Implement bestValue in root_search.
[stockfish] / src / search.cpp
index c4b61881afc7e10f2679ac2791fb8379cfc35545..6aa13a5e84573ecfb6a3c5c1ecdecface8e72e67 100644 (file)
@@ -47,6 +47,77 @@ 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
+  // to the number of beta cutoffs occurred under their subtree during
+  // the last iteration.
+
+  struct BetaCounterType {
+
+    BetaCounterType();
+    void clear();
+    void add(Color us, Depth d, int threadID);
+    void read(Color us, int64_t& our, int64_t& their);
+
+    int64_t hits[THREAD_MAX][2];
+  };
+
+
   // The RootMove class is used for moves at the root at the tree.  For each
   // root move, we store a score, a node count, and a PV (really a refutation
   // in the case of moves which fail low).
@@ -60,6 +131,7 @@ namespace {
     Value score;
     int64_t nodes, cumulativeNodes;
     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
+    int64_t ourBeta, theirBeta;
   };
 
 
@@ -74,6 +146,7 @@ namespace {
     inline Value get_move_score(int moveNum) const;
     inline void set_move_score(int moveNum, Value score);
     inline void set_move_nodes(int moveNum, int64_t nodes);
+    inline void set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their);
     void set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]);
     inline Move get_move_pv(int moveNum, int i) const;
     inline int64_t get_move_cumulative_nodes(int moveNum) const;
@@ -111,9 +184,6 @@ namespace {
   // 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);
@@ -143,13 +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);
 
@@ -167,28 +238,29 @@ namespace {
   Depth PawnEndgameExtension[2] = {OnePly, OnePly};
   Depth MateThreatExtension[2] = {Depth(0), Depth(0)};
 
-  // Search depth at iteration 1:
+  // Search depth at iteration 1
   const Depth InitialDepth = OnePly /*+ OnePly/2*/;
 
   // Node counters
   int NodesSincePoll;
   int NodesBetweenPolls = 30000;
 
-  // Iteration counter:
+  // Iteration counters
   int Iteration;
+  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:
+  // MultiPV mode
   int MultiPV = 1;
 
   // Time managment variables
   int SearchStartTime;
   int MaxNodes, MaxDepth;
-  int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime, TimeAdvantage;
-  Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
+  int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
+  Move EasyMove;
   int RootMoveNumber;
   bool InfiniteSearch;
   bool PonderSearch;
@@ -196,6 +268,7 @@ namespace {
   bool AbortSearch;
   bool Quit;
   bool FailHigh;
+  bool FailLow;
   bool Problem;
   bool PonderingEnabled;
   int ExactMaxTime;
@@ -228,7 +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,
@@ -237,19 +311,19 @@ 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_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);
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
-                  bool singleReply, bool mateThreat);
+  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 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);
   bool ok_to_history(const Position &pos, Move m);
-  void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth,
-                      Move movesSearched[], int moveCount);
+  void update_history(const Position& pos, Move m, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
+  void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
 
   bool fail_high_ply_1();
   int current_search_time();
@@ -266,9 +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)
@@ -297,6 +370,26 @@ Lock IOLock;
 
 History H;  // Should be made local?
 
+// The empty search stack
+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
@@ -330,8 +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++)
   {
@@ -345,6 +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;
 
@@ -388,9 +480,10 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   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"));
@@ -420,18 +513,15 @@ 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];
-
-  TimeAdvantage = myTime - oppTime;
 
   if (!movesToGo) // Sudden death time control
-  { 
-      if (increment)
+  {
+      if (myIncrement)
       {
           MaxSearchTime = myTime / 30 + myIncrement;
           AbsoluteMaxSearchTime = Max(myTime / 4, myIncrement - 100);
       } else { // Blitz game without increment
-          MaxSearchTime = myTime / 40;
+          MaxSearchTime = myTime / 30;
           AbsoluteMaxSearchTime = myTime / 8;
       }
   }
@@ -561,6 +651,10 @@ void init_threads() {
       // Wait until the thread has finished launching:
       while (!Threads[i].running);
   }
+
+  // Init also the empty search stack
+  EmptySearchStack.init(0);
+  EmptySearchStack.initKillers();
 }
 
 
@@ -612,16 +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;
 
     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
 
     // Iterative deepening loop
-    while (!AbortSearch && Iteration < PLY_MAX)
+    while (Iteration < PLY_MAX)
     {
         // Initialize iteration
         rml.sort();
@@ -632,8 +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)
@@ -652,13 +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)
@@ -671,27 +818,21 @@ namespace {
                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
 
-            // If we need some more and we are in time advantage take it
-            if (ExtraSearchTime > 0 && TimeAdvantage > 2 * MaxSearchTime)
-                ExtraSearchTime += MaxSearchTime / 2;
-
             // 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.
-            if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*90) / 128)
+            if (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*80) / 128)
                 stopSearch = true;
 
             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;
@@ -711,6 +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];
@@ -719,12 +865,18 @@ namespace {
 
     if (UseLogFile)
     {
-        UndoInfo u;
+        if (dbg_show_mean)
+            dbg_print_mean(LogFile);
+
+        if (dbg_show_hit_rate)
+            dbg_print_hit_rate(LogFile);
+
+        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;
     }
@@ -737,18 +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;
@@ -758,6 +917,9 @@ namespace {
         // are used to sort the root moves at the next iteration.
         nodes = nodes_searched();
 
+        // Reset beta cut-off counters
+        BetaCounter.clear();
+
         // Pick the next root move, and print the move and the move number to
         // the standard output.
         move = ss[0].currentMove = rml.get_move(i);
@@ -766,24 +928,25 @@ namespace {
                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::endl;
 
         // Decide search depth for this move
-        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false);
+        bool 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;
-        } 
+        }
         else
         {
             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
@@ -798,7 +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
@@ -812,9 +975,14 @@ namespace {
         // sort the root moves at the next iteration.
         rml.set_move_nodes(i, nodes_searched() - nodes);
 
+        // Remember the beta-cutoff statistics
+        int64_t our, their;
+        BetaCounter.read(pos.side_to_move(), our, their);
+        rml.set_beta_counters(i, our, their);
+
         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
         {
@@ -850,11 +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
@@ -877,10 +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;
   }
 
 
@@ -894,36 +1074,35 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
+    if (depth < OnePly)
+        return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    Value oldAlpha = alpha;
+    init_node(ss, ply, threadID);
 
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, alpha, beta, Depth(0), ply, threadID);
-
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
+    EvalInfo ei;
+
     if (ply >= PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
 
     // Mate distance pruning
+    Value oldAlpha = alpha;
     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
     if (alpha >= beta)
         return alpha;
 
-    // Transposition table lookup.  At PV nodes, we don't use the TT for
+    // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
     // pruning, but only for move ordering.
     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-
     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
     // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
@@ -934,16 +1113,16 @@ namespace {
     }
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
-    // to search all moves:
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply].mateKiller,
-                               ss[ply].killer1, ss[ply].killer2, depth);
+    // to search all moves
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, true, ttMove, ss[ply], depth);
 
     Move move, movesSearched[256];
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool mateThreat =   MateThreatExtension[1] > Depth(0)
-                     && pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool isCheck = pos.is_check();
+    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -953,23 +1132,20 @@ namespace {
     {
       assert(move_is_ok(move));
 
-      bool singleReply = (pos.is_check() && mp.number_of_moves() == 1);
+      bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      ss[ply].currentMoveCaptureValue = move_is_ep(move) ?
-        PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
-
       // Decide the new search depth
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat);
+      bool 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);
@@ -978,14 +1154,12 @@ namespace {
         // 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.
         if (    depth >= 2*OnePly
-            &&  ext == Depth(0)
             &&  moveCount >= LMRPVMoves
+            && !dangerous
             && !moveIsCapture
             && !move_promotion(move)
-            && !moveIsPassedPawnPush
             && !move_is_castle(move)
-            &&  move != ss[ply].killer1
-            &&  move != ss[ply].killer2)
+            && !move_is_killer(move, ss[ply]))
         {
             ss[ply].reduction = OnePly;
             value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
@@ -993,7 +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);
@@ -1013,7 +1187,7 @@ namespace {
           }
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1031,7 +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;
       }
 
@@ -1051,7 +1227,7 @@ namespace {
     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
     // no legal moves, it must be mate or stalemate:
     if (moveCount == 0)
-        return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
+        return (isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
@@ -1063,15 +1239,12 @@ namespace {
 
     else if (bestValue >= beta)
     {
+        BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
         Move m = ss[ply].pv[ply];
         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
         {
             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
-            if (m != ss[ply].killer1)
-            {
-                ss[ply].killer2 = ss[ply].killer1;
-                ss[ply].killer1 = m;
-            }
+            update_killers(m, ss[ply]);
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
@@ -1091,21 +1264,22 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
+    if (depth < OnePly)
+        return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
+    init_node(ss, ply, threadID);
+
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    if (depth < OnePly)
-        return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
+    EvalInfo ei;
+
     if (ply >= PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
 
@@ -1118,32 +1292,41 @@ namespace {
 
     // Transposition table lookup
     const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-
     Move ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
     {
-        ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE ?
+        ss[ply].currentMove = ttMove; // can be MOVE_NONE
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
     }
 
     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
     bool mateThreat = false;
+    bool isCheck = pos.is_check();
 
     // Null move search
     if (    allowNullmove
-        && !pos.is_check()
+        &&  depth > OnePly
+        && !isCheck
+        && !value_is_mate(beta)
         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
     {
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
-        UndoInfo u;
-        pos.do_null_move(u);
-        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-4*OnePly, ply+1, false, threadID);
-        pos.undo_null_move(u);
+        StateInfo st;
+        pos.do_null_move(st);
+        int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
 
-        if (nullValue >= beta)
+        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
+
+        pos.undo_null_move();
+
+        if (value_is_mate(nullValue))
+        {
+            /* Do not return unproven mates */
+        }
+        else if (nullValue >= beta)
         {
             if (depth < 6 * OnePly)
                 return beta;
@@ -1154,9 +1337,9 @@ namespace {
                 return beta;
         } else {
             // The null move failed low, which means that we may be faced with
-            // some kind of threat.  If the previous move was reduced, check if
+            // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
-            // move which was reduced.  If a connection is found, return a fail
+            // 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))
@@ -1170,11 +1353,17 @@ namespace {
         }
     }
     // Null move search not allowed, try razoring
-    else if (  (approximateEval < beta - RazorMargin && depth < RazorDepth)
-             ||(approximateEval < beta - PawnValueMidgame && depth <= OnePly))
+    else if (   !value_is_mate(beta)
+             && approximateEval < beta - RazorMargin
+             && 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)
+        if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
+            || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
+            || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
             return v;
     }
 
@@ -1188,15 +1377,13 @@ namespace {
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search all moves:
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply].mateKiller,
-                               ss[ply].killer1, ss[ply].killer2, depth);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, ttMove, ss[ply], depth);
 
     Move move, movesSearched[256];
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
     Value futilityValue = VALUE_NONE;
-    bool isCheck = pos.is_check();
     bool useFutilityPruning =   UseFutilityPruning
                              && depth < SelectiveDepth
                              && !isCheck;
@@ -1212,30 +1399,32 @@ namespace {
       bool singleReply = (isCheck && mp.number_of_moves() == 1);
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Futility pruning
       if (    useFutilityPruning
-          &&  ext == Depth(0)
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move))
       {
+          // History pruning. See ok_to_prune() definition
           if (   moveCount >= 2 + int(depth)
               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth))
               continue;
 
-          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)
               {
@@ -1247,20 +1436,18 @@ 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.
-      if (   depth >= 2*OnePly
-          && ext == Depth(0)
-          && moveCount >= LMRNonPVMoves
+      if (    depth >= 2*OnePly
+          &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
           && !move_promotion(move)
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[ply].killer1
-          &&  move != ss[ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[ply]))
       {
           ss[ply].reduction = OnePly;
           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
@@ -1273,7 +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);
 
@@ -1302,7 +1489,7 @@ namespace {
     }
 
     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
-    // no legal moves, it must be mate or stalemate:
+    // no legal moves, it must be mate or stalemate.
     if (moveCount == 0)
         return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
@@ -1315,18 +1502,18 @@ namespace {
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_UPPER);
     else
     {
+        BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
         Move m = ss[ply].pv[ply];
         if (ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
         {
             update_history(pos, m, depth, movesSearched, moveCount);
-            if (m != ss[ply].killer1)
-            {
-                ss[ply].killer2 = ss[ply].killer1;
-                ss[ply].killer1 = m;
-            }
+            update_killers(m, ss[ply]);
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
+
+    assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
+
     return bestValue;
   }
 
@@ -1344,35 +1531,66 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    EvalInfo ei;
-
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
+    init_node(ss, ply, threadID);
+
+    // After init_node() that calls poll()
     if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
-    init_node(pos, ss, ply, threadID);
-
     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();
+    ei.futilityMargin = Value(0); // Manually initialize futilityMargin
 
-    // Evaluate the position statically:
-    Value staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
+    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 staticValue;
+        return evaluate(pos, ei, threadID);
 
     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
     // at least beta.
-    Value bestValue = (pos.is_check() ? -VALUE_INFINITE : staticValue);
+    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;
@@ -1380,12 +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.
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, false, MOVE_NONE, MOVE_NONE, MOVE_NONE,
-                               MOVE_NONE, depth);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
     Move move;
     int moveCount = 0;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool isCheck = pos.is_check();
+    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.
@@ -1394,25 +1612,23 @@ namespace {
     {
       assert(move_is_ok(move));
 
-      bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, dcCandidates);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
-
       moveCount++;
       ss[ply].currentMove = move;
 
       // Futility pruning
       if (    UseQSearchFutilityPruning
+          &&  enoughMaterial
           && !isCheck
-          && !moveIsCheck
+          && !pvNode
           && !move_promotion(move)
-          && !moveIsPassedPawnPush
-          &&  beta - alpha == 1
-          &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame)
+          && !pos.move_is_check(move, dcCandidates)
+          && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
       {
           Value futilityValue = staticValue
                               + Max(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move)),
                                     pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)))
-                              + FutilityMargin0
+                              + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : Value(0))
+                              + FutilityMarginQS
                               + ei.futilityMargin;
 
           if (futilityValue < alpha)
@@ -1423,7 +1639,7 @@ namespace {
           }
       }
 
-      // Don't search captures and checks with negative SEE values.
+      // Don't search captures and checks with negative SEE values
       if (   !isCheck
           && !move_promotion(move)
           && (pos.midgame_value_of_piece_on(move_from(move)) >
@@ -1432,10 +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);
 
@@ -1459,8 +1675,22 @@ 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;
+    if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
+    {
+        // Wrong to update history when depth is <= 0
+        update_killers(m, ss[ply]);
+    }
     return bestValue;
   }
 
@@ -1495,7 +1725,6 @@ namespace {
 
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
@@ -1504,33 +1733,31 @@ namespace {
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth.
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false);
+      bool dangerous;
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Prune?
       if (    useFutilityPruning
-          &&  ext == Depth(0)
+          && !dangerous
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           &&  moveCount >= 2 + int(sp->depth)
           &&  ok_to_prune(pos, move, ss[sp->ply].threatMove, sp->depth))
         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.
-      if (    ext == Depth(0)
+      if (   !dangerous
           &&  moveCount >= LMRNonPVMoves
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[sp->ply].killer1
-          &&  move != ss[sp->ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
           value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
@@ -1543,7 +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);
 
@@ -1608,13 +1835,9 @@ namespace {
     {
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, sp->dcCandidates);
       bool moveIsCapture = pos.move_is_capture(move);
-      bool moveIsPassedPawnPush = pos.move_is_passed_pawn_push(move);
 
       assert(move_is_ok(move));
 
-      ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = move_is_ep(move)?
-        PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
-
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
       lock_release(&(sp->lock));
@@ -1622,23 +1845,22 @@ namespace {
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
       // Decide the new search depth.
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false);
+      bool 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.
-      if (    ext == Depth(0)
+      if (   !dangerous
           &&  moveCount >= LMRPVMoves
           && !moveIsCapture
-          && !moveIsPassedPawnPush
           && !move_promotion(move)
           && !move_is_castle(move)
-          &&  move != ss[sp->ply].killer1
-          &&  move != ss[sp->ply].killer2)
+          && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
           ss[sp->ply].reduction = OnePly;
           value = -search(pos, ss, -sp->alpha, newDepth - OnePly, sp->ply+1, true, threadID);
@@ -1665,7 +1887,7 @@ namespace {
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1695,8 +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));
@@ -1705,7 +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])
@@ -1717,6 +1941,32 @@ namespace {
     lock_release(&(sp->lock));
   }
 
+  /// The BetaCounterType class
+
+  BetaCounterType::BetaCounterType() { clear(); }
+
+  void BetaCounterType::clear() {
+
+    for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+        hits[i][WHITE] = hits[i][BLACK] = 0ULL;
+  }
+
+  void BetaCounterType::add(Color us, Depth d, int threadID) {
+
+    // Weighted count based on depth
+    hits[threadID][us] += int(d);
+  }
+
+  void BetaCounterType::read(Color us, int64_t& our, int64_t& their) {
+
+    our = their = 0UL;
+    for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
+    {
+        our += hits[i][us];
+        their += hits[i][opposite_color(us)];
+    }
+  }
+
 
   /// The RootMove class
 
@@ -1736,7 +1986,7 @@ namespace {
     if (score != m.score)
         return (score < m.score);
 
-    return nodes <= m.nodes;
+    return theirBeta <= m.theirBeta;
   }
 
   /// The RootMoveList class
@@ -1762,15 +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++;
@@ -1799,6 +2049,11 @@ namespace {
     moves[moveNum].cumulativeNodes += nodes;
   }
 
+  inline void RootMoveList::set_beta_counters(int moveNum, int64_t our, int64_t their) {
+    moves[moveNum].ourBeta = our;
+    moves[moveNum].theirBeta = their;
+  }
+
   void RootMoveList::set_move_pv(int moveNum, const Move pv[]) {
     int j;
     for(j = 0; pv[j] != MOVE_NONE; j++)
@@ -1867,30 +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[]) {
-    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].mateKiller = MOVE_NONE;
-      ss[i].killer1 = MOVE_NONE;
-      ss[i].killer2 = MOVE_NONE;
-      ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
-      ss[i].reduction = Depth(0);
-    }
-  }
-
-
   // 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);
 
@@ -1904,12 +2142,8 @@ namespace {
       }
     }
 
-    ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].killer1 = ss[ply+2].killer2 = MOVE_NONE;
-    ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply].reduction = Depth(0);
-    ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
+    ss[ply].init(ply);
+    ss[ply+2].initKillers();
 
     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
       print_current_line(ss, ply, threadID);
@@ -1980,7 +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:
@@ -2012,14 +2246,46 @@ namespace {
   }
 
 
+  // 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);
+  }
+
+
+  // move_is_killer() checks if the given move is among the
+  // killer moves of that ply.
+
+  bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss) {
+
+      const Move* k = ss.killers;
+      for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++, k++)
+          if (*k == m)
+              return true;
+
+      return false;
+  }
+
+
   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
   // or with extended depth.  Certain classes of moves (checking moves, in
-  // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves.
+  // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
+  // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
+  // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
+  // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
+
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
+                  bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
 
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode,
-                  bool check, bool singleReply, bool mateThreat) {
+    assert(m != MOVE_NONE);
 
     Depth result = Depth(0);
+    *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
 
     if (check)
         result += CheckExtension[pvNode];
@@ -2027,26 +2293,42 @@ namespace {
     if (singleReply)
         result += SingleReplyExtension[pvNode];
 
-    if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
-        result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
-
-    if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
-        result += PassedPawnExtension[pvNode];
-
     if (mateThreat)
         result += MateThreatExtension[pvNode];
 
-    if (   pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) >= RookValueMidgame\r
-        && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)\r
-            - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == Value(0))\r
-        && !move_promotion(m))
+    if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
+    {
+        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 (   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))
+        && !move_promotion(m)
+        && !move_is_ep(m))
+    {
         result += PawnEndgameExtension[pvNode];
-    
+        *dangerous = true;
+    }
+
     if (   pvNode
-        && pos.move_is_capture(m)
+        && capture
         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
         && pos.see(m) >= 0)
+    {
         result += OnePly/2;
+        *dangerous = true;
+    }
 
     return Min(result, OnePly);
   }
@@ -2088,31 +2370,35 @@ namespace {
     tto = move_to(threat);
 
     // Case 1: Castling moves are never pruned.
-    if(move_is_castle(m))
-      return false;
+    if (move_is_castle(m))
+        return false;
 
     // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
-    if(!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
-      return false;
+    if (!PruneEscapeMoves && threat != MOVE_NONE && mfrom == tto)
+        return false;
 
     // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
-    if(!PruneDefendingMoves && threat != MOVE_NONE
-       && (piece_value_midgame(pos.piece_on(tfrom))
-           >= piece_value_midgame(pos.piece_on(tto)))
-       && pos.move_attacks_square(m, tto))
+    if (   !PruneDefendingMoves
+        && threat != MOVE_NONE
+        && pos.move_is_capture(threat)
+        && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
+            || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
+        && pos.move_attacks_square(m, tto))
       return false;
 
     // Case 4: Don't prune moves with good history.
-    if(!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
-      return false;
+    if (!H.ok_to_prune(pos.piece_on(move_from(m)), m, d))
+        return false;
 
     // Case 5: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
     // prune safe moves which block its ray.
-    if(!PruneBlockingMoves && threat != MOVE_NONE
-       && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
-       && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto) && pos.see(m) >= 0)
-      return false;
+    if (  !PruneBlockingMoves
+        && threat != MOVE_NONE
+        && piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
+        && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
+        && pos.see(m) >= 0)
+            return false;
 
     return true;
   }
@@ -2135,13 +2421,11 @@ namespace {
 
 
   // ok_to_history() returns true if a move m can be stored
-  // in history. Should be a non capturing move.
+  // in history. Should be a non capturing move nor a promotion.
 
   bool ok_to_history(const Position& pos, Move m) {
 
-    return    pos.square_is_empty(move_to(m))
-          && !move_promotion(m)
-          && !move_is_ep(m);
+    return !pos.move_is_capture(m) && !move_promotion(m);
   }
 
 
@@ -2154,8 +2438,26 @@ namespace {
     H.success(pos.piece_on(move_from(m)), m, depth);
 
     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
-        if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]) && m != movesSearched[i])
+    {
+        assert(m != movesSearched[i]);
+        if (ok_to_history(pos, movesSearched[i]))
             H.failure(pos.piece_on(move_from(movesSearched[i])), movesSearched[i]);
+    }
+  }
+
+
+  // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
+  // among the killer moves of that ply.
+
+  void update_killers(Move m, SearchStack& ss) {
+
+    if (m == ss.killers[0])
+        return;
+
+    for (int i = KILLER_MAX - 1; i > 0; i--)
+        ss.killers[i] = ss.killers[i - 1];
+
+    ss.killers[0] = m;
   }
 
   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
@@ -2247,11 +2549,11 @@ namespace {
         return;
 
     bool overTime =     t > AbsoluteMaxSearchTime
-                     || (RootMoveNumber == 1 && t > MaxSearchTime + ExtraSearchTime)
-                     || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
-                         && t > 10*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
+                     || (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;
@@ -2265,12 +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;
   }
@@ -2473,9 +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);