]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Fix book move with searchmoves compatibility
[stockfish] / src / search.cpp
index 94bab30801d39dbb7c186333bf5d43410a166e07..4a4e058f9f731436e476642d0f4f0bbced3209ec 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
+#include <algorithm>
 #include <cassert>
 #include <cmath>
 #include <cstring>
-#include <fstream>
 #include <iomanip>
 #include <iostream>
 #include <sstream>
@@ -30,7 +30,6 @@
 #include "evaluate.h"
 #include "history.h"
 #include "misc.h"
-#include "move.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
 #include "search.h"
 #include "tt.h"
 #include "ucioption.h"
 
+namespace Search {
+
+  volatile SignalsType Signals;
+  LimitsType Limits;
+  std::vector<Move> SearchMoves;
+  Position RootPosition;
+}
+
 using std::cout;
 using std::endl;
 using std::string;
+using namespace Search;
 
 namespace {
 
@@ -49,18 +57,24 @@ namespace {
   const bool FakeSplit = false;
 
   // Different node types, used as template parameter
-  enum NodeType { Root, PV, NonPV, SplitPointPV, SplitPointNonPV };
+  enum NodeType { Root, PV, NonPV, SplitPointRoot, SplitPointPV, SplitPointNonPV };
 
   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
-  // move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
-  // in the case of moves which fail low). Score is normally set at
-  // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves.
+  // move we store a score, a node count, and a PV (really a refutation in the
+  // case of moves which fail low). Score is normally set at -VALUE_INFINITE for
+  // all non-pv moves.
   struct RootMove {
 
-    // RootMove::operator<() is the comparison function used when
-    // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
-    // than a move m2 if it has an higher score
+    RootMove(){}
+    RootMove(Move m) {
+      nodes = 0;
+      score = prevScore = -VALUE_INFINITE;
+      pv.push_back(m);
+      pv.push_back(MOVE_NONE);
+    }
+
     bool operator<(const RootMove& m) const { return score < m.score; }
+    bool operator==(const Move& m) const { return pv[0] == m; }
 
     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
@@ -71,15 +85,6 @@ namespace {
     std::vector<Move> pv;
   };
 
-  // RootMoveList struct is mainly a std::vector of RootMove objects
-  struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
-
-    void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
-    RootMove* find(const Move& m, int startIndex = 0);
-
-    int bestMoveChanges;
-  };
-
 
   /// Constants
 
@@ -87,8 +92,6 @@ namespace {
   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
 
-  // Step 6. Razoring
-
   // Maximum depth for razoring
   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
 
@@ -98,8 +101,6 @@ namespace {
   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
 
-  // Step 9. Internal iterative deepening
-
   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
   const Depth IIDDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 5 * ONE_PLY };
 
@@ -107,19 +108,9 @@ namespace {
   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
   const Value IIDMargin = Value(0x100);
 
-  // Step 11. Decide the new search depth
-
-  // Extensions. Array index 0 is used for non-PV nodes, index 1 for PV nodes
-  const Depth CheckExtension[]         = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 1 };
-  const Depth PawnEndgameExtension[]   = { ONE_PLY / 1, ONE_PLY / 1 };
-  const Depth PawnPushTo7thExtension[] = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 2 };
-  const Depth PassedPawnExtension[]    = {  DEPTH_ZERO, ONE_PLY / 2 };
-
   // Minimum depth for use of singular extension
   const Depth SingularExtensionDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 6 * ONE_PLY };
 
-  // Step 12. Futility pruning
-
   // Futility margin for quiescence search
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
@@ -129,7 +120,7 @@ namespace {
 
   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
 
-    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
+    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[std::max(int(d), 1)][std::min(mn, 63)]
                            : 2 * VALUE_INFINITE;
   }
 
@@ -138,60 +129,39 @@ namespace {
     return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
   }
 
-  // Step 14. Reduced search
-
   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
   int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
 
   template <bool PvNode> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
 
-    return (Depth) Reductions[PvNode][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
+    return (Depth) Reductions[PvNode][std::min(int(d) / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)];
   }
 
   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
-  const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
+  const Value EasyMoveMargin = Value(0x150);
 
 
   /// Namespace variables
 
-  // Root move list
-  RootMoveList Rml;
-
-  // MultiPV mode
-  int MultiPV, UCIMultiPV, MultiPVIteration;
-
-  // Time management variables
-  bool StopOnPonderhit, FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
+  std::vector<RootMove> RootMoves;
+  size_t MultiPV, UCIMultiPV, PVIdx;
   TimeManager TimeMgr;
-  SearchLimits Limits;
-
-  // Log file
-  std::ofstream LogFile;
-
-  // Skill level adjustment
+  int BestMoveChanges;
   int SkillLevel;
   bool SkillLevelEnabled;
-
-  // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
-  // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
-  bool SendSearchedNodes;
-  int NodesSincePoll;
-  int NodesBetweenPolls = 30000;
-
-  // History table
   History H;
 
 
   /// Local functions
 
-  Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
+  void id_loop(Position& pos);
 
   template <NodeType NT>
-  Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
+  Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
 
   template <NodeType NT>
-  Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
+  Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
 
   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
@@ -201,43 +171,31 @@ namespace {
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
-  void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
-  void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
-
-  int current_search_time(int set = 0);
+  Move do_skill_level();
+  int elapsed_time(bool reset = false);
   string score_to_uci(Value v, Value alpha = -VALUE_INFINITE, Value beta = VALUE_INFINITE);
-  string speed_to_uci(int64_t nodes);
-  string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960);
-  string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
-  string depth_to_uci(Depth depth);
-  void poll(const Position& pos);
-  void wait_for_stop_or_ponderhit();
-
-  // MovePickerExt template class extends MovePicker and allows to choose at compile
-  // time the proper moves source according to the type of node. In the default case
-  // we simply create and use a standard MovePicker object.
-  template<NodeType> struct MovePickerExt : public MovePicker {
-
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
+  void pv_info_to_log(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
+  void pv_info_to_uci(const Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta);
+
+  // MovePickerExt class template extends MovePicker and allows to choose at
+  // compile time the proper moves source according to the type of node. In the
+  // default case we simply create and use a standard MovePicker object.
+  template<bool SpNode> struct MovePickerExt : public MovePicker {
+
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
   };
 
   // In case of a SpNode we use split point's shared MovePicker object as moves source
-  template<> struct MovePickerExt<SplitPointNonPV> : public MovePicker {
+  template<> struct MovePickerExt<true> : public MovePicker {
 
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Stack* ss, Value b)
                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
 
     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
     MovePicker* mp;
   };
 
-  template<> struct MovePickerExt<SplitPointPV> : public MovePickerExt<SplitPointNonPV> {
-
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
-                  : MovePickerExt<SplitPointNonPV>(p, ttm, d, h, ss, b) {}
-  };
-
   // Overload operator<<() to make it easier to print moves in a coordinate
   // notation compatible with UCI protocol.
   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
@@ -246,71 +204,50 @@ namespace {
     return os << move_to_uci(m, chess960);
   }
 
-  // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
-  // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
-  // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
-  // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
-  // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
-  // operator<<() that will read it to properly format castling moves.
+  // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960 or
+  // not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to embed
+  // this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is used as
+  // a custom manipulator and the stream internal general-purpose array, accessed
+  // through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's operator<<
+  // that will read it to properly format castling moves.
   enum set960 {};
 
-  std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
+  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const set960& f) {
 
-    os.iword(0) = int(f);
+    os.iword(0) = f;
     return os;
   }
 
-  // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
-  // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
-  // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
-  // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
-  // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
-  // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
-  template <bool PvNode>
-  FORCE_INLINE Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
-                               bool moveIsCheck, bool* dangerous) {
-    assert(m != MOVE_NONE);
+  // is_dangerous() checks whether a move belongs to some classes of known
+  // 'dangerous' moves so that we avoid to prune it.
+  FORCE_INLINE bool is_dangerous(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion) {
 
-    Depth result = DEPTH_ZERO;
-    *dangerous = moveIsCheck;
-
-    if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
-        result += CheckExtension[PvNode];
-
-    if (piece_type(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
+    // Test for a pawn pushed to 7th or a passed pawn move
+    if (type_of(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
     {
         Color c = pos.side_to_move();
-        if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
-        {
-            result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
-            *dangerous = true;
-        }
-        if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
-        {
-            result += PassedPawnExtension[PvNode];
-            *dangerous = true;
-        }
+        if (   relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7
+            || pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
+            return true;
     }
 
+    // Test for a capture that triggers a pawn endgame
     if (   captureOrPromotion
-        && piece_type(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
+        && type_of(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
-            - piece_value_midgame(pos.piece_on(move_to(m))) == VALUE_ZERO)
-        && !move_is_special(m))
-    {
-        result += PawnEndgameExtension[PvNode];
-        *dangerous = true;
-    }
+            - PieceValueMidgame[pos.piece_on(move_to(m))] == VALUE_ZERO)
+        && !is_special(m))
+        return true;
 
-    return Min(result, ONE_PLY);
+    return false;
   }
 
 } // namespace
 
 
-/// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
+/// Search::init() is called during startup to initialize various lookup tables
 
-void init_search() {
+void Search::init() {
 
   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
@@ -335,23 +272,20 @@ void init_search() {
 }
 
 
-/// perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up to
-/// the given depth are generated and counted and the sum returned.
+/// Search::perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes
+/// up to the given depth are generated and counted and the sum returned.
 
-int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
+int64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
 
   StateInfo st;
   int64_t sum = 0;
 
-  // Generate all legal moves
   MoveList<MV_LEGAL> ml(pos);
 
-  // If we are at the last ply we don't need to do and undo
-  // the moves, just to count them.
+  // At the last ply just return the number of moves (leaf nodes)
   if (depth <= ONE_PLY)
       return ml.size();
 
-  // Loop through all legal moves
   CheckInfo ci(pos);
   for ( ; !ml.end(); ++ml)
   {
@@ -363,136 +297,129 @@ int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
 }
 
 
-/// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
-/// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various global
-/// variables, and calls id_loop(). It returns false when a "quit" command is
-/// received during the search.
+/// Search::think() is the external interface to Stockfish's search, and is
+/// called by the main thread when the program receives the UCI 'go' command. It
+/// searches from RootPosition and at the end prints the "bestmove" to output.
 
-bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
+void Search::think() {
 
-  static Book book;
+  static Book book; // Defined static to initialize the PRNG only once
 
-  // Initialize global search-related variables
-  StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
-  NodesSincePoll = 0;
-  current_search_time(get_system_time());
-  Limits = limits;
+  Position& pos = RootPosition;
+  elapsed_time(true);
   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
-
-  // Set output steram in normal or chess960 mode
+  TT.new_search();
+  H.clear();
+  RootMoves.clear();
+
+  // Populate RootMoves with all the legal moves (default) or, if a SearchMoves
+  // is given, with the subset of legal moves to search.
+  for (MoveList<MV_LEGAL> ml(pos); !ml.end(); ++ml)
+      if (   SearchMoves.empty()
+          || std::count(SearchMoves.begin(), SearchMoves.end(), ml.move()))
+          RootMoves.push_back(RootMove(ml.move()));
+
+  // Set output stream mode: normal or chess960. Castling notation is different
   cout << set960(pos.is_chess960());
 
-  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
-  if (Limits.maxNodes)
-      NodesBetweenPolls = Min(Limits.maxNodes, 30000);
-  else if (Limits.time && Limits.time < 1000)
-      NodesBetweenPolls = 1000;
-  else if (Limits.time && Limits.time < 5000)
-      NodesBetweenPolls = 5000;
-  else
-      NodesBetweenPolls = 30000;
-
-  // Look for a book move
   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
   {
       if (Options["Book File"].value<string>() != book.name())
           book.open(Options["Book File"].value<string>());
 
-      Move bookMove = book.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
-      if (bookMove != MOVE_NONE)
-      {
-          if (Limits.ponder)
-              wait_for_stop_or_ponderhit();
+      Move bookMove = book.probe(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
 
-          cout << "bestmove " << bookMove << endl;
-          return !QuitRequest;
+      if (   bookMove != MOVE_NONE
+          && std::count(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), bookMove))
+      {
+          std::swap(RootMoves[0], *std::find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), bookMove));
+          goto finish;
       }
   }
 
-  // Read UCI options
-  UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
-  SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
-
+  // Read UCI options: GUI could change UCI parameters during the game
   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
   Threads.read_uci_options();
 
-  // If needed allocate pawn and material hash tables and adjust TT size
-  Threads.init_hash_tables();
   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
-
   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
   {
       Options["Clear Hash"].set_value("false");
       TT.clear();
   }
 
+  UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<size_t>();
+  SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
+
   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
-  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
+  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? std::max(UCIMultiPV, (size_t)4) : UCIMultiPV);
 
-  // Wake up needed threads and reset maxPly counter
-  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
+  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
-      Threads[i].wake_up();
-      Threads[i].maxPly = 0;
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
+          << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
+          << " ponder: "      << Limits.ponder
+          << " time: "        << Limits.time
+          << " increment: "   << Limits.increment
+          << " moves to go: " << Limits.movesToGo
+          << endl;
   }
 
-  // Write to log file and keep it open to be accessed during the search
-  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+  for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
   {
-      string name = Options["Search Log Filename"].value<string>();
-      LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
-
-      if (LogFile.is_open())
-          LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
-                  << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
-                  << " ponder: "      << Limits.ponder
-                  << " time: "        << Limits.time
-                  << " increment: "   << Limits.increment
-                  << " moves to go: " << Limits.movesToGo
-                  << endl;
+      Threads[i].maxPly = 0;
+      Threads[i].wake_up();
   }
 
-  // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
-  Move ponderMove = MOVE_NONE;
-  Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
+  // Set best timer interval to avoid lagging under time pressure. Timer is
+  // used to check for remaining available thinking time.
+  if (TimeMgr.available_time())
+      Threads.set_timer(std::min(100, std::max(TimeMgr.available_time() / 8, 20)));
+  else
+      Threads.set_timer(100);
 
-  // Write final search statistics and close log file
-  if (LogFile.is_open())
+  // We're ready to start searching. Call the iterative deepening loop function
+  id_loop(pos);
+
+  // Stop timer and send all the slaves to sleep, if not already sleeping
+  Threads.set_timer(0);
+  Threads.set_size(1);
+
+  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
-      int t = current_search_time();
+      int e = elapsed_time();
 
-      LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
-              << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
-              << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
+          << "\nNodes/second: " << (e > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / e : 0)
+          << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, RootMoves[0].pv[0]);
 
       StateInfo st;
-      pos.do_move(bestMove, st);
-      LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
-      pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
-      LogFile.close();
+      pos.do_move(RootMoves[0].pv[0], st);
+      log << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, RootMoves[0].pv[1]) << endl;
+      pos.undo_move(RootMoves[0].pv[0]);
   }
 
-  // This makes all the threads to go to sleep
-  Threads.set_size(1);
+finish:
 
-  // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
-  // best move before we are told to do so.
-  if (!StopRequest && (Limits.ponder || Limits.infinite))
-      wait_for_stop_or_ponderhit();
+  // When we reach max depth we arrive here even without a StopRequest, but if
+  // we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the best move
+  // before we are told to do so.
+  if (!Signals.stop && (Limits.ponder || Limits.infinite))
+      Threads.wait_for_stop_or_ponderhit();
 
   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
-  cout << "bestmove " << bestMove;
+  cout << "bestmove " << RootMoves[0].pv[0];
 
   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
-  if (ponderMove != MOVE_NONE)
-      cout << " ponder " << ponderMove;
+  if (RootMoves[0].pv[1] != MOVE_NONE)
+      cout << " ponder " << RootMoves[0].pv[1];
 
   cout << endl;
-
-  return !QuitRequest;
 }
 
 
@@ -502,60 +429,49 @@ namespace {
   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
 
-  Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
-
-    SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
-    Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
-    int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
-    int depth, aspirationDelta;
-    Value value, alpha, beta;
-    Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
-
-    // Initialize stuff before a new search
-    memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
-    TT.new_search();
-    H.clear();
-    *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
-    depth = aspirationDelta = 0;
-    value = alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
-    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
-
-    // Moves to search are verified and copied
-    Rml.init(pos, searchMoves);
-
-    // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
-    if (!Rml.size())
+  void id_loop(Position& pos) {
+
+    Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
+    int depth, prevBestMoveChanges;
+    Value bestValue, alpha, beta, delta;
+    bool bestMoveNeverChanged = true;
+    Move skillBest = MOVE_NONE;
+
+    memset(ss, 0, 4 * sizeof(Stack));
+    depth = BestMoveChanges = 0;
+    bestValue = delta = -VALUE_INFINITE;
+    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update gains
+
+    // Handle the special case of a mate/stalemate position
+    if (RootMoves.empty())
     {
-        cout << "info" << depth_to_uci(DEPTH_ZERO)
-             << score_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW, alpha, beta) << endl;
+        cout << "info depth 0"
+             << score_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW) << endl;
 
-        return MOVE_NONE;
+        RootMoves.push_back(MOVE_NONE);
+        return;
     }
 
     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
-    while (!StopRequest && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
+    while (!Signals.stop && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
     {
-        // Save last iteration's scores, this needs to be done now, because in
-        // the following MultiPV loop Rml moves could be reordered.
-        for (size_t i = 0; i < Rml.size(); i++)
-            Rml[i].prevScore = Rml[i].score;
+        // Save last iteration's scores before first PV line is searched and all
+        // the move scores but the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
+        for (size_t i = 0; i < RootMoves.size(); i++)
+            RootMoves[i].prevScore = RootMoves[i].score;
 
-        Rml.bestMoveChanges = 0;
+        prevBestMoveChanges = BestMoveChanges;
+        BestMoveChanges = 0;
 
-        // MultiPV iteration loop
-        for (MultiPVIteration = 0; MultiPVIteration < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); MultiPVIteration++)
+        // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
+        for (PVIdx = 0; PVIdx < std::min(MultiPV, RootMoves.size()); PVIdx++)
         {
-            // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
-            if (depth >= 5 && abs(Rml[MultiPVIteration].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
+            // Set aspiration window default width
+            if (depth >= 5 && abs(RootMoves[PVIdx].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
             {
-                int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
-                int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
-
-                aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
-                aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
-
-                alpha = Max(Rml[MultiPVIteration].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
-                beta  = Min(Rml[MultiPVIteration].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
+                delta = Value(16);
+                alpha = RootMoves[PVIdx].prevScore - delta;
+                beta  = RootMoves[PVIdx].prevScore + delta;
             }
             else
             {
@@ -566,128 +482,127 @@ namespace {
             // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
             // research with bigger window until not failing high/low anymore.
             do {
-                // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
-                value = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
-
-                // It is critical that sorting is done with a stable algorithm
-                // because all the values but the first are usually set to
-                // -VALUE_INFINITE and we want to keep the same order for all
-                // the moves but the new PV that goes to head.
-                sort<RootMove>(Rml.begin() + MultiPVIteration, Rml.end());
-
-                // In case we have found an exact score reorder the PV moves
-                // before leaving the fail high/low loop, otherwise leave the
-                // last PV move in its position so to be searched again.
-                if (value > alpha && value < beta)
-                    sort<RootMove>(Rml.begin(), Rml.begin() + MultiPVIteration);
-
-                // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
-                // have been overwritten during the search.
-                for (int i = 0; i <= MultiPVIteration; i++)
-                    Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
-
-                // Value cannot be trusted. Break out immediately!
-                if (StopRequest)
+                // Search starts from ss+1 to allow referencing (ss-1). This is
+                // needed by update gains and ss copy when splitting at Root.
+                bestValue = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
+
+                // Bring to front the best move. It is critical that sorting is
+                // done with a stable algorithm because all the values but the first
+                // and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE and
+                // we want to keep the same order for all the moves but the new
+                // PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV search
+                // the already searched PV lines are preserved.
+                sort<RootMove>(RootMoves.begin() + PVIdx, RootMoves.end());
+
+                // In case we have found an exact score and we are going to leave
+                // the fail high/low loop then reorder the PV moves, otherwise
+                // leave the last PV move in its position so to be searched again.
+                // Of course this is needed only in MultiPV search.
+                if (PVIdx && bestValue > alpha && bestValue < beta)
+                    sort<RootMove>(RootMoves.begin(), RootMoves.begin() + PVIdx);
+
+                // Write PV back to transposition table in case the relevant
+                // entries have been overwritten during the search.
+                for (size_t i = 0; i <= PVIdx; i++)
+                    RootMoves[i].insert_pv_in_tt(pos);
+
+                // If search has been stopped exit the aspiration window loop.
+                // Sorting and writing PV back to TT is safe becuase RootMoves
+                // is still valid, although refers to  previous iteration.
+                if (Signals.stop)
                     break;
 
                 // Send full PV info to GUI if we are going to leave the loop or
                 // if we have a fail high/low and we are deep in the search.
-                if ((value > alpha && value < beta) || current_search_time() > 2000)
-                    for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, MultiPVIteration); i++)
-                    {
-                        cout << "info"
-                             << depth_to_uci(depth * ONE_PLY)
-                             << (i == MultiPVIteration ? score_to_uci(Rml[i].score, alpha, beta) :
-                                                         score_to_uci(Rml[i].score))
-                             << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
-                             << pv_to_uci(&Rml[i].pv[0], i + 1, pos.is_chess960())
-                             << endl;
-                    }
-
-                // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
-                // otherwise exit the fail high/low loop.
-                if (value >= beta)
+                if ((bestValue > alpha && bestValue < beta) || elapsed_time() > 2000)
+                    pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta);
+
+                // In case of failing high/low increase aspiration window and
+                // research, otherwise exit the fail high/low loop.
+                if (bestValue >= beta)
                 {
-                    beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
-                    aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
+                    beta += delta;
+                    delta += delta / 2;
                 }
-                else if (value <= alpha)
+                else if (bestValue <= alpha)
                 {
-                    AspirationFailLow = true;
-                    StopOnPonderhit = false;
+                    Signals.failedLowAtRoot = true;
+                    Signals.stopOnPonderhit = false;
 
-                    alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
-                    aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
+                    alpha -= delta;
+                    delta += delta / 2;
                 }
                 else
                     break;
 
-            } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
-        }
+                assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
 
-        // Collect info about search result
-        bestMove = Rml[0].pv[0];
-        *ponderMove = Rml[0].pv[1];
-        bestValues[depth] = value;
-        bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
+            } while (abs(bestValue) < VALUE_KNOWN_WIN);
+        }
 
-        // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
+        // Skills: Do we need to pick now the best move ?
         if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
-            do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
+            skillBest = do_skill_level();
 
-        if (LogFile.is_open())
-            LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), &Rml[0].pv[0]) << endl;
+        if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+             pv_info_to_log(pos, depth, bestValue, elapsed_time(), &RootMoves[0].pv[0]);
 
-        // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
-        if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].score > Rml[1].score + EasyMoveMargin))
-            easyMove = bestMove;
-        else if (bestMove != easyMove)
-            easyMove = MOVE_NONE;
+        // Filter out startup noise when monitoring best move stability
+        if (depth > 2 && BestMoveChanges)
+            bestMoveNeverChanged = false;
 
-        // Check for some early stop condition
-        if (!StopRequest && Limits.useTimeManagement())
+        // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
+        if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit && Limits.useTimeManagement())
         {
-            // Stop search early if one move seems to be much better than the
-            // others or if there is only a single legal move. Also in the latter
-            // case we search up to some depth anyway to get a proper score.
-            if (   depth >= 7
-                && easyMove == bestMove
-                && (   Rml.size() == 1
-                    ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
-                    ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
-                StopRequest = true;
+            bool stop = false; // Local variable, not the volatile Signals.stop
 
             // Take in account some extra time if the best move has changed
             if (depth > 4 && depth < 50)
-                TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth - 1]);
-
-            // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
-            // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
-            if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
-                StopRequest = true;
+                TimeMgr.pv_instability(BestMoveChanges, prevBestMoveChanges);
+
+            // Stop search if most of available time is already consumed. We
+            // probably don't have enough time to search the first move at the
+            // next iteration anyway.
+            if (elapsed_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
+                stop = true;
+
+            // Stop search early if one move seems to be much better than others
+            if (   depth >= 10
+                && !stop
+                && (   bestMoveNeverChanged
+                    || elapsed_time() > (TimeMgr.available_time() * 40) / 100))
+            {
+                Value rBeta = bestValue - EasyMoveMargin;
+                (ss+1)->excludedMove = RootMoves[0].pv[0];
+                (ss+1)->skipNullMove = true;
+                Value v = search<NonPV>(pos, ss+1, rBeta - 1, rBeta, (depth * ONE_PLY) / 2);
+                (ss+1)->skipNullMove = false;
+                (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
+
+                if (v < rBeta)
+                    stop = true;
+            }
 
-            // If we are allowed to ponder do not stop the search now but keep pondering
-            if (StopRequest && Limits.ponder)
+            if (stop)
             {
-                StopRequest = false;
-                StopOnPonderhit = true;
+                // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
+                // keep pondering until GUI sends "ponderhit" or "stop".
+                if (Limits.ponder)
+                    Signals.stopOnPonderhit = true;
+                else
+                    Signals.stop = true;
             }
         }
     }
 
-    // When using skills overwrite best and ponder moves with the sub-optimal ones
+    // When using skills swap best PV line with the sub-optimal one
     if (SkillLevelEnabled)
     {
         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
-            do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
+            skillBest = do_skill_level();
 
-        bestMove = skillBest;
-        *ponderMove = skillPonder;
+        std::swap(RootMoves[0], *std::find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), skillBest));
     }
-
-    return bestMove;
   }
 
 
@@ -699,11 +614,11 @@ namespace {
   // here: This is taken care of after we return from the split point.
 
   template <NodeType NT>
-  Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
+  Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
 
-    const bool PvNode   = (NT == PV || NT == Root || NT == SplitPointPV);
-    const bool SpNode   = (NT == SplitPointPV || NT == SplitPointNonPV);
-    const bool RootNode = (NT == Root);
+    const bool PvNode   = (NT == PV || NT == Root || NT == SplitPointPV || NT == SplitPointRoot);
+    const bool SpNode   = (NT == SplitPointPV || NT == SplitPointNonPV || NT == SplitPointRoot);
+    const bool RootNode = (NT == Root || NT == SplitPointRoot);
 
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
@@ -719,8 +634,9 @@ namespace {
     Depth ext, newDepth;
     ValueType vt;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
-    Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
-    bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck, captureOrPromotion, dangerous;
+    Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValue;
+    bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck;
+    bool captureOrPromotion, dangerous, doFullDepthSearch;
     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
     Thread& thread = Threads[pos.thread()];
     SplitPoint* sp = NULL;
@@ -734,7 +650,7 @@ namespace {
     if (PvNode && thread.maxPly < ss->ply)
         thread.maxPly = ss->ply;
 
-    // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
+    // Step 1. Initialize node
     if (!SpNode)
     {
         ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
@@ -750,14 +666,8 @@ namespace {
         goto split_point_start;
     }
 
-    if (pos.thread() == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
-    {
-        NodesSincePoll = 0;
-        poll(pos);
-    }
-
     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
-    if ((   StopRequest
+    if ((   Signals.stop
          || pos.is_draw<false>()
          || ss->ply > PLY_MAX) && !RootNode)
         return VALUE_DRAW;
@@ -765,8 +675,8 @@ namespace {
     // Step 3. Mate distance pruning
     if (!RootNode)
     {
-        alpha = Max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
-        beta = Min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
+        alpha = std::max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
+        beta = std::min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
         if (alpha >= beta)
             return alpha;
     }
@@ -777,7 +687,7 @@ namespace {
     excludedMove = ss->excludedMove;
     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
     tte = TT.probe(posKey);
-    ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    ttMove = RootNode ? RootMoves[PVIdx].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
 
     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
@@ -787,8 +697,18 @@ namespace {
                                     : can_return_tt(tte, depth, beta, ss->ply)))
     {
         TT.refresh(tte);
-        ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
-        return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
+        ss->bestMove = move = ttMove; // Can be MOVE_NONE
+        value = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
+
+        if (   value >= beta
+            && move
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move)
+            && move != ss->killers[0])
+        {
+            ss->killers[1] = ss->killers[0];
+            ss->killers[0] = move;
+        }
+        return value;
     }
 
     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
@@ -808,8 +728,17 @@ namespace {
         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
     }
 
-    // Save gain for the parent non-capture move
-    update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
+    // Update gain for the parent non-capture move given the static position
+    // evaluation before and after the move.
+    if (   (move = (ss-1)->currentMove) != MOVE_NULL
+        && (ss-1)->eval != VALUE_NONE
+        && ss->eval != VALUE_NONE
+        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
+        && !is_special(move))
+    {
+        Square to = move_to(move);
+        H.update_gain(pos.piece_on(to), to, -(ss-1)->eval - ss->eval);
+    }
 
     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
@@ -858,12 +787,12 @@ namespace {
         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
             R++;
 
-        pos.do_null_move(st);
+        pos.do_null_move<true>(st);
         (ss+1)->skipNullMove = true;
         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
         (ss+1)->skipNullMove = false;
-        pos.undo_null_move();
+        pos.do_null_move<false>(st);
 
         if (nullValue >= beta)
         {
@@ -947,8 +876,7 @@ namespace {
 
 split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
-    // Initialize a MovePicker object for the current position
-    MovePickerExt<NT> mp(pos, RootNode ? Rml[MultiPVIteration].pv[0] : ttMove, depth, H, ss, PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta);
+    MovePickerExt<SpNode> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta);
     CheckInfo ci(pos);
     ss->bestMove = MOVE_NONE;
     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
@@ -956,13 +884,16 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
                            && !SpNode
                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
                            && ttMove != MOVE_NONE
-                           && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
+                           && !excludedMove // Recursive singular search is not allowed
                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
     if (SpNode)
     {
         lock_grab(&(sp->lock));
         bestValue = sp->bestValue;
+        moveCount = sp->moveCount;
+
+        assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && moveCount > 0);
     }
 
     // Step 11. Loop through moves
@@ -971,15 +902,15 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
            && !thread.cutoff_occurred())
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
 
       if (move == excludedMove)
           continue;
 
-      // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root Move List.
-      // Also in MultiPV mode we skip moves which already have got an exact score
-      // in previous MultiPV Iteration.
-      if (RootNode && !Rml.find(move, MultiPVIteration))
+      // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
+      // Move List, as a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
+      // mode we also skip PV moves which have been already searched.
+      if (RootNode && !std::count(RootMoves.begin() + PVIdx, RootMoves.end(), move))
           continue;
 
       // At PV and SpNode nodes we want all moves to be legal since the beginning
@@ -997,32 +928,28 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       if (RootNode)
       {
           // This is used by time management
-          FirstRootMove = (moveCount == 1);
+          Signals.firstRootMove = (moveCount == 1);
 
-          // Save the current node count before the move is searched
           nodes = pos.nodes_searched();
 
-          // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
-          // correct accumulated node counts searched by each thread.
-          if (SendSearchedNodes)
-          {
-              SendSearchedNodes = false;
-              cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
-          }
-
-          // For long searches send current move info to GUI
-          if (current_search_time() > 2000)
-              cout << "info" << depth_to_uci(depth)
-                   << " currmove " << move << " currmovenumber " << moveCount + MultiPVIteration << endl;
+          if (pos.thread() == 0 && elapsed_time() > 2000)
+              cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
+                   << " currmove " << move
+                   << " currmovenumber " << moveCount + PVIdx << endl;
       }
 
-      // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
-      isPvMove = (PvNode && moveCount <= ((RootNode && depth <= ONE_PLY) ? MAX_MOVES : 1));
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= 1);
+      captureOrPromotion = pos.is_capture_or_promotion(move);
       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
-      captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
+      dangerous = givesCheck || is_dangerous(pos, move, captureOrPromotion);
+      ext = DEPTH_ZERO;
+
+      // Step 12. Extend checks and, in PV nodes, also dangerous moves
+      if (PvNode && dangerous)
+          ext = ONE_PLY;
 
-      // Step 12. Decide the new search depth
-      ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, givesCheck, &dangerous);
+      else if (givesCheck && pos.see_sign(move) >= 0)
+          ext = PvNode ? ONE_PLY : ONE_PLY / 2;
 
       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
@@ -1030,9 +957,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
       // a margin then we extend ttMove.
       if (   singularExtensionNode
+          && !ext
           && move == ttMove
-          && pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned)
-          && ext < ONE_PLY)
+          && pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
       {
           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
 
@@ -1041,11 +968,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               Value rBeta = ttValue - int(depth);
               ss->excludedMove = move;
               ss->skipNullMove = true;
-              Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
+              value = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
               ss->skipNullMove = false;
               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
               ss->bestMove = MOVE_NONE;
-              if (v < rBeta)
+              if (value < rBeta)
                   ext = ONE_PLY;
           }
       }
@@ -1059,12 +986,12 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !inCheck
           && !dangerous
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_castle(move))
+          && !is_castle(move)
+          && (bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX || bestValue == -VALUE_INFINITE))
       {
           // Move count based pruning
           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
-              && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove))
-              && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
+              && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove)))
           {
               if (SpNode)
                   lock_grab(&(sp->lock));
@@ -1076,26 +1003,19 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
           // but fixing this made program slightly weaker.
           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<PvNode>(depth, moveCount);
-          futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
-                               + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
+          futilityValue =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
+                         + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
 
-          if (futilityValueScaled < beta)
+          if (futilityValue < beta)
           {
               if (SpNode)
-              {
                   lock_grab(&(sp->lock));
-                  if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
-                      sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
-              }
-              else if (futilityValueScaled > bestValue)
-                  bestValue = futilityValueScaled;
 
               continue;
           }
 
           // Prune moves with negative SEE at low depths
           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
-              && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
               && pos.see_sign(move) < 0)
           {
               if (SpNode)
@@ -1119,51 +1039,44 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       // Step 14. Make the move
       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
 
-      // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-      // The first move in list is the expected PV
-      if (isPvMove)
-          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
-      else
+      // Step 15. Reduced depth search (LMR). If the move fails high will be
+      // re-searched at full depth.
+      if (   depth > 3 * ONE_PLY
+          && !isPvMove
+          && !captureOrPromotion
+          && !dangerous
+          && !is_castle(move)
+          &&  ss->killers[0] != move
+          &&  ss->killers[1] != move)
       {
-          // Step 15. Reduced depth search
-          // If the move fails high will be re-searched at full depth.
-          bool doFullDepthSearch = true;
-
-          if (    depth > 3 * ONE_PLY
-              && !captureOrPromotion
-              && !dangerous
-              && !move_is_castle(move)
-              &&  ss->killers[0] != move
-              &&  ss->killers[1] != move
-              && (ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount)) != DEPTH_ZERO)
-          {
-              Depth d = newDepth - ss->reduction;
-              alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
+          ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
+          Depth d = newDepth - ss->reduction;
+          alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
 
-              value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                  : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
+          value = d < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
+                              : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
 
-              ss->reduction = DEPTH_ZERO;
-              doFullDepthSearch = (value > alpha);
-          }
+          doFullDepthSearch = (value > alpha && ss->reduction != DEPTH_ZERO);
+          ss->reduction = DEPTH_ZERO;
+      }
+      else
+          doFullDepthSearch = !isPvMove;
 
-          // Step 16. Full depth search
-          if (doFullDepthSearch)
-          {
-              alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
-              value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                         : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
-
-              // Step extra. pv search (only in PV nodes)
-              // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
-              // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
-              if (PvNode && value > alpha && (RootNode || value < beta))
-                  value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
-                                             : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
-          }
+      // Step 16. Full depth search, when LMR is skipped or fails high
+      if (doFullDepthSearch)
+      {
+          alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
+          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
+                                     : - search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
       }
 
+      // Only for PV nodes do a full PV search on the first move or after a fail
+      // high, in the latter case search only if value < beta, otherwise let the
+      // parent node to fail low with value <= alpha and to try another move.
+      if (PvNode && (isPvMove || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
+          value = newDepth < ONE_PLY ? -qsearch<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
+                                     : - search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
+
       // Step 17. Undo move
       pos.undo_move(move);
 
@@ -1177,13 +1090,41 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           alpha = sp->alpha;
       }
 
+      // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
+      // was aborted because the user interrupted the search or because we
+      // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
+      // be trusted, and we don't update the best move and/or PV.
+      if (RootNode && !Signals.stop)
+      {
+          RootMove& rm = *std::find(RootMoves.begin(), RootMoves.end(), move);
+          rm.nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
+
+          // PV move or new best move ?
+          if (isPvMove || value > alpha)
+          {
+              rm.score = value;
+              rm.extract_pv_from_tt(pos);
+
+              // We record how often the best move has been changed in each
+              // iteration. This information is used for time management: When
+              // the best move changes frequently, we allocate some more time.
+              if (!isPvMove && MultiPV == 1)
+                  BestMoveChanges++;
+          }
+          else
+              // All other moves but the PV are set to the lowest value, this
+              // is not a problem when sorting becuase sort is stable and move
+              // position in the list is preserved, just the PV is pushed up.
+              rm.score = -VALUE_INFINITE;
+
+      }
+
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
           ss->bestMove = move;
 
-          if (  !RootNode
-              && PvNode
+          if (   PvNode
               && value > alpha
               && value < beta) // We want always alpha < beta
               alpha = value;
@@ -1197,68 +1138,37 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           }
       }
 
-      if (RootNode)
-      {
-          // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
-          // was aborted because the user interrupted the search or because we
-          // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
-          // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
-          // move and/or PV.
-          if (StopRequest)
-              break;
-
-          // Remember searched nodes counts for this move
-          RootMove* rm = Rml.find(move);
-          rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
-
-          // PV move or new best move ?
-          if (isPvMove || value > alpha)
-          {
-              // Update PV
-              rm->score = value;
-              rm->extract_pv_from_tt(pos);
-
-              // We record how often the best move has been changed in each
-              // iteration. This information is used for time management: When
-              // the best move changes frequently, we allocate some more time.
-              if (!isPvMove && MultiPV == 1)
-                  Rml.bestMoveChanges++;
-
-              // Update alpha.
-              if (value > alpha)
-                  alpha = value;
-          }
-          else
-              // All other moves but the PV are set to the lowest value, this
-              // is not a problem when sorting becuase sort is stable and move
-              // position in the list is preserved, just the PV is pushed up.
-              rm->score = -VALUE_INFINITE;
-
-      } // RootNode
-
       // Step 19. Check for split
-      if (   !RootNode
-          && !SpNode
+      if (   !SpNode
           && depth >= Threads.min_split_depth()
           && bestValue < beta
           && Threads.available_slave_exists(pos.thread())
-          && !StopRequest
+          && !Signals.stop
           && !thread.cutoff_occurred())
-          Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, &alpha, beta, &bestValue, depth,
-                                   threatMove, moveCount, &mp, PvNode);
+          bestValue = Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, alpha, beta, bestValue, depth,
+                                               threatMove, moveCount, &mp, NT);
     }
 
     // Step 20. Check for mate and stalemate
-    // All legal moves have been searched and if there are
-    // no legal moves, it must be mate or stalemate.
-    // If one move was excluded return fail low score.
-    if (!SpNode && !moveCount)
+    // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
+    // must be mate or stalemate. Note that we can have a false positive in
+    // case of StopRequest or thread.cutoff_occurred() are set, but this is
+    // harmless because return value is discarded anyhow in the parent nodes.
+    // If we are in a singular extension search then return a fail low score.
+    if (!moveCount)
         return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
 
+    // If we have pruned all the moves without searching return a fail-low score
+    if (bestValue == -VALUE_INFINITE)
+    {
+        assert(!playedMoveCount);
+
+        bestValue = alpha;
+    }
+
     // Step 21. Update tables
-    // If the search is not aborted, update the transposition table,
-    // history counters, and killer moves.
-    if (!SpNode && !StopRequest && !thread.cutoff_occurred())
+    // Update transposition table entry, history and killers
+    if (!SpNode && !Signals.stop && !thread.cutoff_occurred())
     {
         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
@@ -1268,7 +1178,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
         if (    bestValue >= beta
-            && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move))
         {
             if (move != ss->killers[0])
             {
@@ -1292,12 +1202,13 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return bestValue;
   }
 
+
   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
   // less than ONE_PLY).
 
   template <NodeType NT>
-  Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
+  Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
 
     const bool PvNode = (NT == PV);
 
@@ -1314,6 +1225,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     bool inCheck, enoughMaterial, givesCheck, evasionPrunable;
     const TTEntry* tte;
     Depth ttDepth;
+    ValueType vt;
     Value oldAlpha = alpha;
 
     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
@@ -1371,7 +1283,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         if (PvNode && bestValue > alpha)
             alpha = bestValue;
 
-        // Futility pruning parameters, not needed when in check
         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
     }
@@ -1384,10 +1295,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     CheckInfo ci(pos);
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
-    while (   alpha < beta
+    while (   bestValue < beta
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
 
       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
 
@@ -1397,17 +1308,18 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !givesCheck
           &&  move != ttMove
           &&  enoughMaterial
-          && !move_is_promotion(move)
-          && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
+          && !is_promotion(move)
+          && !pos.is_passed_pawn_push(move))
       {
           futilityValue =  futilityBase
-                         + piece_value_endgame(pos.piece_on(move_to(move)))
-                         + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
+                         + PieceValueEndgame[pos.piece_on(move_to(move))]
+                         + (is_enpassant(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
 
-          if (futilityValue < alpha)
+          if (futilityValue < beta)
           {
               if (futilityValue > bestValue)
                   bestValue = futilityValue;
+
               continue;
           }
 
@@ -1422,14 +1334,14 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       evasionPrunable =   !PvNode
                        && inCheck
                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
-                       && !pos.move_is_capture(move)
+                       && !pos.is_capture(move)
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
       // Don't search moves with negative SEE values
       if (   !PvNode
           && (!inCheck || evasionPrunable)
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_promotion(move)
+          && !is_promotion(move)
           &&  pos.see_sign(move) < 0)
           continue;
 
@@ -1438,7 +1350,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !inCheck
           &&  givesCheck
           &&  move != ttMove
-          && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
+          && !pos.is_capture_or_promotion(move)
           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
       {
@@ -1452,7 +1364,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       if (!pos.pl_move_is_legal(move, ci.pinned))
           continue;
 
-      // Update current move
       ss->currentMove = move;
 
       // Make and search the move
@@ -1466,11 +1377,12 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
-          if (value > alpha)
-          {
+          ss->bestMove = move;
+
+          if (   PvNode
+              && value > alpha
+              && value < beta) // We want always alpha < beta
               alpha = value;
-              ss->bestMove = move;
-          }
        }
     }
 
@@ -1480,8 +1392,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         return value_mated_in(ss->ply);
 
     // Update transposition table
-    ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
-    TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
+    move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
+    vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
+         : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
+
+    TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, move, ss->eval, evalMargin);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1503,7 +1418,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     from = move_from(move);
     to = move_to(move);
-    them = opposite_color(pos.side_to_move());
+    them = flip(pos.side_to_move());
     ksq = pos.king_square(them);
     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
     pc = pos.piece_on(from);
@@ -1519,7 +1434,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         return true;
 
     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
-    if (   piece_type(pc) == QUEEN
+    if (   type_of(pc) == QUEEN
         && bit_is_set(kingAtt, to))
         return true;
 
@@ -1529,7 +1444,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     while (b)
     {
         victimSq = pop_1st_bit(&b);
-        futilityValue = futilityBase + piece_value_endgame(pos.piece_on(victimSq));
+        futilityValue = futilityBase + PieceValueEndgame[pos.piece_on(victimSq)];
 
         // Note that here we generate illegal "double move"!
         if (   futilityValue >= beta
@@ -1558,8 +1473,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Piece p1, p2;
     Square ksq;
 
-    assert(m1 && move_is_ok(m1));
-    assert(m2 && move_is_ok(m2));
+    assert(is_ok(m1));
+    assert(is_ok(m2));
 
     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
     f2 = move_from(m2);
@@ -1634,10 +1549,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
 
-    assert(move_is_ok(m));
-    assert(threat && move_is_ok(threat));
-    assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
-    assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
+    assert(is_ok(m));
+    assert(is_ok(threat));
+    assert(!pos.is_capture_or_promotion(m));
+    assert(!pos.is_passed_pawn_push(m));
 
     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
 
@@ -1652,9 +1567,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
-    if (   pos.move_is_capture(threat)
-        && (   piece_value_midgame(pos.piece_on(tfrom)) >= piece_value_midgame(pos.piece_on(tto))
-            || piece_type(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
+    if (   pos.is_capture(threat)
+        && (   PieceValueMidgame[pos.piece_on(tfrom)] >= PieceValueMidgame[pos.piece_on(tto)]
+            || type_of(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
         && pos.move_attacks_square(m, tto))
         return true;
 
@@ -1669,24 +1584,24 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // can_return_tt() returns true if a transposition table score
-  // can be used to cut-off at a given point in search.
+  // can_return_tt() returns true if a transposition table score can be used to
+  // cut-off at a given point in search.
 
   bool can_return_tt(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
 
     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
 
     return   (   tte->depth() >= depth
-              || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
-              || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
+              || v >= std::max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
+              || v < std::min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
 
           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
   }
 
 
-  // refine_eval() returns the transposition table score if
-  // possible otherwise falls back on static position evaluation.
+  // refine_eval() returns the transposition table score if possible, otherwise
+  // falls back on static position evaluation.
 
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
 
@@ -1702,8 +1617,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
-  // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
+  // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff in
+  // history and marks as failures all the other moves of that ply.
 
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
                       Move movesSearched[], int moveCount) {
@@ -1723,29 +1638,15 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
-  // the static position evaluation before and after the move.
-
-  void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
-
-    if (   m != MOVE_NULL
-        && before != VALUE_NONE
-        && after != VALUE_NONE
-        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
-        && !move_is_special(m))
-        H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
-  }
-
-
   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
   // since the beginning of the current search.
 
-  int current_search_time(int set) {
+  int elapsed_time(bool reset) {
 
     static int searchStartTime;
 
-    if (set)
-        searchStartTime = set;
+    if (reset)
+        searchStartTime = get_system_time();
 
     return get_system_time() - searchStartTime;
   }
@@ -1773,53 +1674,49 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
-  // to be sent to UCI gui.
+  // pv_info_to_uci() sends search info to GUI. UCI protocol requires to send all
+  // the PV lines also if are still to be searched and so refer to the previous
+  // search score.
 
-  string speed_to_uci(int64_t nodes) {
-
-    std::stringstream s;
-    int t = current_search_time();
+  void pv_info_to_uci(const Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta) {
 
-    s << " nodes " << nodes
-      << " nps " << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
-      << " time "  << t;
+    int t = elapsed_time();
+    int selDepth = 0;
 
-    return s.str();
-  }
+    for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
+        if (Threads[i].maxPly > selDepth)
+            selDepth = Threads[i].maxPly;
 
-  // pv_to_uci() returns a string with information on the current PV line
-  // formatted according to UCI specification.
+    for (size_t i = 0; i < std::min(UCIMultiPV, RootMoves.size()); i++)
+    {
+        bool updated = (i <= PVIdx);
 
-  string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960) {
+        if (depth == 1 && !updated)
+            continue;
 
-    std::stringstream s;
+        int d = (updated ? depth : depth - 1);
+        Value s = (updated ? RootMoves[i].score : RootMoves[i].prevScore);
 
-    s << " multipv " << pvNum << " pv " << set960(chess960);
+        cout << "info"
+             << " depth " << d
+             << " seldepth " << selDepth
+             << (i == PVIdx ? score_to_uci(s, alpha, beta) : score_to_uci(s))
+             << " nodes " << pos.nodes_searched()
+             << " nps " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
+             << " time " << t
+             << " multipv " << i + 1 << " pv";
 
-    for ( ; *pv != MOVE_NONE; pv++)
-        s << *pv << " ";
+        for (int j = 0; RootMoves[i].pv[j] != MOVE_NONE; j++)
+            cout <<  " " << RootMoves[i].pv[j];
 
-    return s.str();
+        cout << endl;
+    }
   }
 
-  // depth_to_uci() returns a string with information on the current depth and
-  // seldepth formatted according to UCI specification.
-
-  string depth_to_uci(Depth depth) {
-
-    std::stringstream s;
-
-    // Retrieve max searched depth among threads
-    int selDepth = 0;
-    for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
-        if (Threads[i].maxPly > selDepth)
-            selDepth = Threads[i].maxPly;
-
-     s << " depth " << depth / ONE_PLY << " seldepth " << selDepth;
 
-    return s.str();
-  }
+  // pv_info_to_log() writes human-readable search information to the log file
+  // (which is created when the UCI parameter "Use Search Log" is "true"). It
+  // uses the two below helpers to pretty format time and score respectively.
 
   string time_to_string(int millisecs) {
 
@@ -1835,7 +1732,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     if (hours)
         s << hours << ':';
 
-    s << std::setfill('0') << std::setw(2) << minutes << ':' << std::setw(2) << seconds;
+    s << std::setfill('0') << std::setw(2) << minutes << ':'
+                           << std::setw(2) << seconds;
     return s.str();
   }
 
@@ -1848,29 +1746,23 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     else if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
         s << "-#" << (VALUE_MATE + v) / 2;
     else
-        s << std::setprecision(2) << std::fixed << std::showpos << float(v) / PawnValueMidgame;
+        s << std::setprecision(2) << std::fixed << std::showpos
+          << float(v) / PawnValueMidgame;
 
     return s.str();
   }
 
-  // pretty_pv() creates a human-readable string from a position and a PV.
-  // It is used to write search information to the log file (which is created
-  // when the UCI parameter "Use Search Log" is "true").
-
-  string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value value, int time, Move pv[]) {
+  void pv_info_to_log(Position& pos, int depth, Value value, int time, Move pv[]) {
 
     const int64_t K = 1000;
     const int64_t M = 1000000;
-    const int startColumn = 28;
-    const size_t maxLength = 80 - startColumn;
 
     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
     Move* m = pv;
-    string san;
+    string san, padding;
+    size_t length;
     std::stringstream s;
-    size_t length = 0;
 
-    // First print depth, score, time and searched nodes...
     s << set960(pos.is_chess960())
       << std::setw(2) << depth
       << std::setw(8) << score_to_string(value)
@@ -1878,212 +1770,85 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     if (pos.nodes_searched() < M)
         s << std::setw(8) << pos.nodes_searched() / 1 << "  ";
+
     else if (pos.nodes_searched() < K * M)
         s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / K << "K  ";
+
     else
         s << std::setw(7) << pos.nodes_searched() / M << "M  ";
 
-    // ...then print the full PV line in short algebraic notation
+    padding = string(s.str().length(), ' ');
+    length = padding.length();
+
     while (*m != MOVE_NONE)
     {
         san = move_to_san(pos, *m);
-        length += san.length() + 1;
 
-        if (length > maxLength)
+        if (length + san.length() > 80)
         {
-            length = san.length() + 1;
-            s << "\n" + string(startColumn, ' ');
+            s << "\n" + padding;
+            length = padding.length();
         }
+
         s << san << ' ';
+        length += san.length() + 1;
 
         pos.do_move(*m++, *st++);
     }
 
-    // Restore original position before to leave
-    while (m != pv) pos.undo_move(*--m);
-
-    return s.str();
-  }
-
-  // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
-  // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
-  // search.
-
-  void poll(const Position& pos) {
-
-    static int lastInfoTime;
-    int t = current_search_time();
-
-    //  Poll for input
-    if (input_available())
-    {
-        // We are line oriented, don't read single chars
-        string command;
-
-        if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
-        {
-            // Quit the program as soon as possible
-            Limits.ponder = false;
-            QuitRequest = StopRequest = true;
-            return;
-        }
-        else if (command == "stop")
-        {
-            // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
-            // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
-            Limits.ponder = false;
-            StopRequest = true;
-        }
-        else if (command == "ponderhit")
-        {
-            // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
-            // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
-            // should continue searching but switching from pondering to normal search.
-            Limits.ponder = false;
-
-            if (StopOnPonderhit)
-                StopRequest = true;
-        }
-    }
-
-    // Print search information
-    if (t < 1000)
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (lastInfoTime > t)
-        // HACK: Must be a new search where we searched less than
-        // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (t - lastInfoTime >= 1000)
-    {
-        lastInfoTime = t;
-
-        dbg_print_mean();
-        dbg_print_hit_rate();
-
-        // Send info on searched nodes as soon as we return to root
-        SendSearchedNodes = true;
-    }
-
-    // Should we stop the search?
-    if (Limits.ponder)
-        return;
-
-    bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
-                           && !AspirationFailLow
-                           &&  t > TimeMgr.available_time();
-
-    bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
-                     || stillAtFirstMove;
-
-    if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
-        || (Limits.maxTime && t >= Limits.maxTime)
-        || (Limits.maxNodes && pos.nodes_searched() >= Limits.maxNodes)) // FIXME
-        StopRequest = true;
-  }
-
-
-  // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
-  // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
-  // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
-  // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
-  // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
-  // after which the bestmove and pondermove will be printed.
-
-  void wait_for_stop_or_ponderhit() {
+    while (m != pv)
+        pos.undo_move(*--m);
 
-    string command;
-
-    // Wait for a command from stdin
-    while (   std::getline(std::cin, command)
-           && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
-
-    if (command != "ponderhit" && command != "stop")
-        QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
+    Log l(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+    l << s.str() << endl;
   }
 
 
   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
-  void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
+
+  Move do_skill_level() {
 
     assert(MultiPV > 1);
 
     static RKISS rk;
 
-    // Rml list is already sorted by score in descending order
-    int s;
-    int max_s = -VALUE_INFINITE;
-    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
-    int max = Rml[0].score;
-    int var = Min(max - Rml[size - 1].score, PawnValueMidgame);
-    int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
-
-    // PRNG sequence should be non deterministic
+    // PRNG sequence should be not deterministic
     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
         rk.rand<unsigned>();
 
-    // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
-    // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
+    // Rml list is already sorted by score in descending order
+    size_t size = std::min(MultiPV, RootMoves.size());
+    int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[size - 1].score, PawnValueMidgame);
+    int weakness = 120 - 2 * SkillLevel;
+    int max_s = -VALUE_INFINITE;
+    Move best = MOVE_NONE;
+
+    // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
+    // weakness, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
     // then we choose the move with the resulting highest score.
-    for (int i = 0; i < size; i++)
+    for (size_t i = 0; i < size; i++)
     {
-        s = Rml[i].score;
+        int s = RootMoves[i].score;
 
         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
-        if (i > 0 && Rml[i-1].score > s + EasyMoveMargin)
+        if (i > 0 && RootMoves[i-1].score > s + EasyMoveMargin)
             break;
 
-        // This is our magical formula
-        s += ((max - s) * wk + var * (rk.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
+        // This is our magic formula
+        s += (  weakness * int(RootMoves[0].score - s)
+              + variance * (rk.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
 
         if (s > max_s)
         {
             max_s = s;
-            *best = Rml[i].pv[0];
-            *ponder = Rml[i].pv[1];
+            best = RootMoves[i].pv[0];
         }
     }
+    return best;
   }
 
 
-  /// RootMove and RootMoveList method's definitions
-
-  void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
-
-    Move* sm;
-    bestMoveChanges = 0;
-    clear();
-
-    // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
-    for (MoveList<MV_LEGAL> ml(pos); !ml.end(); ++ml)
-    {
-        // If we have a searchMoves[] list then verify the move
-        // is in the list before to add it.
-        for (sm = searchMoves; *sm && *sm != ml.move(); sm++) {}
-
-        if (sm != searchMoves && *sm != ml.move())
-            continue;
-
-        RootMove rm;
-        rm.pv.push_back(ml.move());
-        rm.pv.push_back(MOVE_NONE);
-        rm.score = rm.prevScore = -VALUE_INFINITE;
-        rm.nodes = 0;
-        push_back(rm);
-    }
-  }
-
-  RootMove* RootMoveList::find(const Move& m, int startIndex) {
-
-    for (size_t i = startIndex; i < size(); i++)
-        if ((*this)[i].pv[0] == m)
-            return &(*this)[i];
-
-    return NULL;
-  }
-
   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
@@ -2096,7 +1861,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     int ply = 1;
     Move m = pv[0];
 
-    assert(m != MOVE_NONE && pos.move_is_pl(m));
+    assert(m != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(m));
 
     pv.clear();
     pv.push_back(m);
@@ -2104,7 +1869,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     while (   (tte = TT.probe(pos.get_key())) != NULL
            && tte->move() != MOVE_NONE
-           && pos.move_is_pl(tte->move())
+           && pos.is_pseudo_legal(tte->move())
            && pos.pl_move_is_legal(tte->move(), pos.pinned_pieces())
            && ply < PLY_MAX
            && (!pos.is_draw<false>() || ply < 2))
@@ -2118,6 +1883,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
   }
 
+
   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
@@ -2130,7 +1896,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v, m = VALUE_NONE;
     int ply = 0;
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_pl(pv[0]));
+    assert(pv[ply] != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(pv[ply]));
 
     do {
         k = pos.get_key();
@@ -2148,114 +1914,129 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
   }
-} // namespace
 
+} // namespace
 
-// ThreadsManager::idle_loop() is where the threads are parked when they have no work
-// to do. The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
-// object for which the current thread is the master.
-
-void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
 
-  assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
+/// Thread::idle_loop() is where the thread is parked when it has no work to do.
+/// The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint object
+/// for which the thread is the master.
 
-  int i;
-  bool allFinished;
+void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
 
   while (true)
   {
-      // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
-      // master should exit as last one.
-      if (allThreadsShouldExit)
-      {
-          assert(!sp);
-          threads[threadID].state = Thread::TERMINATED;
-          return;
-      }
-
-      // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
+      // If we are not searching, wait for a condition to be signaled
       // instead of wasting CPU time polling for work.
-      while (   threadID >= activeThreads
-             || threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING
-             || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE))
+      while (   do_sleep
+             || do_terminate
+             || (Threads.use_sleeping_threads() && !is_searching))
       {
-          assert(!sp || useSleepingThreads);
-          assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
+          assert((!sp && threadID) || Threads.use_sleeping_threads());
 
-          if (threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING)
-              threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
+          if (do_terminate)
+          {
+              assert(!sp);
+              return;
+          }
 
           // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
-          lock_grab(&threads[threadID].sleepLock);
-
-          // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
-          for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
-          allFinished = (i == activeThreads);
+          lock_grab(&sleepLock);
 
-          if (allFinished || allThreadsShouldExit)
+          // If we are master and all slaves have finished don't go to sleep
+          if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
           {
-              lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
+              lock_release(&sleepLock);
               break;
           }
 
-          // Do sleep here after retesting sleep conditions
-          if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE)
-              cond_wait(&threads[threadID].sleepCond, &threads[threadID].sleepLock);
+          // Do sleep after retesting sleep conditions under lock protection, in
+          // particular we need to avoid a deadlock in case a master thread has,
+          // in the meanwhile, allocated us and sent the wake_up() call before we
+          // had the chance to grab the lock.
+          if (do_sleep || !is_searching)
+              cond_wait(&sleepCond, &sleepLock);
 
-          lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
+          lock_release(&sleepLock);
       }
 
       // If this thread has been assigned work, launch a search
-      if (threads[threadID].state == Thread::WORKISWAITING)
+      if (is_searching)
       {
-          assert(!allThreadsShouldExit);
-
-          threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
+          assert(!do_terminate);
 
           // Copy split point position and search stack and call search()
-          // with SplitPoint template parameter set to true.
-          SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
-          SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
+          Stack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
+          SplitPoint* tsp = splitPoint;
           Position pos(*tsp->pos, threadID);
 
-          memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
+          memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(Stack));
           (ss+1)->sp = tsp;
 
-          if (tsp->pvNode)
+          if (tsp->nodeType == Root)
+              search<SplitPointRoot>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else if (tsp->nodeType == PV)
               search<SplitPointPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
-          else
+          else if (tsp->nodeType == NonPV)
               search<SplitPointNonPV>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else
+              assert(false);
 
-          assert(threads[threadID].state == Thread::SEARCHING);
+          assert(is_searching);
 
-          threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
+          is_searching = false;
 
           // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
           // case we are the last slave of the split point.
-          if (   useSleepingThreads
+          if (   Threads.use_sleeping_threads()
               && threadID != tsp->master
-              && threads[tsp->master].state == Thread::AVAILABLE)
-              threads[tsp->master].wake_up();
+              && !Threads[tsp->master].is_searching)
+              Threads[tsp->master].wake_up();
       }
 
       // If this thread is the master of a split point and all slaves have
       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
-      for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
-      allFinished = (i == activeThreads);
-
-      if (allFinished)
+      if (sp && Threads.split_point_finished(sp))
       {
-          // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
+          // Because sp->is_slave[] is reset under lock protection,
           // be sure sp->lock has been released before to return.
           lock_grab(&(sp->lock));
           lock_release(&(sp->lock));
-
-          // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
-          // because here is all finished is not possible master is booked.
-          assert(threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE);
-
-          threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
           return;
       }
   }
 }
+
+
+/// do_timer_event() is called by the timer thread when the timer triggers. It
+/// is used to print debug info and, more important, to detect when we are out of
+/// available time and so stop the search.
+
+void do_timer_event() {
+
+  static int lastInfoTime;
+  int e = elapsed_time();
+
+  if (get_system_time() - lastInfoTime >= 1000 || !lastInfoTime)
+  {
+      lastInfoTime = get_system_time();
+
+      dbg_print_mean();
+      dbg_print_hit_rate();
+  }
+
+  if (Limits.ponder)
+      return;
+
+  bool stillAtFirstMove =    Signals.firstRootMove
+                         && !Signals.failedLowAtRoot
+                         &&  e > TimeMgr.available_time();
+
+  bool noMoreTime =   e > TimeMgr.maximum_time()
+                   || stillAtFirstMove;
+
+  if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
+      || (Limits.maxTime && e >= Limits.maxTime)
+         /* missing nodes limit */ ) // FIXME
+      Signals.stop = true;
+}