]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Better self-document LMR reduction() formula
[stockfish] / src / search.cpp
index 061bbafca0cd1a4b7e0885407ce76a68938c1b23..6a42cc50b05a233bb181ac884bcefaec6268a062 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
 #include <cmath>
 #include <cstring>
 using std::cout;
 using std::endl;
 
-////
-//// Local definitions
-////
-
 namespace {
 
-  // Types
+  // Different node types, used as template parameter
   enum NodeType { NonPV, PV };
 
-  // Set to true to force running with one thread.
-  // Used for debugging SMP code.
+  // Set to true to force running with one thread. Used for debugging.
   const bool FakeSplit = false;
 
-  // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
+  // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
   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]; }
 
-  // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
-  // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
-  // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
-  // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
+  // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff like init,
+  // starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a split
+  // point. All the access to shared thread data is done through this class.
 
   class ThreadsManager {
     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
@@ -91,7 +80,7 @@ namespace {
 
     template <bool Fake>
     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
-               Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
+               Depth depth, Move threatMove, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
 
   private:
     Depth minimumSplitDepth;
@@ -105,7 +94,7 @@ namespace {
   };
 
 
-  // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
+  // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
@@ -120,8 +109,8 @@ namespace {
     // 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 pv_score, or if it has
-    // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
-    // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
+    // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this way
+    // we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
     bool operator<(const RootMove& m) const {
       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
@@ -129,7 +118,7 @@ namespace {
 
     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
-    std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvLine);
+    std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvIdx);
 
     int64_t nodes;
     Value pv_score;
@@ -138,7 +127,7 @@ namespace {
   };
 
 
-  // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
+  // RootMoveList struct is just a std::vector<> of RootMove objects,
   // with an handful of methods above the standard ones.
 
   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
@@ -153,12 +142,21 @@ namespace {
   };
 
 
+  // 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) {
+
+    bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
+    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 use it to properly format castling moves.
+  // operator<<() that will read it to properly format castling moves.
   enum set960 {};
 
   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
@@ -168,15 +166,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // 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
@@ -203,8 +192,8 @@ namespace {
 
   // Extensions. Configurable UCI options
   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
-  Depth CheckExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2], PassedPawnExtension[2];
-  Depth PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
+  Depth CheckExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
+  Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2];
 
   // Minimum depth for use of singular extension
   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
@@ -214,7 +203,7 @@ namespace {
   // Futility margin for quiescence search
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
-  // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
+  // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
 
@@ -227,7 +216,7 @@ namespace {
   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
 
   template <NodeType PV>
-  inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
+  inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)]; }
 
   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
@@ -236,7 +225,7 @@ namespace {
 
   /// Namespace variables
 
-  // Book object
+  // Book
   Book OpeningBook;
 
   // Root move list
@@ -257,9 +246,10 @@ namespace {
 
   // Skill level adjustment
   int SkillLevel;
+  bool SkillLevelEnabled;
   RKISS RK;
 
-  // Multi-threads manager object
+  // Multi-threads manager
   ThreadsManager ThreadsMgr;
 
   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
@@ -271,6 +261,7 @@ namespace {
   // History table
   History H;
 
+
   /// Local functions
 
   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
@@ -284,16 +275,15 @@ namespace {
   template <NodeType PvNode>
   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, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
+    return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
+                           : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
   }
 
   template <NodeType PvNode>
-  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous);
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool* dangerous);
 
   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
-  bool value_is_mate(Value value);
   Value value_to_tt(Value v, int ply);
   Value value_from_tt(Value v, int ply);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
@@ -301,6 +291,7 @@ namespace {
   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();
   std::string value_to_uci(Value v);
@@ -319,7 +310,7 @@ namespace {
   // the proper move source according to the type of node.
   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
 
-  // In Root nodes use RootMoveList Rml as source. Score and sort the root moves
+  // In Root nodes use RootMoveList as source. Score and sort the root moves
   // before to search them.
   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
 
@@ -328,10 +319,10 @@ namespace {
       Move move;
       Value score = VALUE_ZERO;
 
-      // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
+      // Score root moves using standard ordering used in main search, the moves
       // are scored according to the order in which they are returned by MovePicker.
       // This is the second order score that is used to compare the moves when
-      // the first order pv scores of both moves are equal.
+      // the first orders pv_score of both moves are equal.
       while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
           for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
               if (rm->pv[0] == move)
@@ -361,9 +352,8 @@ namespace {
   // In SpNodes use split point's shared MovePicker object as move source
   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
 
-    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
-                  SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b),
-                  mp(ss->sp->mp) {}
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
+                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
 
     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
 
@@ -374,8 +364,8 @@ namespace {
   // Default 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 b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
+    MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
+                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
 
     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
   };
@@ -383,20 +373,10 @@ namespace {
 } // namespace
 
 
-////
-//// Functions
-////
+/// init_threads() is called during startup. It initializes various lookup tables
+/// and creates and launches search threads.
 
-/// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
-/// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
-
-void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
-void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
-
-
-/// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
-
-void init_search() {
+void init_threads() {
 
   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
@@ -418,49 +398,56 @@ void init_search() {
   // Init futility move count array
   for (d = 0; d < 32; d++)
       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
+
+  // Create and startup threads
+  ThreadsMgr.init_threads();
 }
 
 
-/// 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.
+/// exit_threads() is a trampoline to access ThreadsMgr from outside of current file
+void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
 
-int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
-{
-    MoveStack mlist[MOVES_MAX];
-    StateInfo st;
-    Move m;
-    int64_t sum = 0;
 
-    // Generate all legal moves
-    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
+/// perft() is our utility to verify move generation. All the legal moves up to
+/// given depth are generated and counted and the sum returned.
 
-    // If we are at the last ply we don't need to do and undo
-    // the moves, just to count them.
-    if (depth <= ONE_PLY)
-        return int(last - mlist);
+int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
 
-    // Loop through all legal moves
-    CheckInfo ci(pos);
-    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-    {
-        m = cur->move;
-        pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
-        sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
-        pos.undo_move(m);
-    }
-    return sum;
+  MoveStack mlist[MOVES_MAX];
+  StateInfo st;
+  Move m;
+  int64_t sum = 0;
+
+  // Generate all legal moves
+  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.
+  if (depth <= ONE_PLY)
+      return int(last - mlist);
+
+  // Loop through all legal moves
+  CheckInfo ci(pos);
+  for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
+  {
+      m = cur->move;
+      pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
+      sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
+      pos.undo_move(m);
+  }
+  return sum;
 }
 
 
 /// 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 id_loop(). It returns false
-/// when a quit command is received during the search.
+/// 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.
 
 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
+  // Initialize global search-related variables
   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
   NodesSincePoll = 0;
   SearchStartTime = get_system_time();
@@ -488,14 +475,7 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
       }
   }
 
-  // Read UCI option values
-  TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
-  if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
-  {
-      Options["Clear Hash"].set_value("false");
-      TT.clear();
-  }
-
+  // Read UCI options
   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
@@ -504,23 +484,29 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
-  MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
-  MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
   UCIMultiPV                = Options["MultiPV"].value<int>();
   SkillLevel                = Options["Skill level"].value<int>();
   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
 
   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
 
+  if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
+  {
+      Options["Clear Hash"].set_value("false");
+      TT.clear();
+  }
+  TT.set_size(Options["Hash"].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.
-  MultiPV = (SkillLevel < 20 ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
+  SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
+  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
 
   // Set the number of active threads
   ThreadsMgr.read_uci_options();
   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
 
-  // Wake up needed threads
+  // Wake up needed threads. Main thread, with threadID == 0, is always active
   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
 
@@ -530,8 +516,7 @@ bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[
   if (UseTimeManagement)
       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
 
-  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
-  // heavy time pressure.
+  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
   if (MaxNodes)
       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
   else if (myTime && myTime < 1000)
@@ -611,16 +596,16 @@ namespace {
     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
-    int depth, aspirationDelta;
+    int depth, aspirationDelta, skillSamplingDepth;
     Value value, alpha, beta;
-    Move bestMove, easyMove;
+    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 = MOVE_NONE;
-    depth = aspirationDelta = 0;
+    *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
+    depth = aspirationDelta = skillSamplingDepth = 0;
     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
 
@@ -637,6 +622,11 @@ namespace {
         return MOVE_NONE;
     }
 
+    // Choose a random sampling depth according to SkillLevel so that at low
+    // skills there is an higher risk to pick up a blunder.
+    if (SkillLevelEnabled)
+        skillSamplingDepth = 4 + SkillLevel + (RK.rand<unsigned>() % 4);
+
     // Iterative deepening loop
     while (++depth <= PLY_MAX && (!MaxDepth || depth <= MaxDepth) && !StopRequest)
     {
@@ -699,6 +689,10 @@ namespace {
         bestValues[depth] = value;
         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
 
+        // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
+        if (SkillLevelEnabled && depth == skillSamplingDepth)
+            do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
+
         // Send PV line to GUI and to log file
         for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
             cout << Rml[i].pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta, i) << endl;
@@ -755,45 +749,14 @@ namespace {
         }
     }
 
-    // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
-    // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
-    if (SkillLevel < 20)
+    // When using skills fake best and ponder moves with the sub-optimal ones
+    if (SkillLevelEnabled)
     {
-        assert(MultiPV > 1);
-
-        // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
-        int s;
-        int max_s = -VALUE_INFINITE;
-        int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
-        int max = Rml[0].pv_score;
-        int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
-        int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
-
-        // PRNG sequence should be non 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,
-        // then we choose the move with the resulting highest score.
-        for (int i = 0; i < size; i++)
-        {
-            s = Rml[i].pv_score;
+        if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
+            do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
 
-            // Don't allow crazy blunders even at very low skills
-            if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
-                break;
-
-            // This is our magical formula
-            s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
-
-            if (s > max_s)
-            {
-                max_s = s;
-                bestMove = Rml[i].pv[0];
-                *ponderMove = Rml[i].pv[1];
-            }
-        }
+        bestMove = skillBest;
+        *ponderMove = skillPonder;
     }
 
     return bestMove;
@@ -826,8 +789,7 @@ namespace {
     ValueType vt;
     Value bestValue, value, oldAlpha;
     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
-    bool isPvMove, isCheck, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
-    bool mateThreat = false;
+    bool isPvMove, isCheck, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isBadCap;
     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
     int threadID = pos.thread();
     SplitPoint* sp = NULL;
@@ -842,7 +804,6 @@ namespace {
         tte = NULL;
         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
         threatMove = sp->threatMove;
-        mateThreat = sp->mateThreat;
         goto split_point_start;
     }
     else if (Root)
@@ -882,8 +843,8 @@ namespace {
     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
 
     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
-    // and return a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is
-    // to have a smooth experience in analysis mode.
+    // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
+    // smooth experience in analysis mode.
     if (   !Root
         && tte
         && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
@@ -894,8 +855,7 @@ namespace {
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
     }
 
-    // Step 5. Evaluate the position statically and
-    // update gain statistics of parent move.
+    // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
     if (isCheck)
         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
     else if (tte)
@@ -919,9 +879,9 @@ namespace {
     if (   !PvNode
         &&  depth < RazorDepth
         && !isCheck
-        &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
+        &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
         &&  ttMove == MOVE_NONE
-        && !value_is_mate(beta)
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
@@ -939,8 +899,8 @@ namespace {
         && !ss->skipNullMove
         &&  depth < RazorDepth
         && !isCheck
-        &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
-        && !value_is_mate(beta)
+        &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
 
@@ -950,7 +910,7 @@ namespace {
         &&  depth > ONE_PLY
         && !isCheck
         &&  refinedValue >= beta
-        && !value_is_mate(beta)
+        &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
     {
         ss->currentMove = MOVE_NULL;
@@ -959,7 +919,7 @@ namespace {
         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on value
-        if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
+        if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
             R++;
 
         pos.do_null_move(st);
@@ -971,7 +931,7 @@ namespace {
         if (nullValue >= beta)
         {
             // Do not return unproven mate scores
-            if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
+            if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
                 nullValue = beta;
 
             if (depth < 6 * ONE_PLY)
@@ -993,10 +953,8 @@ namespace {
             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
-            if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
-                mateThreat = true;
-
             threatMove = (ss+1)->bestMove;
+
             if (   depth < ThreatDepth
                 && (ss-1)->reduction
                 && threatMove != MOVE_NONE
@@ -1008,7 +966,7 @@ namespace {
     // Step 9. Internal iterative deepening
     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
         && ttMove == MOVE_NONE
-        && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
+        && (PvNode || (!isCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
     {
         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
 
@@ -1020,10 +978,6 @@ namespace {
         tte = TT.retrieve(posKey);
     }
 
-    // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
-    if (PvNode)
-        mateThreat = pos.has_mate_threat();
-
 split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position
@@ -1079,24 +1033,24 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
           }
 
-          if (current_search_time() >= 1000)
+          if (current_search_time() > 2000)
               cout << "info currmove " << move
                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
       }
 
-      // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves
-      // to score root moves. Otherwise only the first one is the PV.
-      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? MultiPV + 1000 * (depth <= ONE_PLY) : 1));
+      // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? depth <= ONE_PLY ? 1000 : MultiPV : 1));
       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
       // Step 11. Decide the new search depth
-      ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, mateThreat, &dangerous);
+      ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, &dangerous);
 
-      // 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 is singular and should be extended.
-      // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
-      // lower than ttValue minus a margin then we extend ttMove.
+      // 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
+      // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
+      // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
+      // a margin then we extend ttMove.
       if (   singularExtensionNode
           && move == tte->move()
           && ext < ONE_PLY)
@@ -1105,14 +1059,14 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
           {
-              Value b = ttValue - int(depth);
+              Value rBeta = ttValue - int(depth);
               ss->excludedMove = move;
               ss->skipNullMove = true;
-              Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
+              Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2, ply);
               ss->skipNullMove = false;
               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
               ss->bestMove = MOVE_NONE;
-              if (v < b)
+              if (v < rBeta)
                   ext = ONE_PLY;
           }
       }
@@ -1131,8 +1085,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       {
           // 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))
+              && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
           {
               if (SpNode)
                   lock_grab(&(sp->lock));
@@ -1163,7 +1117,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
           // Prune moves with negative SEE at low depths
           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
-              && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
+              && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
               && pos.see_sign(move) < 0)
           {
               if (SpNode)
@@ -1173,6 +1127,16 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           }
       }
 
+      // Bad capture detection. Will be used by prob-cut search
+      isBadCap =   depth >= 3 * ONE_PLY
+                && depth < 8 * ONE_PLY
+                && captureOrPromotion
+                && move != ttMove
+                && !dangerous
+                && !move_is_promotion(move)
+                &&  abs(alpha) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
+                &&  pos.see_sign(move) < 0;
+
       // Step 13. Make the move
       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
@@ -1194,6 +1158,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           // Step 14. Reduced depth search
           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
           bool doFullDepthSearch = true;
+          alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
 
           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
               && !captureOrPromotion
@@ -1214,6 +1179,18 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
           }
 
+          // Probcut search for bad captures. If a reduced search returns a value
+          // very below beta then we can (almost) safely prune the bad capture.
+          if (isBadCap)
+          {
+              ss->reduction = 3 * ONE_PLY;
+              Value rAlpha = alpha - 300;
+              Depth d = newDepth - ss->reduction;
+              value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(rAlpha+1), -rAlpha, d, ply+1);
+              doFullDepthSearch = (value > rAlpha);
+              ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
+          }
+
           // Step 15. Full depth search
           if (doFullDepthSearch)
           {
@@ -1321,7 +1298,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !StopRequest
           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
-                                      threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
+                                      threatMove, moveCount, &mp, PvNode);
     }
 
     // Step 19. Check for mate and stalemate
@@ -1495,7 +1472,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
       evasionPrunable =   isCheck
-                       && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
+                       && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
                        && !pos.move_is_capture(move)
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
@@ -1669,28 +1646,16 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
-  // compensated for the ply.
-
-  bool value_is_mate(Value value) {
-
-    assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
-
-    return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
-          || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
-  }
-
-
   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
   // The function is called before storing a value to the transposition table.
 
   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
 
-    if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
+    if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
       return v + ply;
 
-    if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
+    if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
       return v - ply;
 
     return v;
@@ -1702,10 +1667,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
 
-    if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
+    if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
       return v - ply;
 
-    if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
+    if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
       return v + ply;
 
     return v;
@@ -1720,21 +1685,15 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
   template <NodeType PvNode>
   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
-                  bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous) {
+                  bool moveIsCheck, bool* dangerous) {
 
     assert(m != MOVE_NONE);
 
     Depth result = DEPTH_ZERO;
-    *dangerous = moveIsCheck | mateThreat;
+    *dangerous = moveIsCheck;
 
-    if (*dangerous)
-    {
-        if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
-            result += CheckExtension[PvNode];
-
-        if (mateThreat)
-            result += MateThreatExtension[PvNode];
-    }
+    if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
+        result += CheckExtension[PvNode];
 
     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
     {
@@ -1762,15 +1721,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         *dangerous = true;
     }
 
-    if (   PvNode
-        && captureOrPromotion
-        && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
-        && pos.see_sign(m) >= 0)
-    {
-        result += ONE_PLY / 2;
-        *dangerous = true;
-    }
-
     return Min(result, ONE_PLY);
   }
 
@@ -1824,8 +1774,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     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 >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
+              || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
 
           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
@@ -1907,7 +1857,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
     else
-      s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2);
+      s << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
 
     return s.str();
   }
@@ -1983,11 +1933,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     {
         lastInfoTime = t;
 
-        if (dbg_show_mean)
-            dbg_print_mean();
-
-        if (dbg_show_hit_rate)
-            dbg_print_hit_rate();
+        dbg_print_mean();
+        dbg_print_hit_rate();
 
         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
         SendSearchedNodes = true;
@@ -2344,7 +2291,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   template <bool Fake>
   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
-                             bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
+                             int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
     assert(pos.is_ok());
     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
@@ -2379,7 +2326,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     splitPoint.ply = ply;
     splitPoint.depth = depth;
     splitPoint.threatMove = threatMove;
-    splitPoint.mateThreat = mateThreat;
     splitPoint.alpha = *alpha;
     splitPoint.beta = beta;
     splitPoint.pvNode = pvNode;
@@ -2493,13 +2439,13 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     TTEntry* tte;
     int ply = 1;
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
+    assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
 
     pos.do_move(pv[0], *st++);
 
     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
            && tte->move() != MOVE_NONE
-           && move_is_legal(pos, tte->move())
+           && pos.move_is_legal(tte->move())
            && ply < PLY_MAX
            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
     {
@@ -2523,7 +2469,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v, m = VALUE_NONE;
     int ply = 0;
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
+    assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
 
     do {
         k = pos.get_key();
@@ -2543,11 +2489,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
-  // formatted according to UCI specification. It is called at each iteration
-  // or after a new pv is found.
-
-  std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
+  // formatted according to UCI specification.
 
+  std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha,
+                                       Value beta, int pvIdx) {
     std::stringstream s, l;
     Move* m = pv;
 
@@ -2556,7 +2501,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     s << "info depth " << depth
       << " seldepth " << int(m - pv)
-      << " multipv " << pvLine + 1
+      << " multipv " << pvIdx + 1
       << " score " << value_to_uci(pv_score)
       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
       << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
@@ -2593,4 +2538,46 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     }
   }
 
+
+  // 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) {
+
+    assert(MultiPV > 1);
+
+    // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
+    int s;
+    int max_s = -VALUE_INFINITE;
+    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
+    int max = Rml[0].pv_score;
+    int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
+    int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
+
+    // PRNG sequence should be non 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,
+    // then we choose the move with the resulting highest score.
+    for (int i = 0; i < size; i++)
+    {
+        s = Rml[i].pv_score;
+
+        // Don't allow crazy blunders even at very low skills
+        if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
+            break;
+
+        // This is our magical formula
+        s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
+
+        if (s > max_s)
+        {
+            max_s = s;
+            *best = Rml[i].pv[0];
+            *ponder = Rml[i].pv[1];
+        }
+    }
+  }
+
 } // namespace