]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Extend discovered checks regardless of SEE
[stockfish] / src / search.cpp
index e1ca7964922610a7691d9b56543e243ce82d0830..651bd95b6feff4ceecc70840ef82fb37bafbb86d 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2019 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -66,21 +66,11 @@ namespace {
   constexpr int SkipPhase[] = { 0, 1, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
 
   // Razor and futility margins
-  constexpr int RazorMargin[] = {0, 590, 604};
+  constexpr int RazorMargin = 600;
   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
     return Value((175 - 50 * improving) * d / ONE_PLY);
   }
 
-  // Margin for pruning capturing moves: almost linear in depth
-  constexpr int CapturePruneMargin[] = { 0,
-                                         1 * PawnValueEg * 1055 / 1000,
-                                         2 * PawnValueEg * 1042 / 1000,
-                                         3 * PawnValueEg * 963  / 1000,
-                                         4 * PawnValueEg * 1038 / 1000,
-                                         5 * PawnValueEg * 950  / 1000,
-                                         6 * PawnValueEg * 930  / 1000
-                                       };
-
   // Futility and reductions lookup tables, initialized at startup
   int FutilityMoveCounts[2][16]; // [improving][depth]
   int Reductions[2][2][64][64];  // [pv][improving][depth][moveNumber]
@@ -92,7 +82,14 @@ namespace {
   // History and stats update bonus, based on depth
   int stat_bonus(Depth depth) {
     int d = depth / ONE_PLY;
-    return d > 17 ? 0 : 32 * d * d + 64 * d - 64;
+    return d > 17 ? 0 : 29 * d * d + 138 * d - 134;
+  }
+
+  // Add a small random component to draw evaluations to keep search dynamic
+  // and to avoid 3fold-blindness.
+  Value value_draw(Depth depth, Thread* thisThread) {
+    return depth < 4 ? VALUE_DRAW
+                     : VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes.load(std::memory_order_relaxed) % 2) - 1);
   }
 
   // Skill structure is used to implement strength limit
@@ -116,8 +113,8 @@ namespace {
   Value value_from_tt(Value v, int ply);
   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
-  void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Move* quiets, int quietsCnt, int bonus);
-  void update_capture_stats(const Position& pos, Move move, Move* captures, int captureCnt, int bonus);
+  void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Move* quiets, int quietCount, int bonus);
+  void update_capture_stats(const Position& pos, Move move, Move* captures, int captureCount, int bonus);
 
   inline bool gives_check(const Position& pos, Move move) {
     Color us = pos.side_to_move();
@@ -190,6 +187,7 @@ void Search::clear() {
   Time.availableNodes = 0;
   TT.clear();
   Threads.clear();
+  Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free up mapped files
 }
 
 
@@ -229,10 +227,9 @@ void MainThread::search() {
   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
-  // until the GUI sends one of those commands (which also raises Threads.stop).
-  Threads.stopOnPonderhit = true;
+  // until the GUI sends one of those commands.
 
-  while (!Threads.stop && (Threads.ponder || Limits.infinite))
+  while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
 
   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
@@ -256,15 +253,31 @@ void MainThread::search() {
       && !Skill(Options["Skill Level"]).enabled()
       &&  rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
   {
-      for (Thread* th : Threads)
+      std::map<Move, int64_t> votes;
+      Value minScore = this->rootMoves[0].score;
+
+      // Find out minimum score and reset votes for moves which can be voted
+      for (Thread* th: Threads)
       {
-          Depth depthDiff = th->completedDepth - bestThread->completedDepth;
-          Value scoreDiff = th->rootMoves[0].score - bestThread->rootMoves[0].score;
+          minScore = std::min(minScore, th->rootMoves[0].score);
+          votes[th->rootMoves[0].pv[0]] = 0;
+      }
+
+      // Vote according to score and depth
+      auto square = [](int64_t x) { return x * x; };
+      for (Thread* th : Threads)
+          votes[th->rootMoves[0].pv[0]] += 200 + (square(th->rootMoves[0].score - minScore + 1)
+                                                  * int64_t(th->completedDepth));
 
-          // Select the thread with the best score, always if it is a mate
-          if (    scoreDiff > 0
-              && (depthDiff >= 0 || th->rootMoves[0].score >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY))
+      // Select best thread
+      int64_t bestVote = votes[this->rootMoves[0].pv[0]];
+      for (Thread* th : Threads)
+      {
+          if (votes[th->rootMoves[0].pv[0]] > bestVote)
+          {
+              bestVote = votes[th->rootMoves[0].pv[0]];
               bestThread = th;
+          }
       }
   }
 
@@ -289,7 +302,12 @@ void MainThread::search() {
 
 void Thread::search() {
 
-  Stack stack[MAX_PLY+7], *ss = stack+4; // To reference from (ss-4) to (ss+2)
+  // To allow access to (ss-5) up to (ss+2), the stack must be oversized.
+  // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
+  // which accesses its argument at ss-4, also near the root.
+  // The latter is needed for statScores and killer initialization.
+  Stack stack[MAX_PLY+8], *ss = stack+5;
+  Move  pv[MAX_PLY+1];
   Value bestValue, alpha, beta, delta;
   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
   Depth lastBestMoveDepth = DEPTH_ZERO;
@@ -298,9 +316,10 @@ void Thread::search() {
   Color us = rootPos.side_to_move();
   bool failedLow;
 
-  std::memset(ss-4, 0, 7 * sizeof(Stack));
-  for (int i = 4; i > 0; i--)
-     (ss-i)->contHistory = this->contHistory[NO_PIECE][0].get(); // Use as sentinel
+  std::memset(ss-5, 0, 8 * sizeof(Stack));
+  for (int i = 5; i > 0; i--)
+     (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[NO_PIECE][0]; // Use as sentinel
+  ss->pv = pv;
 
   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
   beta = VALUE_INFINITE;
@@ -341,7 +360,7 @@ void Thread::search() {
       if (idx > 0)
       {
           int i = (idx - 1) % 20;
-          if (((rootDepth / ONE_PLY + rootPos.game_ply() + SkipPhase[i]) / SkipSize[i]) % 2)
+          if (((rootDepth / ONE_PLY + SkipPhase[i]) / SkipSize[i]) % 2)
               continue;  // Retry with an incremented rootDepth
       }
 
@@ -375,7 +394,7 @@ void Thread::search() {
           if (rootDepth >= 5 * ONE_PLY)
           {
               Value previousScore = rootMoves[pvIdx].previousScore;
-              delta = Value(18);
+              delta = Value(20);
               alpha = std::max(previousScore - delta,-VALUE_INFINITE);
               beta  = std::min(previousScore + delta, VALUE_INFINITE);
 
@@ -389,9 +408,11 @@ void Thread::search() {
           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
           // high/low anymore.
+          int failedHighCnt = 0;
           while (true)
           {
-              bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, rootDepth, false);
+              Depth adjustedDepth = std::max(ONE_PLY, rootDepth - failedHighCnt * ONE_PLY);
+              bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
 
               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
               // is done with a stable algorithm because all the values but the
@@ -424,12 +445,17 @@ void Thread::search() {
 
                   if (mainThread)
                   {
+                      failedHighCnt = 0;
                       failedLow = true;
-                      Threads.stopOnPonderhit = false;
+                      mainThread->stopOnPonderhit = false;
                   }
               }
               else if (bestValue >= beta)
+              {
                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
+                  if (mainThread)
+                      ++failedHighCnt;
+              }
               else
                   break;
 
@@ -470,35 +496,30 @@ void Thread::search() {
       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
       if (    Limits.use_time_management()
           && !Threads.stop
-          && !Threads.stopOnPonderhit)
-          {
-              const int F[] = { failedLow,
-                                bestValue - mainThread->previousScore };
-
-              int improvingFactor = std::max(246, std::min(832, 306 + 119 * F[0] - 6 * F[1]));
+          && !mainThread->stopOnPonderhit)
+      {
+          double fallingEval = (306 + 119 * failedLow + 6 * (mainThread->previousScore - bestValue)) / 581.0;
+          fallingEval        = std::max(0.5, std::min(1.5, fallingEval));
 
-              // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
-              timeReduction = 1.0;
-              for (int i : {3, 4, 5})
-                  if (lastBestMoveDepth * i < completedDepth)
-                     timeReduction *= 1.25;
+          // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
+          timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 * ONE_PLY < completedDepth ? 1.95 : 1.0;
 
-              // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
-              double bestMoveInstability = 1.0 + mainThread->bestMoveChanges;
-              bestMoveInstability *= std::pow(mainThread->previousTimeReduction, 0.528) / timeReduction;
+          // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
+          double bestMoveInstability = 1.0 + mainThread->bestMoveChanges;
+          bestMoveInstability *= std::pow(mainThread->previousTimeReduction, 0.528) / timeReduction;
 
-              // Stop the search if we have only one legal move, or if available time elapsed
-              if (   rootMoves.size() == 1
-                  || Time.elapsed() > Time.optimum() * bestMoveInstability * improvingFactor / 581)
-              {
-                  // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
-                  // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
-                  if (Threads.ponder)
-                      Threads.stopOnPonderhit = true;
-                  else
-                      Threads.stop = true;
-              }
+          // Stop the search if we have only one legal move, or if available time elapsed
+          if (   rootMoves.size() == 1
+              || Time.elapsed() > Time.optimum() * bestMoveInstability * fallingEval)
+          {
+              // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
+              // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
+              if (mainThread->ponder)
+                  mainThread->stopOnPonderhit = true;
+              else
+                  Threads.stop = true;
           }
+      }
   }
 
   if (!mainThread)
@@ -530,7 +551,7 @@ namespace {
         && !rootNode
         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
     {
-        alpha = VALUE_DRAW;
+        alpha = value_draw(depth, pos.this_thread());
         if (alpha >= beta)
             return alpha;
     }
@@ -551,9 +572,9 @@ namespace {
     Key posKey;
     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
     Depth extension, newDepth;
-    Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue;
-    bool ttHit, inCheck, givesCheck, improving;
-    bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, skipQuiets, ttCapture, pvExact;
+    Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, pureStaticEval;
+    bool ttHit, pvHit, inCheck, givesCheck, improving;
+    bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, skipQuiets, ttCapture;
     Piece movedPiece;
     int moveCount, captureCount, quietCount;
 
@@ -579,7 +600,8 @@ namespace {
         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
             || pos.is_draw(ss->ply)
             || ss->ply >= MAX_PLY)
-            return (ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
+            return (ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck) ? evaluate(pos)
+                                                    : value_draw(depth, pos.this_thread());
 
         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
@@ -597,7 +619,7 @@ namespace {
 
     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
     ss->currentMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    ss->contHistory = thisThread->contHistory[NO_PIECE][0].get();
+    ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
 
@@ -617,6 +639,7 @@ namespace {
     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
             : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    pvHit = (ttHit && tte->pv_hit()) || (PvNode && depth > 4 * ONE_PLY);
 
     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
     if (  !PvNode
@@ -634,9 +657,10 @@ namespace {
                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, nullptr, 0, stat_bonus(depth));
 
-                // Extra penalty for a quiet TT move in previous ply when it gets refuted
-                if ((ss-1)->moveCount == 1 && !pos.captured_piece())
-                    update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
+                // Extra penalty for a quiet TT or main killer move in previous ply when it gets refuted
+                if (    ((ss-1)->moveCount == 1 || (ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0])
+                     && !pos.captured_piece())
+                        update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
             }
             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
@@ -662,6 +686,10 @@ namespace {
             TB::ProbeState err;
             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
 
+            // Force check of time on the next occasion
+            if (thisThread == Threads.main())
+                static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
+
             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
             {
                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
@@ -678,9 +706,9 @@ namespace {
                 if (    b == BOUND_EXACT
                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
                 {
-                    tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), b,
+                    tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), pvHit, b,
                               std::min(DEPTH_MAX - ONE_PLY, depth + 6 * ONE_PLY),
-                              MOVE_NONE, VALUE_NONE, TT.generation());
+                              MOVE_NONE, VALUE_NONE);
 
                     return value;
                 }
@@ -699,15 +727,16 @@ namespace {
     // Step 6. Static evaluation of the position
     if (inCheck)
     {
-        ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
+        ss->staticEval = eval = pureStaticEval = VALUE_NONE;
         improving = false;
         goto moves_loop;  // Skip early pruning when in check
     }
     else if (ttHit)
     {
         // Never assume anything on values stored in TT
-        if ((ss->staticEval = eval = tte->eval()) == VALUE_NONE)
-            eval = ss->staticEval = evaluate(pos);
+        ss->staticEval = eval = pureStaticEval = tte->eval();
+        if (eval == VALUE_NONE)
+            ss->staticEval = eval = pureStaticEval = evaluate(pos);
 
         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
         if (    ttValue != VALUE_NONE
@@ -716,30 +745,30 @@ namespace {
     }
     else
     {
-        ss->staticEval = eval =
-        (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
-                                         : -(ss-1)->staticEval + 2 * Eval::Tempo;
+        if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
+        {
+            int bonus = -(ss-1)->statScore / 512;
 
-        tte->save(posKey, VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE,
-                  ss->staticEval, TT.generation());
+            pureStaticEval = evaluate(pos);
+            ss->staticEval = eval = pureStaticEval + bonus;
+        }
+        else
+            ss->staticEval = eval = pureStaticEval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Eval::Tempo;
+
+        tte->save(posKey, VALUE_NONE, pvHit, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, pureStaticEval);
     }
 
     // Step 7. Razoring (~2 Elo)
-    if (  !PvNode
-        && depth < 3 * ONE_PLY
-        && eval <= alpha - RazorMargin[depth / ONE_PLY])
-    {
-        Value ralpha = alpha - (depth >= 2 * ONE_PLY) * RazorMargin[depth / ONE_PLY];
-        Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, ralpha, ralpha+1);
-        if (depth < 2 * ONE_PLY || v <= ralpha)
-            return v;
-    }
+    if (   !rootNode // The required rootNode PV handling is not available in qsearch
+        &&  depth < 2 * ONE_PLY
+        &&  eval <= alpha - RazorMargin)
+        return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
 
     improving =   ss->staticEval >= (ss-2)->staticEval
                || (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE;
 
     // Step 8. Futility pruning: child node (~30 Elo)
-    if (   !rootNode
+    if (   !PvNode
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
@@ -748,9 +777,9 @@ namespace {
     // Step 9. Null move search with verification search (~40 Elo)
     if (   !PvNode
         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
-        && (ss-1)->statScore < 22500
+        && (ss-1)->statScore < 23200
         &&  eval >= beta
-        &&  ss->staticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
+        &&  pureStaticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
         && !excludedMove
         &&  pos.non_pawn_material(us)
         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
@@ -758,10 +787,10 @@ namespace {
         assert(eval - beta >= 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on depth and value
-        Depth R = ((823 + 67 * depth / ONE_PLY) / 256 + std::min((eval - beta) / PawnValueMg, 3)) * ONE_PLY;
+        Depth R = ((823 + 67 * depth / ONE_PLY) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 200, 3)) * ONE_PLY;
 
         ss->currentMove = MOVE_NULL;
-        ss->contHistory = thisThread->contHistory[NO_PIECE][0].get();
+        ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
 
         pos.do_null_move(st);
 
@@ -801,33 +830,33 @@ namespace {
         &&  depth >= 5 * ONE_PLY
         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
     {
-        Value rbeta = std::min(beta + 216 - 48 * improving, VALUE_INFINITE);
-        MovePicker mp(pos, ttMove, rbeta - ss->staticEval, &thisThread->captureHistory);
+        Value raisedBeta = std::min(beta + 216 - 48 * improving, VALUE_INFINITE);
+        MovePicker mp(pos, ttMove, raisedBeta - ss->staticEval, &thisThread->captureHistory);
         int probCutCount = 0;
 
         while (  (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
                && probCutCount < 3)
-            if (pos.legal(move))
+            if (move != excludedMove && pos.legal(move))
             {
                 probCutCount++;
 
                 ss->currentMove = move;
-                ss->contHistory = thisThread->contHistory[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)].get();
+                ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
 
                 assert(depth >= 5 * ONE_PLY);
 
                 pos.do_move(move, st);
 
                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
-                value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -rbeta, -rbeta+1);
+                value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1);
 
                 // If the qsearch held perform the regular search
-                if (value >= rbeta)
-                    value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -rbeta, -rbeta+1, depth - 4 * ONE_PLY, !cutNode);
+                if (value >= raisedBeta)
+                    value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1, depth - 4 * ONE_PLY, !cutNode);
 
                 pos.undo_move(move);
 
-                if (value >= rbeta)
+                if (value >= raisedBeta)
                     return value;
             }
     }
@@ -845,7 +874,7 @@ namespace {
 
 moves_loop: // When in check, search starts from here
 
-    const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->contHistory, (ss-2)->contHistory, nullptr, (ss-4)->contHistory };
+    const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory, nullptr, (ss-4)->continuationHistory };
     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 
     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
@@ -856,8 +885,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     value = bestValue; // Workaround a bogus 'uninitialized' warning under gcc
 
     skipQuiets = false;
-    ttCapture = false;
-    pvExact = PvNode && ttHit && tte->bound() == BOUND_EXACT;
+    ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
 
     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
     // or a beta cutoff occurs.
@@ -898,28 +926,41 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       // Singular extension search (~60 Elo). 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 is singular and should be extended. To verify this we do
-      // a reduced search on on all the other moves but the ttMove and if the
+      // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
       // result is lower than ttValue minus a margin then we will extend the ttMove.
       if (    depth >= 8 * ONE_PLY
           &&  move == ttMove
           && !rootNode
-          && !excludedMove // Recursive singular search is not allowed
+          && !excludedMove // Avoid recursive singular search
           &&  ttValue != VALUE_NONE
           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
           &&  tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY
           &&  pos.legal(move))
       {
-          Value rBeta = std::max(ttValue - 2 * depth / ONE_PLY, -VALUE_MATE);
+          Value singularBeta = std::max(ttValue - 2 * depth / ONE_PLY, -VALUE_MATE);
           ss->excludedMove = move;
-          value = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2, cutNode);
+          value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, depth / 2, cutNode);
           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
 
-          if (value < rBeta)
+          if (value < singularBeta)
               extension = ONE_PLY;
+
+          // Multi-cut pruning
+          // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
+          // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
+          // that is multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
+          // the hard beta bound.
+          else if (cutNode && singularBeta > beta)
+              return beta;
       }
-      else if (    givesCheck // Check extension (~2 Elo)
-               && !moveCountPruning
-               &&  pos.see_ge(move))
+
+      // Check extension (~2 Elo)
+      else if (    givesCheck
+               && (pos.blockers_for_king(~us) & from_sq(move) || pos.see_ge(move)))
+          extension = ONE_PLY;
+
+      // Castling extension
+      else if (type_of(move) == CASTLING)
           extension = ONE_PLY;
 
       // Calculate new depth for this move
@@ -932,7 +973,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       {
           if (   !captureOrPromotion
               && !givesCheck
-              && (!pos.advanced_pawn_push(move) || pos.non_pawn_material() >= Value(5000)))
+              && !pos.advanced_pawn_push(move))
           {
               // Move count based pruning (~30 Elo)
               if (moveCountPruning)
@@ -945,7 +986,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount), DEPTH_ZERO) / ONE_PLY;
 
               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
-              if (   lmrDepth < 3
+              if (   lmrDepth < 3 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
                   continue;
@@ -957,13 +998,11 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                   continue;
 
               // Prune moves with negative SEE (~10 Elo)
-              if (   lmrDepth < 8
-                  && !pos.see_ge(move, Value(-35 * lmrDepth * lmrDepth)))
+              if (!pos.see_ge(move, Value(-29 * lmrDepth * lmrDepth)))
                   continue;
           }
-          else if (    depth < 7 * ONE_PLY // (~20 Elo)
-                   && !extension
-                   && !pos.see_ge(move, -Value(CapturePruneMargin[depth / ONE_PLY])))
+          else if (   !extension // (~20 Elo)
+                   && !pos.see_ge(move, -PawnValueEg * (depth / ONE_PLY)))
                   continue;
       }
 
@@ -977,12 +1016,9 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           continue;
       }
 
-      if (move == ttMove && captureOrPromotion)
-          ttCapture = true;
-
       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
       ss->currentMove = move;
-      ss->contHistory = thisThread->contHistory[movedPiece][to_sq(move)].get();
+      ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[movedPiece][to_sq(move)];
 
       // Step 15. Make the move
       pos.do_move(move, st, givesCheck);
@@ -995,24 +1031,16 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       {
           Depth r = reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
 
-          if (captureOrPromotion) // (~5 Elo)
-          {
-              // Increase reduction by comparing opponent's stat score
-              if ((ss-1)->statScore >= 0)
-                  r += ONE_PLY;
+          // Decrease reduction if position is or has been on the PV
+          if (pvHit)
+              r -= ONE_PLY;
 
-              r -= r ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO;
-          }
-          else
-          {
-              // Decrease reduction if opponent's move count is high (~5 Elo)
-              if ((ss-1)->moveCount > 15)
-                  r -= ONE_PLY;
-
-              // Decrease reduction for exact PV nodes (~0 Elo)
-              if (pvExact)
-                  r -= ONE_PLY;
+          // Decrease reduction if opponent's move count is high (~10 Elo)
+          if ((ss-1)->moveCount > 15)
+              r -= ONE_PLY;
 
+          if (!captureOrPromotion)
+          {
               // Increase reduction if ttMove is a capture (~0 Elo)
               if (ttCapture)
                   r += ONE_PLY;
@@ -1042,10 +1070,10 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                   r += ONE_PLY;
 
               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
-              r = std::max(DEPTH_ZERO, (r / ONE_PLY - ss->statScore / 20000) * ONE_PLY);
+              r -= ss->statScore / 20000 * ONE_PLY;
           }
 
-          Depth d = std::max(newDepth - r, ONE_PLY);
+          Depth d = std::max(newDepth - std::max(r, DEPTH_ZERO), ONE_PLY);
 
           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
 
@@ -1167,27 +1195,28 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
             update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, quietsSearched, quietCount,
                                stat_bonus(depth + (bestValue > beta + PawnValueMg ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO)));
-        else
-            update_capture_stats(pos, bestMove, capturesSearched, captureCount, stat_bonus(depth + ONE_PLY));
 
-        // Extra penalty for a quiet TT move in previous ply when it gets refuted
-        if ((ss-1)->moveCount == 1 && !pos.captured_piece())
-            update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
+        update_capture_stats(pos, bestMove, capturesSearched, captureCount, stat_bonus(depth + ONE_PLY));
+
+        // Extra penalty for a quiet TT or main killer move in previous ply when it gets refuted
+        if (   ((ss-1)->moveCount == 1 || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
+            && !pos.captured_piece())
+                update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
+
     }
     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
     else if (   (depth >= 3 * ONE_PLY || PvNode)
-             && !pos.captured_piece()
-             && is_ok((ss-1)->currentMove))
+             && !pos.captured_piece())
         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
 
     if (PvNode)
         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
 
     if (!excludedMove)
-        tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
+        tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
-                  depth, bestMove, ss->staticEval, TT.generation());
+                  depth, bestMove, pureStaticEval);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1214,7 +1243,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     Move ttMove, move, bestMove;
     Depth ttDepth;
     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
-    bool ttHit, inCheck, givesCheck, evasionPrunable;
+    bool ttHit, pvHit, inCheck, givesCheck, evasionPrunable;
     int moveCount;
 
     if (PvNode)
@@ -1224,8 +1253,10 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
     }
 
+    Thread* thisThread = pos.this_thread();
     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
     ss->currentMove = bestMove = MOVE_NONE;
+    ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
     inCheck = pos.checkers();
     moveCount = 0;
 
@@ -1246,13 +1277,14 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
     ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    pvHit = ttHit && tte->pv_hit();
 
     if (  !PvNode
         && ttHit
         && tte->depth() >= ttDepth
         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
-        && (ttValue >= beta ? (tte->bound() &  BOUND_LOWER)
-                            : (tte->bound() &  BOUND_UPPER)))
+        && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
+                            : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
         return ttValue;
 
     // Evaluate the position statically
@@ -1270,7 +1302,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
 
             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
-            if (   ttValue != VALUE_NONE
+            if (    ttValue != VALUE_NONE
                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
                 bestValue = ttValue;
         }
@@ -1283,8 +1315,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         if (bestValue >= beta)
         {
             if (!ttHit)
-                tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), BOUND_LOWER,
-                          DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval, TT.generation());
+                tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit, BOUND_LOWER,
+                          DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
 
             return bestValue;
         }
@@ -1295,12 +1327,15 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         futilityBase = bestValue + 128;
     }
 
+    const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory, nullptr, (ss-4)->continuationHistory };
+
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
     // be generated.
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &pos.this_thread()->mainHistory,
-                                      &pos.this_thread()->captureHistory,
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
+                                      &thisThread->captureHistory,
+                                      contHist,
                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
@@ -1357,6 +1392,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       }
 
       ss->currentMove = move;
+      ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
 
       // Make and search the move
       pos.do_move(move, st, givesCheck);
@@ -1372,21 +1408,15 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
 
           if (value > alpha)
           {
+              bestMove = move;
+
               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
 
               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
-              {
                   alpha = value;
-                  bestMove = move;
-              }
-              else // Fail high
-              {
-                  tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), BOUND_LOWER,
-                            ttDepth, move, ss->staticEval, TT.generation());
-
-                  return value;
-              }
+              else
+                  break; // Fail high
           }
        }
     }
@@ -1396,9 +1426,10 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
 
-    tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
-              PvNode && bestValue > oldAlpha ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
-              ttDepth, bestMove, ss->staticEval, TT.generation());
+    tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
+              bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
+              PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
+              ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1448,22 +1479,24 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
 
     for (int i : {1, 2, 4})
         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
-            (*(ss-i)->contHistory)[pc][to] << bonus;
+            (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
   }
 
 
   // update_capture_stats() updates move sorting heuristics when a new capture best move is found
 
   void update_capture_stats(const Position& pos, Move move,
-                            Move* captures, int captureCnt, int bonus) {
+                            Move* captures, int captureCount, int bonus) {
 
       CapturePieceToHistory& captureHistory =  pos.this_thread()->captureHistory;
       Piece moved_piece = pos.moved_piece(move);
       PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(move)));
-      captureHistory[moved_piece][to_sq(move)][captured] << bonus;
+
+      if (pos.capture_or_promotion(move))
+          captureHistory[moved_piece][to_sq(move)][captured] << bonus;
 
       // Decrease all the other played capture moves
-      for (int i = 0; i < captureCnt; ++i)
+      for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
       {
           moved_piece = pos.moved_piece(captures[i]);
           captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(captures[i])));
@@ -1475,7 +1508,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics when a new quiet best move is found
 
   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move,
-                          Move* quiets, int quietsCnt, int bonus) {
+                          Move* quiets, int quietCount, int bonus) {
 
     if (ss->killers[0] != move)
     {
@@ -1495,7 +1528,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     }
 
     // Decrease all the other played quiet moves
-    for (int i = 0; i < quietsCnt; ++i)
+    for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
     {
         thisThread->mainHistory[us][from_to(quiets[i])] << -bonus;
         update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quiets[i]), to_sq(quiets[i]), -bonus);
@@ -1560,10 +1593,10 @@ void MainThread::check_time() {
   }
 
   // We should not stop pondering until told so by the GUI
-  if (Threads.ponder)
+  if (ponder)
       return;
 
-  if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum() - 10)
+  if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
       Threads.stop = true;
@@ -1638,7 +1671,7 @@ bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
 
     assert(pv.size() == 1);
 
-    if (!pv[0])
+    if (pv[0] == MOVE_NONE)
         return false;
 
     pos.do_move(pv[0], st);