searched() << " nps " << nps()
                   << " time " << t << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
         lock_release(&IOLock);
@@ -2186,10 +2440,10 @@ namespace {
 
     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
                      || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
-                     || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem 
+                     || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
 
-    if (   (Iteration >= 2 && (!InfiniteSearch && overTime))
+    if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
         AbortSearch = true;
@@ -2203,7 +2457,7 @@ namespace {
   void ponderhit() {
     int t = current_search_time();
     PonderSearch = false;
-    if(Iteration >= 2 &&
+    if(Iteration >= 3 &&
        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
                             (RootMoveNumber == 1 &&
@@ -2411,9 +2665,9 @@ namespace {
   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
 
   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
-             Depth depth, int *moves,
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
+
     assert(p.is_ok());
     assert(sstck != NULL);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);