]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Templetize extension() function
[stockfish] / src / search.cpp
index aaff2f547dfd5c90c2cf9539a80957076728a2ef..37c3bd71bb40e2aab91f4e45751684b0e86d7ebb 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
@@ -82,7 +82,7 @@ namespace {
     bool thread_should_stop(int threadID) const;
     void wake_sleeping_threads();
     void put_threads_to_sleep();
-    void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
+    void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
     bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
                Depth depth, bool mateThreat, int* moves, MovePicker* mp, int master, bool pvNode);
 
@@ -104,13 +104,6 @@ namespace {
 
   };
 
-  // FIXME: document me
-
-  enum NullStatus {
-      ALLOW_NULLMOVE,
-      FORBID_NULLMOVE,
-      VERIFY_NULLMOVE
-  };
 
   // RootMove struct 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
@@ -201,8 +194,7 @@ 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.
@@ -223,11 +215,10 @@ 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
 
@@ -287,8 +278,13 @@ 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, NullStatus nullStatus, 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>
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
+
   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
@@ -298,10 +294,9 @@ 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, bool allowNullmove);
+  bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
@@ -556,10 +551,10 @@ void init_search() {
   for (int i = 1; i < 64; i++) // i == depth (OnePly = 1)
       for (int j = 1; j < 64; j++) // j == moveNumber
       {
-          double    pvRed = 0.5 + log(double(i)) * log(double(j)) / 6.0;
-          double nonPVRed = 0.5 + log(double(i)) * log(double(j)) / 3.0;
-          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);
+          double    pvRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 3.0;
+          double nonPVRed = log(double(i)) * log(double(j)) / 1.5;
+          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
@@ -567,7 +562,7 @@ void init_search() {
       for (int j = 0; j < 64; j++) // j == moveNumber
       {
           // FIXME: test using log instead of BSR
-          FutilityMarginsMatrix[i][j] = (i < 2 ? 0 : 112 * bitScanReverse32(i * i / 2)) - 8 * j;
+          FutilityMarginsMatrix[i][j] = (i < 2 ? 0 : 112 * bitScanReverse32(i * i / 2)) - 8 * j + 45;
       }
 
   // Init futility move count array
@@ -851,7 +846,7 @@ 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)
@@ -876,7 +871,7 @@ 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
                 {
@@ -889,11 +884,11 @@ 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, ALLOW_NULLMOVE, 0);
+                            value = -search<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss[0].reduction, 1, true, 0);
                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
                         }
                     }
@@ -903,12 +898,12 @@ namespace {
                     {
                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
                         ss[0].reduction = Depth(0);
-                        value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, ALLOW_NULLMOVE, 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);
                     }
                 }
 
@@ -1030,8 +1025,9 @@ namespace {
 
   // search_pv() is the main search function for 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);
@@ -1045,10 +1041,12 @@ 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);
@@ -1065,13 +1063,20 @@ 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
+
+    // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
+    // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
+    Key posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
+
+    tte = TT.retrieve(posKey);
+    ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
+
     // 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:
     //
@@ -1079,245 +1084,22 @@ namespace {
     // * 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))
+    if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
-      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, FORBID_NULLMOVE, 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, ALLOW_NULLMOVE, threadID);
-                doFullDepthSearch = (value > alpha);
-            }
-        }
-
-        // Step 15. Full depth search
-        if (doFullDepthSearch)
-        {
-            ss[ply].reduction = Depth(0);
-            value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, ALLOW_NULLMOVE, 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);
+        // Refresh tte entry to avoid aging
+        TT.store(posKey, tte->value(), tte->type(), tte->depth(), ttMove);
 
-    // 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, NullStatus nullStatus, 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
-    // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
-    Key posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
-
-    tte = TT.retrieve(posKey);
-    ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
-
-    if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply, nullStatus == ALLOW_NULLMOVE))
-    {
         ss[ply].currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
     }
 
     // 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))
+        if (!PvNode && tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
             ss[ply].eval = value_from_tt(tte->value(), ply);
         else
             ss[ply].eval = evaluate(pos, ei, threadID);
@@ -1326,8 +1108,9 @@ 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
@@ -1343,10 +1126,11 @@ namespace {
             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 (    nullStatus == ALLOW_NULLMOVE
+    if (   !PvNode
+        &&  allowNullmove
         &&  depth < RazorDepth
         && !isCheck
         && !value_is_mate(beta)
@@ -1354,11 +1138,12 @@ 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 (    nullStatus == ALLOW_NULLMOVE
+    if (   !PvNode
+        &&  allowNullmove
         &&  depth > OnePly
         && !isCheck
         && !value_is_mate(beta)
@@ -1376,7 +1161,7 @@ namespace {
 
         pos.do_null_move(st);
 
-        nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, FORBID_NULLMOVE, threadID);
+        nullValue = -search<NonPV>(pos, ss, -beta, -alpha, depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
         pos.undo_null_move();
 
@@ -1386,18 +1171,13 @@ namespace {
             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
                 nullValue = beta;
 
-            // Do zugzwang verification search for high depths, don't store in TT
-            // if search was stopped.
-            if (   (   depth < 6 * OnePly
-                    || search(pos, ss, beta, depth-5*OnePly, ply, FORBID_NULLMOVE, threadID) >= beta)
-                && !AbortSearch
-                && !TM.thread_should_stop(threadID))
-            {
-                assert(value_to_tt(nullValue, ply) == nullValue);
+            if (depth < 6 * OnePly)
+                return nullValue;
 
-                TT.store(posKey, nullValue, VALUE_TYPE_NS_LO, depth, MOVE_NONE);
+            // Do zugzwang verification search
+            Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-5*OnePly, ply, false, threadID);
+            if (v >= beta)
                 return nullValue;
-            }
         } 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
@@ -1417,18 +1197,33 @@ namespace {
     }
 
     // Step 9. Internal iterative deepening
-    if (   depth >= IIDDepthAtNonPVNodes
+    // We have different rules for PV nodes and non-pv nodes
+    if (   PvNode
+        && depth >= IIDDepthAtPVNodes
+        && ttMove == MOVE_NONE)
+    {
+        search<PV>(pos, ss, alpha, beta, depth-2*OnePly, ply, false, threadID);
+        ttMove = ss[ply].pv[ply];
+        tte = TT.retrieve(posKey);
+    }
+
+    if (   !PvNode
+        && depth >= IIDDepthAtNonPVNodes
         && ttMove == MOVE_NONE
         && !isCheck
         && ss[ply].eval >= beta - IIDMargin)
     {
-        search(pos, ss, beta, depth/2, ply, FORBID_NULLMOVE, threadID);
+        search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth/2, 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
@@ -1442,17 +1237,17 @@ 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
@@ -1464,7 +1259,7 @@ namespace {
 
           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
           {
-              Value excValue = search(pos, ss, ttValue - SingularExtensionMargin, depth / 2, ply, FORBID_NULLMOVE, threadID, move);
+              Value excValue = search<NonPV>(pos, ss, ttValue - SingularExtensionMargin - 1, ttValue - SingularExtensionMargin, depth / 2, ply, false, threadID, move);
 
               if (excValue < ttValue - SingularExtensionMargin)
                   ext = OnePly;
@@ -1476,8 +1271,9 @@ 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)
@@ -1490,9 +1286,9 @@ 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); // 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)) + 45;
+                               + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
           if (futilityValueScaled < beta)
           {
@@ -1505,29 +1301,40 @@ 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)
-          {
-              value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, ALLOW_NULLMOVE, threadID);
-              doFullDepthSearch = (value >= beta);
-          }
-      }
+        // Step 14. Reduced search
+        // if the move fails high will be re-searched at full depth.
+        bool doFullDepthSearch = true;
 
-      // Step 15. Full depth search
-      if (doFullDepthSearch)
-      {
-          ss[ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, ALLOW_NULLMOVE, threadID);
+        if (    depth >= 3 * OnePly
+            && !dangerous
+            && !captureOrPromotion
+            && !move_is_castle(move)
+            && !move_is_killer(move, ss[ply]))
+        {
+            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<NonPV>(pos, ss, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
+
+            // Step extra. pv search (only in PV nodes)
+            if (PvNode && value > alpha && value < beta)
+                value = -search<PV>(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, false, threadID);
+        }
       }
 
       // Step 16. Undo move
@@ -1539,11 +1346,13 @@ 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
@@ -1554,8 +1363,8 @@ 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;
     }
 
@@ -1564,7 +1373,7 @@ 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,
@@ -1572,9 +1381,10 @@ 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];
@@ -1584,8 +1394,9 @@ 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);
 
@@ -1632,7 +1443,7 @@ namespace {
     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
-    if (!pvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply, true))
+    if (!pvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
         assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
 
@@ -1663,7 +1474,7 @@ namespace {
     if (bestValue >= beta)
     {
         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
-        if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin[pos.side_to_move()] == 0)
+        if (!isCheck && !tte && ei.kingDanger[pos.side_to_move()] == 0)
             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
 
         return bestValue;
@@ -1682,7 +1493,7 @@ namespace {
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
     CheckInfo ci(pos);
     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
-    futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.futilityMargin[pos.side_to_move()];
+    futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.kingDanger[pos.side_to_move()];
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   alpha < beta
@@ -1762,7 +1573,7 @@ namespace {
     {
         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation
         // of the node, so keep this info to avoid a future evaluation() call.
-        ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin[pos.side_to_move()] ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
+        ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.kingDanger[pos.side_to_move()] ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
     }
     else if (bestValue >= beta)
@@ -1826,7 +1637,7 @@ 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
@@ -1848,9 +1659,9 @@ 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)) + 45;
+                               + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
           if (futilityValueScaled < sp->beta)
           {
@@ -1874,10 +1685,10 @@ 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, ALLOW_NULLMOVE, 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));
           }
       }
@@ -1886,7 +1697,7 @@ namespace {
       if (doFullDepthSearch)
       {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, ALLOW_NULLMOVE, threadID);
+          value = -search<NonPV>(pos, ss, -(sp->alpha+1), -(sp->alpha), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
       }
 
       // Step 16. Undo move
@@ -1959,7 +1770,7 @@ 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
@@ -1979,11 +1790,11 @@ 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, ALLOW_NULLMOVE, 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));
           }
       }
@@ -1993,7 +1804,7 @@ namespace {
       {
           Value localAlpha = sp->alpha;
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
-          value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, ALLOW_NULLMOVE, 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))
           {
@@ -2001,7 +1812,7 @@ 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);
           }
       }
 
@@ -2041,7 +1852,7 @@ 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.
@@ -2193,9 +2004,9 @@ 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);
 
@@ -2205,13 +2016,13 @@ 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)
@@ -2219,12 +2030,12 @@ 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;
         }
     }
@@ -2236,11 +2047,11 @@ 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)
@@ -2313,18 +2124,14 @@ namespace {
   }
 
 
-  // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score can be used at a
-  // given point in search. To avoid zugzwang issues TT cutoffs at the root node
-  // of a null move verification search are not allowed if the TT value was found
-  // by a null search, this is implemented testing allowNullmove and TT entry type.
+  // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
+  // can be used at a given point in search.
 
-  bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply, bool allowNullmove) {
+  bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
 
     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
 
-    return   (allowNullmove || !(tte->type() & VALUE_TYPE_NULL))
-
-          && (   tte->depth() >= depth
+    return   (   tte->depth() >= depth
               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
 
@@ -2649,10 +2456,10 @@ namespace {
 
 
   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
-  // The parameter "waitSp", if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
+  // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
   // object for which the current thread is the master.
 
-  void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp) {
+  void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
 
     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
 
@@ -2662,7 +2469,7 @@ namespace {
         // master should exit as last one.
         if (AllThreadsShouldExit)
         {
-            assert(!waitSp);
+            assert(!sp);
             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
             return;
         }
@@ -2671,7 +2478,7 @@ namespace {
         // instead of wasting CPU time polling for work.
         while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
         {
-            assert(!waitSp);
+            assert(!sp);
             assert(threadID != 0);
             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
 
@@ -2708,8 +2515,13 @@ namespace {
 
         // If this thread is the master of a split point and all threads have
         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
-        if (waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
+        if (sp && sp->cpus == 0)
         {
+            // Because sp->cpus is decremented under lock protection,
+            // be sure sp->lock has been released before to proceed.
+            lock_grab(&(sp->lock));
+            lock_release(&(sp->lock));
+
             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
 
             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
@@ -2930,7 +2742,7 @@ 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;
@@ -2985,12 +2797,10 @@ 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;