Implement bestValue in root_search.
[stockfish] / src / search.cpp
index 4712172d5a13bcb23d7aa08e32764e89685aad8c..6aa13a5e84573ecfb6a3c5c1ecdecface8e72e67 100644 (file)
@@ -47,6 +47,60 @@ namespace {
 
   /// Types
 
+  //The IterationInfoType is used to store search history
+  //iteration by iteration.
+  //
+  //Because we use relatively small (dynamic) aspiration window,
+  //there happens many fail highs and fail lows in root. And
+  //because we don't do researches in those cases, "value" stored
+  //here is not necessarily exact. Instead in case of fail high/low
+  //we guess what the right value might be and store our guess
+  //as "speculated value" and then move on...
+
+  class IterationInfoType {
+    private:
+      Value _value;
+      Value _speculatedValue;
+      bool _failHigh;
+      bool _failLow;
+    public:
+      IterationInfoType() {
+        clear();
+      }
+
+      inline void clear() {
+        set(Value(0));
+      }
+
+      inline void set(Value v) {
+        set(v, v, false, false);
+      }
+
+      inline void set(Value v, Value specV, bool fHigh, bool fLow) {
+        _value = v;
+        _speculatedValue = specV;
+        _failHigh = fHigh;
+        _failLow = fLow;
+      }
+
+      inline Value value() {
+        return _value;
+      }
+
+      inline Value speculated_value() {
+        return _speculatedValue;
+      }
+
+      inline bool fail_high() {
+        return _failHigh;
+      }
+
+      inline bool fail_low() {
+        return _failLow;
+      }
+  };
+
+
   // The BetaCounterType class is used to order moves at ply one.
   // Apart for the first one that has its score, following moves
   // normally have score -VALUE_INFINITE, so are ordered according
@@ -125,17 +179,11 @@ namespace {
   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
 
-  // Use null move driven internal iterative deepening?
-  bool UseNullDrivenIID = false;
-
   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
   const Value IIDMargin = Value(0x100);
 
-  // Use easy moves?
-  const bool UseEasyMove = true;
-
   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
@@ -165,13 +213,14 @@ namespace {
   bool UseQSearchFutilityPruning = true;
   bool UseFutilityPruning = true;
 
-  // Margins for futility pruning in the quiescence search, at frontier
-  // nodes, and at pre-frontier nodes
-  Value FutilityMargin0 = Value(0x80);
-  Value FutilityMargin1 = Value(0x100);
-  Value FutilityMargin2 = Value(0x300);
+  // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
+  // and near frontier nodes
+  Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
+  Value FutilityMargins[6] = { Value(0x100), Value(0x200), Value(0x250),
+                               Value(0x2A0), Value(0x340), Value(0x3A0) };
 
   // Razoring
+  const bool RazorAtDepthOne = false;
   Depth RazorDepth = 4*OnePly;
   Value RazorMargin = Value(0x300);
 
@@ -198,11 +247,10 @@ namespace {
 
   // Iteration counters
   int Iteration;
-  bool LastIterations;
   BetaCounterType BetaCounter;
 
   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
-  Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
+  IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
 
   // MultiPV mode
@@ -212,7 +260,7 @@ namespace {
   int SearchStartTime;
   int MaxNodes, MaxDepth;
   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
-  Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
+  Move EasyMove;
   int RootMoveNumber;
   bool InfiniteSearch;
   bool PonderSearch;
@@ -220,6 +268,7 @@ namespace {
   bool AbortSearch;
   bool Quit;
   bool FailHigh;
+  bool FailLow;
   bool Problem;
   bool PonderingEnabled;
   int ExactMaxTime;
@@ -252,7 +301,8 @@ namespace {
   /// Functions
 
   Value id_loop(const Position &pos, Move searchMoves[]);
-  Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml);
+  Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml,
+                    Value alpha, Value beta);
   Value search_pv(Position &pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta,
                   Depth depth, int ply, int threadID);
   Value search(Position &pos, SearchStack ss[], Value beta,
@@ -261,15 +311,13 @@ namespace {
                 Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
-  void init_search_stack(SearchStack& ss);
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]);
-  void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
+  void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID);
   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
   bool value_is_mate(Value value);
   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
+  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
@@ -292,9 +340,8 @@ namespace {
   bool thread_is_available(int slave, int master);
   bool idle_thread_exists(int master);
   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth,
-             int *moves, MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master,
-             bool pvNode);
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
+             MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
   void wake_sleeping_threads();
 
 #if !defined(_MSC_VER)
@@ -327,6 +374,23 @@ History H;  // Should be made local?
 SearchStack EmptySearchStack;
 
 
+// SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
+// new search from the root.
+void SearchStack::init(int ply) {
+
+  pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
+  currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
+  reduction = Depth(0);
+}
+
+void SearchStack::initKillers() {
+
+  mateKiller = MOVE_NONE;
+  for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
+      killers[i] = MOVE_NONE;
+}
+
+
 ////
 //// Functions
 ////
@@ -359,8 +423,6 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // Initialize global search variables
   Idle = false;
   SearchStartTime = get_system_time();
-  BestRootMove = MOVE_NONE;
-  PonderMove = MOVE_NONE;
   EasyMove = MOVE_NONE;
   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
   {
@@ -374,6 +436,7 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   AbortSearch = false;
   Quit = false;
   FailHigh = false;
+  FailLow = false;
   Problem = false;
   ExactMaxTime = maxTime;
 
@@ -414,13 +477,13 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   if (UseLogFile)
       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
 
-  UseNullDrivenIID = get_option_value_bool("Null driven IID");
   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
 
-  FutilityMargin0 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 0"));
-  FutilityMargin1 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 1"));
-  FutilityMargin2 = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin 2"));
+  FutilityMarginQS = value_from_centipawns(get_option_value_int("Futility Margin (Quiescence Search)"));
+  int fmScale = get_option_value_int("Futility Margin Scale Factor (Main Search)");
+  for (int i = 0; i < 6; i++)
+      FutilityMargins[i] = (FutilityMargins[i] * fmScale) / 100;
 
   RazorDepth = (get_option_value_int("Maximum Razoring Depth") + 1) * OnePly;
   RazorMargin = value_from_centipawns(get_option_value_int("Razoring Margin"));
@@ -450,7 +513,6 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // Set thinking time:
   int myTime = time[side_to_move];
   int myIncrement = increment[side_to_move];
-  int oppTime = time[1 - side_to_move];
 
   if (!movesToGo) // Sudden death time control
   {
@@ -591,7 +653,8 @@ void init_threads() {
   }
 
   // Init also the empty search stack
-  init_search_stack(EmptySearchStack);
+  EmptySearchStack.init(0);
+  EmptySearchStack.initKillers();
 }
 
 
@@ -643,17 +706,18 @@ namespace {
     // Initialize
     TT.new_search();
     H.clear();
-    init_search_stack(ss);
-
-    ValueByIteration[0] = Value(0);
-    ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
+    for (int i = 0; i < 3; i++)
+    {
+        ss[i].init(i);
+        ss[i].initKillers();
+    }
+    IterationInfo[1].set(rml.get_move_score(0));
     Iteration = 1;
-    LastIterations = false;
 
     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
 
     // Iterative deepening loop
-    while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
+    while (Iteration < PLY_MAX)
     {
         // Initialize iteration
         rml.sort();
@@ -664,8 +728,59 @@ namespace {
 
         std::cout << "info depth " << Iteration << std::endl;
 
+        //Calculate dynamic search window based on previous iterations.
+        Value alpha;
+        Value beta;
+
+        if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6) {
+          Value prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculated_value() - IterationInfo[Iteration - 2].speculated_value();
+          Value prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculated_value() - IterationInfo[Iteration - 3].speculated_value();
+
+          Value delta = Max((2 * Abs(prevDelta1) + Abs(prevDelta2)) , ProblemMargin);
+
+          alpha = IterationInfo[Iteration - 1].value() - delta;
+          beta  = IterationInfo[Iteration - 1].value() + delta;
+          if (alpha < - VALUE_INFINITE) alpha = - VALUE_INFINITE;
+          if (beta  >   VALUE_INFINITE) beta = VALUE_INFINITE;
+
+        } else {
+          alpha = - VALUE_INFINITE;
+          beta  =   VALUE_INFINITE;
+        }
+
         // Search to the current depth
-        ValueByIteration[Iteration] = root_search(p, ss, rml);
+        Value value = root_search(p, ss, rml, alpha, beta);
+        if (AbortSearch)
+          break; //Value cannot be trusted. Break out immediately!
+
+        // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
+        // been overwritten during the search:
+        TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
+
+        //Save info about search result
+        Value speculated_value = value;
+        bool fHigh = false;
+        bool fLow = false;
+
+        Value prev_value = IterationInfo[Iteration - 1].value();
+        Value delta = value - prev_value;
+
+        if (value >= beta) {
+          fHigh = true;
+          speculated_value = prev_value + 2 * delta;
+          BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 2; //This is used to tell time management to allocate more time
+        } else if (value <= alpha) {
+          fLow = true;
+          speculated_value = prev_value + 2 * delta;
+          BestMoveChangesByIteration[Iteration] += 3; //This is used to tell time management to allocate more time
+        } else {
+          //nothing
+        }
+
+        if (speculated_value < - VALUE_INFINITE) speculated_value = - VALUE_INFINITE;
+        if (speculated_value >   VALUE_INFINITE) speculated_value =   VALUE_INFINITE;
+
+        IterationInfo[Iteration].set(value, speculated_value, fHigh, fLow);
 
         // Erase the easy move if it differs from the new best move
         if (ss[0].pv[0] != EasyMove)
@@ -684,13 +799,13 @@ namespace {
 
             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
             if (  Iteration >= 6
-                && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
-                && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
+                && abs(IterationInfo[Iteration].value()) >= abs(VALUE_MATE) - 100
+                && abs(IterationInfo[Iteration-1].value()) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
                 stopSearch = true;
 
             // Stop search early if one move seems to be much better than the rest
             int64_t nodes = nodes_searched();
-            if (   Iteration >= 8
+            if (   Iteration >= 8 && !fLow && !fHigh
                 && EasyMove == ss[0].pv[0]
                 && (  (   rml.get_move_cumulative_nodes(0) > (nodes * 85) / 100
                        && current_search_time() > MaxSearchTime / 16)
@@ -703,9 +818,6 @@ namespace {
                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
 
-            // Try to guess if the current iteration is the last one or the last two
-            LastIterations = (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*58) / 128);
-
             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
             // move at the next iteration anyway.
@@ -714,15 +826,13 @@ namespace {
 
             if (stopSearch)
             {
+                //FIXME: Implement fail-low emergency measures
                 if (!PonderSearch)
                     break;
                 else
                     StopOnPonderhit = true;
             }
         }
-        // Write PV to transposition table, in case the relevant entries have
-        // been overwritten during the search:
-        TT.insert_pv(p, ss[0].pv);
 
         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
             break;
@@ -742,6 +852,11 @@ namespace {
                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
 
     // Print the best move and the ponder move to the standard output
+    if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
+    {
+        ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
+        ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
+    }
     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
@@ -756,12 +871,12 @@ namespace {
         if (dbg_show_hit_rate)
             dbg_print_hit_rate(LogFile);
 
-        UndoInfo u;
+        StateInfo st;
         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
 
-        p.do_move(ss[0].pv[0], u);
+        p.do_move(ss[0].pv[0], st);
         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
                 << std::endl << std::endl;
     }
@@ -774,18 +889,25 @@ namespace {
   // scheme (perhaps we should try to use this at internal PV nodes, too?)
   // and prints some information to the standard output.
 
-  Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml) {
+  Value root_search(Position &pos, SearchStack ss[], RootMoveList &rml, Value alpha, Value beta) {
 
-    Value alpha = -VALUE_INFINITE;
-    Value beta = VALUE_INFINITE, value;
+    Value bestValue = -VALUE_INFINITE;
+    Value oldAlpha = alpha;
+    Value value;
     Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
 
     // Loop through all the moves in the root move list
     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
     {
+        if (alpha >= beta) { //Aspiration window failed high, ignore rest of the moves!
+          rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
+          //Leave node-counters and beta-counters as they are.
+          continue;
+        }
+
         int64_t nodes;
         Move move;
-        UndoInfo u;
+        StateInfo st;
         Depth ext, newDepth;
 
         RootMoveNumber = i + 1;
@@ -807,20 +929,20 @@ namespace {
 
         // Decide search depth for this move
         bool dangerous;
-        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
+        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
 
         // Make the move, and search it
-        pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+        pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
         if (i < MultiPV)
         {
-            value = -search_pv(pos, ss, -beta, VALUE_INFINITE, newDepth, 1, 0);
+            value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, 1, 0);
             // If the value has dropped a lot compared to the last iteration,
             // set the boolean variable Problem to true. This variable is used
             // for time managment: When Problem is true, we try to complete the
             // current iteration before playing a move.
-            Problem = (Iteration >= 2 && value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin);
+            Problem = (Iteration >= 2 && value <= IterationInfo[Iteration-1].value() - ProblemMargin);
 
             if (Problem && StopOnPonderhit)
                 StopOnPonderhit = false;
@@ -839,7 +961,7 @@ namespace {
             }
         }
 
-        pos.undo_move(move, u);
+        pos.undo_move(move);
 
         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
         // was aborted because the user interrupted the search or because we
@@ -860,7 +982,7 @@ namespace {
 
         assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
 
-        if (value <= alpha && i >= MultiPV)
+        if (value <= bestValue && i >= MultiPV)
             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
         else
         {
@@ -896,11 +1018,16 @@ namespace {
                     LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, nodes_searched(), value, ss[0].pv)
                             << std::endl;
 
-                alpha = value;
+                if (value > bestValue)
+                {
+                  bestValue = value;
+                  if (value > alpha)
+                    alpha = value;
+                }
 
                 // Reset the global variable Problem to false if the value isn't too
                 // far below the final value from the last iteration.
-                if (value > ValueByIteration[Iteration - 1] - NoProblemMargin)
+                if (value > IterationInfo[Iteration - 1].value() - NoProblemMargin)
                     Problem = false;
             }
             else // MultiPV > 1
@@ -923,10 +1050,17 @@ namespace {
                     std::cout << std::endl;
                 }
                 alpha = rml.get_move_score(Min(i, MultiPV-1));
+                bestValue = alpha; //In MultiPV-mode bestValue and alpha are always same thing.
             }
         }
+
+        if (bestValue <= oldAlpha)
+          FailLow = true;
+        else
+          FailLow = false;
+
     }
-    return alpha;
+    return bestValue;
   }
 
 
@@ -945,7 +1079,7 @@ namespace {
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
+    init_node(ss, ply, threadID);
 
     // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
@@ -986,8 +1120,9 @@ namespace {
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
+    Color us = pos.side_to_move();
     bool isCheck = pos.is_check();
-    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1003,20 +1138,14 @@ namespace {
 
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      if (moveIsCapture)
-          ss[ply].currentMoveCaptureValue =
-          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
-      else
-          ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
-
       // Decide the new search depth
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
@@ -1038,7 +1167,7 @@ namespace {
         else
             value = alpha + 1; // Just to trigger next condition
 
-        if (value > alpha) // Go with full depth pv search
+        if (value > alpha) // Go with full depth non-pv search
         {
             ss[ply].reduction = Depth(0);
             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, ply+1, true, threadID);
@@ -1058,7 +1187,7 @@ namespace {
           }
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1076,7 +1205,9 @@ namespace {
           // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
           // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
           // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
-          if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
+          if (   ply == 1
+              && Iteration >= 2
+              && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value() - ProblemMargin)
               Problem = true;
       }
 
@@ -1138,7 +1269,7 @@ namespace {
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
+    init_node(ss, ply, threadID);
 
     // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
@@ -1171,7 +1302,6 @@ namespace {
 
     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
     bool mateThreat = false;
-    bool nullDrivenIID = false;
     bool isCheck = pos.is_check();
 
     // Null move search
@@ -1184,26 +1314,13 @@ namespace {
     {
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
-        UndoInfo u;
-        pos.do_null_move(u);
-        int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
+        StateInfo st;
+        pos.do_null_move(st);
+        int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
 
         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
-        // Check for a null capture artifact, if the value without the null capture
-        // is above beta then mark the node as a suspicious failed low. We will verify
-        // later if we are really under threat.
-        if (   UseNullDrivenIID
-            && nullValue < beta
-            && depth > 6 * OnePly
-            &&!value_is_mate(nullValue)
-            && ttMove == MOVE_NONE
-            && ss[ply + 1].currentMove != MOVE_NONE
-            && pos.move_is_capture(ss[ply + 1].currentMove)
-            && pos.see(ss[ply + 1].currentMove) + nullValue >= beta)
-            nullDrivenIID = true;
-
-        pos.undo_null_move(u);
+        pos.undo_null_move();
 
         if (value_is_mate(nullValue))
         {
@@ -1226,10 +1343,8 @@ namespace {
             // 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;
-                nullDrivenIID = false;
-            }
+
             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
             if (   depth < ThreatDepth
                 && ss[ply - 1].reduction
@@ -1240,10 +1355,15 @@ namespace {
     // Null move search not allowed, try razoring
     else if (   !value_is_mate(beta)
              && approximateEval < beta - RazorMargin
-             && depth < RazorDepth)
+             && depth < RazorDepth
+             && (RazorAtDepthOne || depth > OnePly)
+             && ttMove == MOVE_NONE
+             && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-        if (v < beta - RazorMargin / 2)
+        if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
+            || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
+            || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
             return v;
     }
 
@@ -1254,22 +1374,6 @@ namespace {
         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
         ttMove = ss[ply].pv[ply];
     }
-    else if (nullDrivenIID)
-    {
-        // The null move failed low due to a suspicious capture. Perhaps we
-        // are facing a null capture artifact due to the side to move change
-        // and this position should fail high. So do a normal search with a
-        // reduced depth to get a good ttMove to use in the following full
-        // depth search.
-        Move tm = ss[ply].threatMove;
-
-        assert(tm != MOVE_NONE);
-        assert(ttMove == MOVE_NONE);
-
-        search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
-        ttMove = ss[ply].pv[ply];
-        ss[ply].threatMove = tm;
-    }
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search all moves:
@@ -1300,7 +1404,7 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Futility pruning
@@ -1309,17 +1413,18 @@ namespace {
           && !moveIsCapture
           && !move_promotion(move))
       {
-          // History pruning. See ok_to_prune() definition.
+          // History pruning. See ok_to_prune() definition
           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
               continue;
 
-          // Value based pruning.
-          if (depth < 3 * OnePly && approximateEval < beta)
+          // Value based pruning
+          if (depth < 7 * OnePly && approximateEval < beta)
           {
               if (futilityValue == VALUE_NONE)
                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
-                                + (depth < 2 * OnePly ? FutilityMargin1 : FutilityMargin2);
+                                 + FutilityMargins[int(depth)/2 - 1]
+                                 + 32 * (depth & 1);
 
               if (futilityValue < beta)
               {
@@ -1331,8 +1436,8 @@ namespace {
       }
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1355,7 +1460,7 @@ namespace {
           ss[ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1406,6 +1511,9 @@ namespace {
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
+
+    assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
+
     return bestValue;
   }
 
@@ -1425,7 +1533,7 @@ namespace {
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
+    init_node(ss, ply, threadID);
 
     // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
@@ -1434,15 +1542,39 @@ namespace {
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
-    // Transposition table lookup
-    const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-    if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
-        return value_from_tt(tte->value(), ply);
+    // Transposition table lookup, only when not in PV
+    TTEntry* tte = NULL;
+    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
+    if (!pvNode)
+    {
+        tte = TT.retrieve(pos);
+        if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
+        {
+            assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
+
+            return value_from_tt(tte->value(), ply);
+        }
+    }
 
     // Evaluate the position statically
     EvalInfo ei;
+    Value staticValue;
     bool isCheck = pos.is_check();
-    Value staticValue = (isCheck ? -VALUE_INFINITE : evaluate(pos, ei, threadID));
+    ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
+
+    if (isCheck)
+        staticValue = -VALUE_INFINITE;
+
+    else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
+    {
+        // Use the cached evaluation score if possible
+        assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
+        assert(ei.futilityMargin == Value(0));
+
+        staticValue = tte->value();
+    }
+    else
+        staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
 
     if (ply == PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
@@ -1452,7 +1584,13 @@ namespace {
     Value bestValue = staticValue;
 
     if (bestValue >= beta)
+    {
+        // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
+        if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
+            TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EVAL);
+
         return bestValue;
+    }
 
     if (bestValue > alpha)
         alpha = bestValue;
@@ -1460,12 +1598,12 @@ namespace {
     // 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 == 0) will be generated.
-    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth, isCheck ? NULL : &ei);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
     Move move;
     int moveCount = 0;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1490,7 +1628,7 @@ namespace {
                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
                               + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
-                              + FutilityMargin0
+                              + FutilityMarginQS
                               + ei.futilityMargin;
 
           if (futilityValue < alpha)
@@ -1510,10 +1648,10 @@ namespace {
           continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1537,7 +1675,14 @@ namespace {
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
     // Update transposition table
-    TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
+    if (!pvNode)
+    {
+        Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
+        if (bestValue < beta)
+            TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
+        else
+            TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), d, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_LOWER);
+    }
 
     // Update killers only for good check moves
     Move m = ss[ply].currentMove;
@@ -1589,7 +1734,7 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth.
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Prune?
@@ -1602,8 +1747,8 @@ namespace {
         continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1625,7 +1770,7 @@ namespace {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1693,12 +1838,6 @@ namespace {
 
       assert(move_is_ok(move));
 
-      if (moveIsCapture)
-          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
-          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
-      else
-          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
-
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
       lock_release(&(sp->lock));
@@ -1707,12 +1846,12 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth.
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1748,7 +1887,7 @@ namespace {
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1778,8 +1917,10 @@ namespace {
         }
         // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
         // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
-        // (from the computer's point of view) since the previous iteration:
-        if (Iteration >= 2 && -value <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
+        // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
+        if (   sp->ply == 1
+            && Iteration >= 2
+            && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value() - ProblemMargin)
             Problem = true;
       }
       lock_release(&(sp->lock));
@@ -1788,7 +1929,7 @@ namespace {
     lock_grab(&(sp->lock));
 
     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
-    // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads:
+    // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
     if (sp->master == threadID && thread_should_stop(threadID))
         for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
             if (sp->slaves[i])
@@ -1871,15 +2012,15 @@ namespace {
         if (includeMove)
         {
             // Find a quick score for the move
-            UndoInfo u;
+            StateInfo st;
             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
 
             moves[count].move = mlist[i].move;
             moves[count].nodes = 0ULL;
-            pos.do_move(moves[count].move, u);
+            pos.do_move(moves[count].move, st);
             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
                                           Depth(0), 1, 0);
-            pos.undo_move(moves[count].move, u);
+            pos.undo_move(moves[count].move);
             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
             count++;
@@ -1981,41 +2122,13 @@ namespace {
   }
 
 
-  // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
-  // new search from the root.
-  void init_search_stack(SearchStack& ss) {
-
-    ss.pv[0] = MOVE_NONE;
-    ss.pv[1] = MOVE_NONE;
-    ss.currentMove = MOVE_NONE;
-    ss.threatMove = MOVE_NONE;
-    ss.reduction = Depth(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss.killers[j] = MOVE_NONE;
-  }
-
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
-
-    for (int i = 0; i < 3; i++)
-    {
-        ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
-        ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
-        ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].reduction = Depth(0);
-        for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-            ss[i].killers[j] = MOVE_NONE;
-    }
-  }
-
-
   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
   // stack object corresponding to the current node.  Once every
   // NodesBetweenPolls nodes, init_node() also calls poll(), which polls
   // for user input and checks whether it is time to stop the search.
 
-  void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
+  void init_node(SearchStack ss[], int ply, int threadID) {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
@@ -2028,13 +2141,9 @@ namespace {
         NodesSincePoll = 0;
       }
     }
-    ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
-    ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply].reduction = Depth(0);
-    ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss[ply+2].killers[j] = MOVE_NONE;
+
+    ss[ply].init(ply);
+    ss[ply+2].initKillers();
 
     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
       print_current_line(ss, ply, threadID);
@@ -2105,7 +2214,7 @@ namespace {
 
     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
     // in m1:
-    if(pos.piece_attacks_square(t1, t2))
+    if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
       return true;
 
     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
@@ -2170,7 +2279,7 @@ namespace {
   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
 
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
 
     assert(m != MOVE_NONE);
@@ -2187,18 +2296,21 @@ namespace {
     if (mateThreat)
         result += MateThreatExtension[pvNode];
 
-    if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
+    if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
     {
-        result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
-        *dangerous = true;
-    }
-    if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
-    {
-        result += PassedPawnExtension[pvNode];
-        *dangerous = true;
+        if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
+        {
+            result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
+        if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
+        {
+            result += PassedPawnExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
     }
 
-    if (   pos.move_is_capture(m)
+    if (   capture
         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))
@@ -2210,7 +2322,7 @@ namespace {
     }
 
     if (   pvNode
-        && pos.move_is_capture(m)
+        && capture
         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
         && pos.see(m) >= 0)
     {
@@ -2437,11 +2549,11 @@ namespace {
         return;
 
     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
-                     || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
-                     || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
+                     || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) //FIXME: BUG??
+                     || (  !FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem
                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
 
-    if (   (Iteration >= 2 && (!InfiniteSearch && overTime))
+    if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
         AbortSearch = true;
@@ -2455,12 +2567,12 @@ namespace {
   void ponderhit() {
     int t = current_search_time();
     PonderSearch = false;
-    if(Iteration >= 2 &&
+    if(Iteration >= 3 &&
        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
                             (RootMoveNumber == 1 &&
-                             t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime) ||
-                            (!FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
+                             t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime && !FailLow) ||
+                            (!FailHigh && !FailLow && !fail_high_ply_1() && !Problem &&
                              t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime)))))
       AbortSearch = true;
   }
@@ -2663,9 +2775,9 @@ namespace {
   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
 
   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
-             Depth depth, int *moves,
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
+
     assert(p.is_ok());
     assert(sstck != NULL);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);