]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Introduce and use MovePickerExt
[stockfish] / src / search.cpp
index b39bd53d8b8e35ce76fae02d53d6a34f158e2e58..502f12cf72cefa0ff75a38ada3be7f5e37a89787 100644 (file)
 #include "evaluate.h"
 #include "history.h"
 #include "misc.h"
+#include "move.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
 #include "lock.h"
-#include "san.h"
 #include "search.h"
 #include "timeman.h"
 #include "thread.h"
@@ -129,7 +129,7 @@ namespace {
 
     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
-    std::string pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
+    std::string pv_info_to_uci(Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
 
     int64_t nodes;
     Value pv_score;
@@ -146,7 +146,7 @@ namespace {
     typedef std::vector<RootMove> Base;
 
     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
-    void set_non_pv_scores(const Position& pos);
+    void set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss);
 
     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
@@ -161,13 +161,22 @@ namespace {
   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
   enum set960 {};
 
-  std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
+  std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
 
-    os.iword(0) = int(m);
+    os.iword(0) = int(f);
     return os;
   }
 
 
+  // Overload operator << for moves to make it easier to print moves in
+  // coordinate notation compatible with UCI protocol.
+  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
+
+    bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
+    return os << move_to_uci(m, chess960);
+  }
+
+
   /// Adjustments
 
   // Step 6. Razoring
@@ -239,6 +248,9 @@ namespace {
   // Book object
   Book OpeningBook;
 
+  // Pointer to root move list
+  RootMoveList* Rml;
+
   // Iteration counter
   int Iteration;
 
@@ -254,8 +266,8 @@ namespace {
 
   // Time managment variables
   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
-  bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
-  bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
+  bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
+  bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
   TimeManager TimeMgr;
 
   // Log file
@@ -267,6 +279,7 @@ namespace {
 
   // 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;
 
@@ -276,9 +289,8 @@ namespace {
   /// Local functions
 
   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
-  Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
 
-  template <NodeType PvNode, bool SpNode>
+  template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
 
   template <NodeType PvNode>
@@ -288,7 +300,7 @@ namespace {
   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
 
       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
-                             : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
+                             : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
   }
 
   template <NodeType PvNode>
@@ -303,14 +315,13 @@ 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_killers(Move m, SearchStack* ss);
+  void update_killers(Move m, Move killers[]);
   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
 
   int current_search_time();
   std::string value_to_uci(Value v);
   int nps(const Position& pos);
   void poll(const Position& pos);
-  void ponderhit();
   void wait_for_stop_or_ponderhit();
   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
 
@@ -320,7 +331,54 @@ namespace {
   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
 #endif
 
-}
+
+  // A dispatcher to choose among different move sources according to the type of node
+  template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
+
+  // In Root nodes use RootMoveList Rml as source
+  template<> struct MovePickerExt<false, true> {
+
+      MovePickerExt(const Position&, Move, Depth, const History&, SearchStack*, Value)
+                  : rm(Rml->begin()), firstCall(true) {}
+
+      Move get_next_move() {
+
+        if (!firstCall)
+            ++rm;
+        else
+            firstCall = false;
+
+        return rm != Rml->end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
+      }
+      int number_of_evasions() const { return (int)Rml->size(); }
+
+      RootMoveList::iterator rm;
+      bool firstCall;
+  };
+
+  // In SpNodes use split point's shared MovePicker as move source
+  template<> struct MovePickerExt<true, false> {
+
+      MovePickerExt(const Position&, Move, Depth, const History&, SearchStack* ss, Value)
+                  : mp(ss->sp->mp) {}
+
+      Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
+      int number_of_evasions() const { return mp->number_of_evasions(); }
+
+      RootMoveList::iterator rm; // Dummy, never used
+      MovePicker* mp;
+  };
+
+  // Normal case, create and use a MovePicker object as source
+  template<> struct MovePickerExt<false, false> : public MovePicker {
+
+      MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
+                    SearchStack* ss, Value beta) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, beta) {}
+
+      RootMoveList::iterator rm; // Dummy, never used
+  };
+
+} // namespace
 
 
 ////
@@ -364,15 +422,15 @@ void init_search() {
 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
 
-int perft(Position& pos, Depth depth)
+int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
 {
     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
     StateInfo st;
     Move m;
-    int sum = 0;
+    int64_t sum = 0;
 
     // Generate all legal moves
-    MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
+    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
 
     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
     // the moves, just to count them.
@@ -394,37 +452,37 @@ int 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
-/// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
+/// search-related global variables, and calls id_loop(). It returns false
 /// when a quit command is received during the search.
 
 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
 
   // Initialize global search variables
-  StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
+  StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
   NodesSincePoll = 0;
   SearchStartTime = get_system_time();
   ExactMaxTime = maxTime;
   MaxDepth = maxDepth;
   MaxNodes = maxNodes;
   InfiniteSearch = infinite;
-  PonderSearch = ponder;
+  Pondering = ponder;
   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
 
   // Look for a book move, only during games, not tests
   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
   {
-      if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
+      if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
 
       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
       if (bookMove != MOVE_NONE)
       {
-          if (PonderSearch)
+          if (Pondering)
               wait_for_stop_or_ponderhit();
 
           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
-          return true;
+          return !QuitRequest;
       }
   }
 
@@ -513,6 +571,9 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
               << endl;
 
+      // Return from think() with unchanged position
+      pos.undo_move(bestMove);
+
       LogFile.close();
   }
 
@@ -521,19 +582,19 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
 
   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
   // best move before we are told to do so.
-  if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
+  if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
       wait_for_stop_or_ponderhit();
 
   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
 
-  return !Quit;
+  return !QuitRequest;
 }
 
 
 namespace {
 
-  // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
+  // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search()
   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
   // reached.
@@ -544,9 +605,11 @@ namespace {
     Depth depth;
     Move EasyMove = MOVE_NONE;
     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
+    int researchCountFL, researchCountFH;
 
     // Moves to search are verified, scored and sorted
     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
+    Rml = &rml;
 
     // Handle special case of searching on a mate/stale position
     if (rml.size() == 0)
@@ -600,10 +663,52 @@ namespace {
 
         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
 
-        // Search to the current depth, rml is updated and sorted
-        value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
+        researchCountFL = researchCountFH = 0;
+
+        // We start with small aspiration window and in case of fail high/low, we
+        // research with bigger window until we are not failing high/low anymore.
+        while (true)
+        {
+            // Sort the moves before to (re)search
+            rml.set_non_pv_scores(pos, rml[0].pv[0], ss);
+            rml.sort();
+
+            // Search to the current depth, rml is updated and sorted
+            value = search<PV, false, true>(pos, ss, alpha, beta, depth, 0);
+
+            // Sort the moves before to return
+            rml.sort();
+
+            // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
+            // have been overwritten during the search.
+            for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)rml.size()); i++)
+                rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
+
+            if (StopRequest)
+                break;
+
+            assert(value >= alpha);
+
+            if (value >= beta)
+            {
+                // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
+                beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
+                researchCountFH++;
+            }
+            else if (value <= alpha)
+            {
+                AspirationFailLow = true;
+                StopOnPonderhit = false;
+
+                // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
+                alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
+                researchCountFL++;
+            }
+            else
+                break;
+        }
 
-        if (AbortSearch)
+        if (StopRequest)
             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
 
         //Save info about search result
@@ -624,7 +729,7 @@ namespace {
                 stopSearch = true;
 
             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
-            if (  Iteration >= 6
+            if (   Iteration >= 6
                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
                 stopSearch = true;
@@ -651,7 +756,7 @@ namespace {
 
             if (stopSearch)
             {
-                if (PonderSearch)
+                if (Pondering)
                     StopOnPonderhit = true;
                 else
                     break;
@@ -667,239 +772,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // root_search() is the function which searches the root node. It is
-  // similar to search_pv except that it prints some information to the
-  // standard output and handles the fail low/high loops.
-
-  Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
-                    Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
-    StateInfo st;
-    CheckInfo ci(pos);
-    int64_t nodes;
-    Move move;
-    Depth ext, newDepth;
-    Value value, oldAlpha;
-    bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
-    int researchCountFH, researchCountFL;
-
-    researchCountFH = researchCountFL = 0;
-    oldAlpha = alpha;
-    isCheck = pos.is_check();
-
-    // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
-    ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
-
-    // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
-    // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
-    // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
-
-    // Step 5. Evaluate the position statically
-    // At root we do this only to get reference value for child nodes
-    ss->evalMargin = VALUE_NONE;
-    ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
-
-    // Step 6. Razoring (omitted at root)
-    // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
-    // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
-    // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
-
-    // Step extra. Fail low loop
-    // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
-    // with bigger window until we are not failing low anymore.
-    while (1)
-    {
-        // Sort the moves before to (re)search
-        rml.set_non_pv_scores(pos);
-        rml.sort();
-
-        // Step 10. Loop through all moves in the root move list
-        for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
-        {
-            // This is used by time management
-            FirstRootMove = (i == 0);
-
-            // Save the current node count before the move is searched
-            nodes = pos.nodes_searched();
-
-            // Pick the next root move, and print the move and the move number to
-            // the standard output.
-            move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
-
-            if (current_search_time() >= 1000)
-                cout << "info currmove " << move
-                     << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
-
-            moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
-            captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
-
-            // Step 11. Decide the new search depth
-            ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
-            newDepth = depth + ext;
-
-            // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
-
-            // Step extra. Fail high loop
-            // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
-            // high anymore.
-            value = -VALUE_INFINITE;
-
-            while (1)
-            {
-                // Step 13. Make the move
-                pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
-
-                // Step extra. pv search
-                // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
-                // and for fail high research (value > alpha)
-                if (i < MultiPV || value > alpha)
-                {
-                    // Aspiration window is disabled in multi-pv case
-                    if (MultiPV > 1)
-                        alpha = -VALUE_INFINITE;
-
-                    // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
-                    value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
-                }
-                else
-                {
-                    // Step 14. Reduced search
-                    // if the move fails high will be re-searched at full depth
-                    bool doFullDepthSearch = true;
-
-                    if (    depth >= 3 * ONE_PLY
-                        && !dangerous
-                        && !captureOrPromotion
-                        && !move_is_castle(move))
-                    {
-                        ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
-                        if (ss->reduction)
-                        {
-                            assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
-
-                            // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
-                            value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
-                            doFullDepthSearch = (value > alpha);
-                        }
-                        ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
-                    }
-
-                    // Step 15. Full depth search
-                    if (doFullDepthSearch)
-                    {
-                        // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
-                        value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
-
-                        // If we are above alpha then research at same depth but as PV
-                        // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
-                        if (value > alpha)
-                            value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
-                    }
-                }
-
-                // Step 16. Undo move
-                pos.undo_move(move);
-
-                // Can we exit fail high loop ?
-                if (AbortSearch || value < beta)
-                    break;
-
-                // We are failing high and going to do a research. It's important to update
-                // the score before research in case we run out of time while researching.
-                ss->bestMove = move;
-                rml[i].pv_score = value;
-                rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
-
-                // Inform GUI that PV has changed
-                cout << rml[i].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
-
-                // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
-                beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
-                researchCountFH++;
-
-            } // End of fail high loop
-
-            // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
-            // was aborted because the user interrupted the search or because we
-            // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
-            // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
-            // move and/or PV.
-            if (AbortSearch)
-                break;
-
-            // Remember searched nodes counts for this move
-            rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
-
-            assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
-            assert(value < beta);
-
-            // Step 17. Check for new best move
-            if (value <= alpha && i >= MultiPV)
-                rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
-            else
-            {
-                // PV move or new best move!
-
-                // Update PV
-                ss->bestMove = move;
-                rml[i].pv_score = value;
-                rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
-
-                // We record how often the best move has been changed in each
-                // iteration. This information is used for time managment: When
-                // the best move changes frequently, we allocate some more time.
-                if (MultiPV == 1 && i > 0)
-                    BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
-
-                // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
-                // requires we send all the PV lines properly sorted.
-                rml.sort_multipv(i);
-
-                for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
-                    cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
-
-                // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
-                if (MultiPV == 1)
-                {
-                    // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
-                    if (value > alpha)
-                        alpha = value;
-                }
-                else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
-                    alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
-
-            } // PV move or new best move
-
-            assert(alpha >= oldAlpha);
-
-            AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
-
-            if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
-                StopOnPonderhit = false;
-
-        } // Root moves loop
-
-        // Can we exit fail low loop ?
-        if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
-            break;
-
-        // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
-        oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
-        researchCountFL++;
-
-    } // Fail low loop
-
-    // Sort the moves before to return
-    rml.sort();
-
-    // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
-    // have been overwritten during the search.
-    for (int i = 0; i < MultiPV; i++)
-        rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
-
-    return alpha;
-  }
-
-
   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
@@ -907,16 +779,17 @@ namespace {
   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
   // here: This is taken care of after we return from the split point.
 
-  template <NodeType PvNode, bool SpNode>
+  template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
 
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
-    assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
+    assert((Root || ply > 0) && ply < PLY_MAX);
     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
 
     Move movesSearched[MOVES_MAX];
+    int64_t nodes;
     StateInfo st;
     const TTEntry *tte;
     Key posKey;
@@ -925,11 +798,12 @@ namespace {
     ValueType vt;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
-    bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
+    bool isPvMove, isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
     bool mateThreat = false;
     int moveCount = 0;
     int threadID = pos.thread();
     SplitPoint* sp = NULL;
+
     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
     oldAlpha = alpha;
     isCheck = pos.is_check();
@@ -949,24 +823,27 @@ namespace {
     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
 
-    if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
+    if (!Root)
     {
-        NodesSincePoll = 0;
-        poll(pos);
-    }
-
-    // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
-    if (   AbortSearch
-        || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
-        || pos.is_draw()
-        || ply >= PLY_MAX - 1)
-        return VALUE_DRAW;
+        if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
+        {
+            NodesSincePoll = 0;
+            poll(pos);
+        }
 
-    // Step 3. Mate distance pruning
-    alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
-    beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
-    if (alpha >= beta)
-        return alpha;
+        // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
+        if (   StopRequest
+            || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
+            || pos.is_draw()
+            || ply >= PLY_MAX - 1)
+            return VALUE_DRAW;
+
+        // Step 3. Mate distance pruning
+        alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
+        beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
+        if (alpha >= beta)
+            return alpha;
+    }
 
     // Step 4. Transposition table lookup
 
@@ -1011,7 +888,8 @@ namespace {
     }
 
     // Save gain for the parent non-capture move
-    update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
+    if (!Root)
+        update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
 
     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
@@ -1104,7 +982,8 @@ namespace {
     }
 
     // Step 9. Internal iterative deepening
-    if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
+    if (   !Root
+        &&  depth >= IIDDepth[PvNode]
         &&  ttMove == MOVE_NONE
         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
     {
@@ -1119,26 +998,28 @@ namespace {
     }
 
     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
-    if (PvNode)
+    if (PvNode && !Root) // FIXME
         mateThreat = pos.has_mate_threat();
 
 split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position
-    // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
-    MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
-    MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
+    MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
     CheckInfo ci(pos);
     ss->bestMove = MOVE_NONE;
     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
-    singularExtensionNode =  !SpNode
+    singularExtensionNode =   !Root
+                           && !SpNode
                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
                            && tte
                            && tte->move()
                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
+    if (Root)
+        bestValue = alpha;
+
     if (SpNode)
     {
         lock_grab(&(sp->lock));
@@ -1163,6 +1044,30 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       else
           movesSearched[moveCount++] = move;
 
+      if (Root)
+      {
+          // This is used by time management
+          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 nodes " << nodes
+                   << " nps " << nps(pos)
+                   << " time " << current_search_time() << endl;
+          }
+
+          if (current_search_time() >= 1000)
+              cout << "info currmove " << move
+                   << " currmovenumber " << moveCount << endl;
+      }
+
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? MultiPV : 1));
       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
@@ -1195,7 +1100,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
       // Update current move (this must be done after singular extension search)
       ss->currentMove = move;
-      newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
+      newDepth = depth - (!Root ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO) + ext;
 
       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
       if (   !PvNode
@@ -1254,8 +1159,14 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
       // The first move in list is the expected PV
-      if (PvNode && moveCount == 1)
+      if (isPvMove)
+      {
+          // Aspiration window is disabled in multi-pv case
+          if (Root && MultiPV > 1)
+              alpha = -VALUE_INFINITE;
+
           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
+      }
       else
       {
           // Step 14. Reduced depth search
@@ -1269,8 +1180,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               &&  ss->killers[0] != move
               &&  ss->killers[1] != move)
           {
-              ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
-
+              ss->reduction = Root ? reduction<PvNode>(depth, moveCount - MultiPV + 1)
+                                   : reduction<PvNode>(depth, moveCount);
               if (ss->reduction)
               {
                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
@@ -1291,7 +1202,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
-              if (PvNode && value > alpha && value < beta)
+              if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
           }
       }
@@ -1309,7 +1220,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           alpha = sp->alpha;
       }
 
-      if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
+      if (!Root && value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
       {
           bestValue = value;
 
@@ -1338,17 +1249,69 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           }
       }
 
+      if (Root)
+      {
+          // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
+          // was aborted because the user interrupted the search or because we
+          // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
+          // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
+          // move and/or PV.
+          if (StopRequest)
+              break;
+
+          // Remember searched nodes counts for this move
+          mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
+
+          // Step 17. Check for new best move
+          if (!isPvMove && value <= alpha)
+              mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
+          else
+          {
+              // PV move or new best move!
+
+              // Update PV
+              ss->bestMove = move;
+              mp.rm->pv_score = value;
+              mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
+
+              // We record how often the best move has been changed in each
+              // iteration. This information is used for time managment: When
+              // the best move changes frequently, we allocate some more time.
+              if (!isPvMove && MultiPV == 1)
+                  BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
+
+              // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
+              // requires we send all the PV lines properly sorted.
+              Rml->sort_multipv(moveCount);
+
+              for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)Rml->size()); j++)
+                  cout << (*Rml)[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
+
+              // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
+              if (MultiPV == 1)
+              {
+                  // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
+                  if (value > alpha)
+                      alpha = bestValue = value;
+              }
+              else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
+                  alpha = bestValue = (*Rml)[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
+
+          } // PV move or new best move
+      }
+
       // Step 18. Check for split
-      if (   !SpNode
+      if (   !Root
+          && !SpNode
           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
           && bestValue < beta
           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
-          && !AbortSearch
+          && !StopRequest
           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
           && Iteration <= 99)
           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
-                                      threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
+                                      threatMove, mateThreat, moveCount, (MovePicker*)&mp, PvNode);
     }
 
     // Step 19. Check for mate and stalemate
@@ -1361,7 +1324,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // Step 20. Update tables
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
-    if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
+    if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
     {
         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
@@ -1374,7 +1337,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
         {
             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
-            update_killers(move, ss);
+            update_killers(move, ss->killers);
         }
     }
 
@@ -1875,8 +1838,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
                       Move movesSearched[], int moveCount) {
     Move m;
+    Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
 
-    H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
+    H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
 
     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
     {
@@ -1885,7 +1849,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         assert(m != move);
 
         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
-            H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
+            H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
     }
   }
 
@@ -1893,13 +1857,13 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
   // among the killer moves of that ply.
 
-  void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
+  void update_killers(Move m, Move killers[]) {
 
-    if (m == ss->killers[0])
+    if (m == killers[0])
         return;
 
-    ss->killers[1] = ss->killers[0];
-    ss->killers[0] = m;
+    killers[1] = killers[0];
+    killers[0] = m;
   }
 
 
@@ -1913,16 +1877,25 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         && after != VALUE_NONE
         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
         && !move_is_special(m))
-        H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
+        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.
+  // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
+  // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
 
-  int current_search_time() {
+  void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
 
-    return get_system_time() - SearchStartTime;
+    for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
+    {
+        ss->excludedMove = MOVE_NONE;
+        ss->skipNullMove = false;
+        ss->reduction = DEPTH_ZERO;
+        ss->sp = NULL;
+
+        if (i < 3)
+            ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
+    }
   }
 
 
@@ -1945,7 +1918,17 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
-  // nps() computes the current nodes/second count.
+
+  // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
+  // since the beginning of the current search.
+
+  int current_search_time() {
+
+    return get_system_time() - SearchStartTime;
+  }
+
+
+  // nps() computes the current nodes/second count
 
   int nps(const Position& pos) {
 
@@ -1964,7 +1947,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     int t = current_search_time();
 
     //  Poll for input
-    if (data_available())
+    if (input_available())
     {
         // We are line oriented, don't read single chars
         std::string command;
@@ -1974,18 +1957,28 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
         if (command == "quit")
         {
-            AbortSearch = true;
-            PonderSearch = false;
-            Quit = true;
+            // Quit the program as soon as possible
+            Pondering = false;
+            QuitRequest = StopRequest = true;
             return;
         }
         else if (command == "stop")
         {
-            AbortSearch = true;
-            PonderSearch = false;
+            // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
+            // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
+            Pondering = false;
+            StopRequest = true;
         }
         else if (command == "ponderhit")
-            ponderhit();
+        {
+            // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
+            // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
+            // should continue searching but switching from pondering to normal search.
+            Pondering = false;
+
+            if (StopOnPonderhit)
+                StopRequest = true;
+        }
     }
 
     // Print search information
@@ -2007,12 +2000,12 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         if (dbg_show_hit_rate)
             dbg_print_hit_rate();
 
-        cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
-             << " time " << t << endl;
+        // Send info on searched nodes as soon as we return to root
+        SendSearchedNodes = true;
     }
 
     // Should we stop the search?
-    if (PonderSearch)
+    if (Pondering)
         return;
 
     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
@@ -2022,49 +2015,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
                      || stillAtFirstMove;
 
-    if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
+    if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
-        || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
-        AbortSearch = true;
-  }
-
-
-  // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
-  // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
-  // it correctly predicted the opponent's move.
-
-  void ponderhit() {
-
-    int t = current_search_time();
-    PonderSearch = false;
-
-    bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
-                           && !AspirationFailLow
-                           &&  t > TimeMgr.available_time();
-
-    bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
-                     || stillAtFirstMove;
-
-    if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
-        AbortSearch = true;
-  }
-
-
-  // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
-  // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
-
-  void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
-
-    for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
-    {
-        ss->excludedMove = MOVE_NONE;
-        ss->skipNullMove = false;
-        ss->reduction = DEPTH_ZERO;
-        ss->sp = NULL;
-
-        if (i < 3)
-            ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
-    }
+        || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
+        StopRequest = true;
   }
 
 
@@ -2073,7 +2027,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   // 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 (in id_loop()).
+  // after which the bestmove and pondermove will be printed.
 
   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
 
@@ -2081,12 +2035,13 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     while (true)
     {
+        // Wait for a command from stdin
         if (!std::getline(std::cin, command))
             command = "quit";
 
         if (command == "quit")
         {
-            Quit = true;
+            QuitRequest = true;
             break;
         }
         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
@@ -2202,9 +2157,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
             ss->sp = tsp;
 
             if (tsp->pvNode)
-                search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
+                search<PV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
             else
-                search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
+                search<NonPV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
 
             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
 
@@ -2609,7 +2564,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
 
-  std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
+  std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
 
     std::stringstream s, l;
     Move* m = pv;
@@ -2650,7 +2605,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
 
     // Generate all legal moves
-    MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
+    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
 
     // Add each move to the RootMoveList's vector
     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
@@ -2681,11 +2636,11 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   // This is the second order score that is used to compare the moves when
   // the first order pv scores of both moves are equal.
 
-  void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
+  void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss)
   {
       Move move;
       Value score = VALUE_ZERO;
-      MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
+      MovePicker mp(pos, ttm, ONE_PLY, H, ss);
 
       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)