]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Time management simplification
[stockfish] / src / search.cpp
index e20eed9fe1f2da39cacebcc70347d520b2bc54e9..763a6ac31194a8ae8b8a6e92bbbf0700894373a7 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -60,8 +61,8 @@ using namespace Search;
 
 namespace {
 
-  // Different node types, used as template parameter
-  enum NodeType { Root, PV, NonPV };
+  // Different node types, used as template parameter
+  enum NodeType { NonPV, PV };
 
   // Razoring and futility margin based on depth
   const int razor_margin[4] = { 483, 570, 603, 554 };
@@ -75,7 +76,7 @@ namespace {
     return Reductions[PvNode][i][std::min(d, 63 * ONE_PLY)][std::min(mn, 63)];
   }
 
-  // Skill struct is used to implement strength limiting
+  // Skill structure is used to implement strength limit
   struct Skill {
     Skill(int l) : level(l) {}
     bool enabled() const { return level < 20; }
@@ -87,8 +88,8 @@ namespace {
     Move best = MOVE_NONE;
   };
 
-  // EasyMoveManager struct is used to detect a so called 'easy move'; when PV is
-  // stable across multiple search iterations we can fast return the best move.
+  // EasyMoveManager structure is used to detect an 'easy move'. When the PV is
+  // stable across multiple search iterations, we can quickly return the best move.
   struct EasyMoveManager {
 
     void clear() {
@@ -105,7 +106,7 @@ namespace {
 
       assert(newPv.size() >= 3);
 
-      // Keep track of how many times in a row 3rd ply remains stable
+      // Keep track of how many times in a row the 3rd ply remains stable
       stableCnt = (newPv[2] == pv[2]) ? stableCnt + 1 : 0;
 
       if (!std::equal(newPv.begin(), newPv.begin() + 3, pv))
@@ -127,9 +128,8 @@ namespace {
   };
 
   EasyMoveManager EasyMove;
-  double BestMoveChanges;
   Value DrawValue[COLOR_NB];
-  CounterMovesHistoryStats CounterMovesHistory;
+  CounterMoveHistoryStats CounterMoveHistory;
 
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
@@ -141,6 +141,7 @@ namespace {
   Value value_from_tt(Value v, int ply);
   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Depth depth, Move* quiets, int quietsCnt);
+  void check_time();
 
 } // namespace
 
@@ -174,23 +175,25 @@ void Search::init() {
 }
 
 
-/// Search::reset() clears all search memory, to obtain reproducible search results
+/// Search::clear() resets search state to zero, to obtain reproducible results
 
-void Search::reset () {
+void Search::clear() {
 
   TT.clear();
-  CounterMovesHistory.clear();
+  CounterMoveHistory.clear();
 
   for (Thread* th : Threads)
   {
       th->history.clear();
       th->counterMoves.clear();
   }
+
+  Threads.main()->previousScore = VALUE_INFINITE;
 }
 
 
 /// Search::perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes
-/// up to the given depth are generated and counted and the sum returned.
+/// up to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
 template<bool Root>
 uint64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
 
@@ -216,14 +219,13 @@ uint64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
   return nodes;
 }
 
-template uint64_t Search::perft<true>(Position& pos, Depth depth);
+template uint64_t Search::perft<true>(Position&, Depth);
 
 
-/// MainThread::think() is called by the main thread when the program receives
-/// the UCI 'go' command. It searches from root position and at the end prints
-/// the "bestmove" to output.
+/// MainThread::search() is called by the main thread when the program receives
+/// the UCI 'go' command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
 
-void MainThread::think() {
+void MainThread::search() {
 
   Color us = rootPos.side_to_move();
   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
@@ -254,11 +256,12 @@ void MainThread::think() {
   }
   else
   {
-      if (TB::Cardinality >=  rootPos.count<ALL_PIECES>(WHITE)
-                            + rootPos.count<ALL_PIECES>(BLACK))
+      if (    TB::Cardinality >=  rootPos.count<ALL_PIECES>(WHITE)
+                                + rootPos.count<ALL_PIECES>(BLACK)
+          && !rootPos.can_castle(ANY_CASTLING))
       {
-          // If the current root position is in the tablebases then RootMoves
-          // contains only moves that preserve the draw or win.
+          // If the current root position is in the tablebases, then RootMoves
+          // contains only moves that preserve the draw or the win.
           TB::RootInTB = Tablebases::root_probe(rootPos, rootMoves, TB::Score);
 
           if (TB::RootInTB)
@@ -266,7 +269,7 @@ void MainThread::think() {
 
           else // If DTZ tables are missing, use WDL tables as a fallback
           {
-              // Filter out moves that do not preserve a draw or win
+              // Filter out moves that do not preserve the draw or the win.
               TB::RootInTB = Tablebases::root_probe_wdl(rootPos, rootMoves, TB::Score);
 
               // Only probe during search if winning
@@ -289,32 +292,19 @@ void MainThread::think() {
       {
           th->maxPly = 0;
           th->rootDepth = DEPTH_ZERO;
-          th->searching = true;
           if (th != this)
           {
               th->rootPos = Position(rootPos, th);
               th->rootMoves = rootMoves;
-              th->notify_one(); // Wake up the thread and start searching
+              th->start_searching();
           }
       }
 
-      Threads.timer->run = true;
-      Threads.timer->notify_one(); // Start the recurring timer
-
-      search(true); // Let's start searching!
-
-      // Stop the threads and the timer
-      Signals.stop = true;
-      Threads.timer->run = false;
-
-      // Wait until all threads have finished
-      for (Thread* th : Threads)
-          if (th != this)
-              th->wait_while(th->searching);
+      Thread::search(); // Let's start searching!
   }
 
   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
-  // the available ones before to exit.
+  // the available ones before exiting.
   if (Limits.npmsec)
       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
 
@@ -329,35 +319,91 @@ void MainThread::think() {
       wait(Signals.stop);
   }
 
-  sync_cout << "bestmove " << UCI::move(rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
+  // Stop the threads if not already stopped
+  Signals.stop = true;
 
-  if (rootMoves[0].pv.size() > 1 || rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
-      std::cout << " ponder " << UCI::move(rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
+  // Wait until all threads have finished
+  for (Thread* th : Threads)
+      if (th != this)
+          th->wait_for_search_finished();
+
+  // Check if there are threads with a better score than main thread
+  Thread* bestThread = this;
+  if (   !this->easyMovePlayed
+      &&  Options["MultiPV"] == 1
+      && !Skill(Options["Skill Level"]).enabled())
+  {
+      for (Thread* th : Threads)
+          if (   th->completedDepth > bestThread->completedDepth
+              && th->rootMoves[0].score > bestThread->rootMoves[0].score)
+              bestThread = th;
+  }
+
+  previousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
+
+  // Send new PV when needed
+  if (bestThread != this)
+      sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
+
+  sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
+
+  if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
+      std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
 
   std::cout << sync_endl;
 }
 
+const int halfDensityMap[][9] =
+{
+    {2, 0, 1},
+    {2, 1, 0},
+
+    {4, 0, 0, 1, 1},
+    {4, 0, 1, 1, 0},
+    {4, 1, 1, 0, 0},
+    {4, 1, 0, 0, 1},
+
+    {6, 0, 0, 0, 1, 1, 1},
+    {6, 0, 0, 1, 1, 1, 0},
+    {6, 0, 1, 1, 1, 0, 0},
+    {6, 1, 1, 1, 0, 0, 0},
+    {6, 1, 1, 0, 0, 0, 1},
+    {6, 1, 0, 0, 0, 1, 1},
+
+    {8, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1},
+    {8, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0},
+    {8, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0 ,0},
+    {8, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0 ,0},
+    {8, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0 ,0},
+    {8, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0 ,1},
+    {8, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1 ,1},
+    {8, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1 ,1},
+};
+
 
 // Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
 // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
-// consumed, user stops the search, or the maximum search depth is reached.
+// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
 
-void Thread::search(bool isMainThread) {
+void Thread::search() {
 
-  Stack* ss = stack + 2; // To allow referencing (ss-2) and (ss+2)
+  Stack stack[MAX_PLY+4], *ss = stack+2; // To allow referencing (ss-2) and (ss+2)
   Value bestValue, alpha, beta, delta;
   Move easyMove = MOVE_NONE;
+  MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
 
   std::memset(ss-2, 0, 5 * sizeof(Stack));
 
   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
   beta = VALUE_INFINITE;
+  completedDepth = DEPTH_ZERO;
 
-  if (isMainThread)
+  if (mainThread)
   {
       easyMove = EasyMove.get(rootPos.key());
       EasyMove.clear();
-      BestMoveChanges = 0;
+      mainThread->easyMovePlayed = mainThread->failedLow = false;
+      mainThread->bestMoveChanges = 0;
       TT.new_search();
   }
 
@@ -371,16 +417,21 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
 
   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
 
-  // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
+  // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached.
   while (++rootDepth < DEPTH_MAX && !Signals.stop && (!Limits.depth || rootDepth <= Limits.depth))
   {
-      // Set up the new depth for the helper threads
-      if (!isMainThread)
-          rootDepth = Threads.main()->rootDepth + Depth(int(2.2 * log(1 + this->idx)));
+      // Set up the new depths for the helper threads skipping on average every
+      // 2nd ply (using a half-density matrix).
+      if (!mainThread)
+      {
+          int row = (idx - 1) % 20;
+          if (halfDensityMap[row][(rootDepth + rootPos.game_ply()) % halfDensityMap[row][0] + 1])
+             continue;
+      }
 
       // Age out PV variability metric
-      if (isMainThread)
-          BestMoveChanges *= 0.5;
+      if (mainThread)
+          mainThread->bestMoveChanges *= 0.505, mainThread->failedLow = false;
 
       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
@@ -403,7 +454,7 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
           // high/low anymore.
           while (true)
           {
-              bestValue = ::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, rootDepth, false);
+              bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, rootDepth, false);
 
               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
               // is done with a stable algorithm because all the values but the
@@ -413,20 +464,20 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
               // search the already searched PV lines are preserved.
               std::stable_sort(rootMoves.begin() + PVIdx, rootMoves.end());
 
-              // Write PV back to transposition table in case the relevant
+              // Write PV back to the transposition table in case the relevant
               // entries have been overwritten during the search.
               for (size_t i = 0; i <= PVIdx; ++i)
                   rootMoves[i].insert_pv_in_tt(rootPos);
 
-              // If search has been stopped break immediately. Sorting and
+              // If search has been stopped, break immediately. Sorting and
               // writing PV back to TT is safe because RootMoves is still
-              // valid, although it refers to previous iteration.
+              // valid, although it refers to the previous iteration.
               if (Signals.stop)
                   break;
 
               // When failing high/low give some update (without cluttering
               // the UI) before a re-search.
-              if (   isMainThread
+              if (   mainThread
                   && multiPV == 1
                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
                   && Time.elapsed() > 3000)
@@ -439,9 +490,9 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
                   beta = (alpha + beta) / 2;
                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
 
-                  if (isMainThread)
+                  if (mainThread)
                   {
-                      Signals.failedLowAtRoot = true;
+                      mainThread->failedLow = true;
                       Signals.stopOnPonderhit = false;
                   }
               }
@@ -461,7 +512,7 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
           std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.begin() + PVIdx + 1);
 
-          if (!isMainThread)
+          if (!mainThread)
               break;
 
           if (Signals.stop)
@@ -472,7 +523,10 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
       }
 
-      if (!isMainThread)
+      if (!Signals.stop)
+          completedDepth = rootDepth;
+
+      if (!mainThread)
           continue;
 
       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
@@ -490,18 +544,22 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
       {
           if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit)
           {
-              // Take some extra time if the best move has changed
-              if (rootDepth > 4 * ONE_PLY && multiPV == 1)
-                  Time.pv_instability(BestMoveChanges);
-
-              // Stop the search if only one legal move is available or all
-              // of the available time has been used or we matched an easyMove
+              // Stop the search if only one legal move is available, or if all
+              // of the available time has been used, or if we matched an easyMove
               // from the previous search and just did a fast verification.
+              const bool F[] = { !mainThread->failedLow,
+                                 bestValue >= mainThread->previousScore };
+
+              int improvingFactor = 640 - 160*F[0] - 126*F[1] - 124*F[0]*F[1];
+              double unstablePvFactor = 1 + mainThread->bestMoveChanges;
+
+              bool doEasyMove =   rootMoves[0].pv[0] == easyMove
+                               && mainThread->bestMoveChanges < 0.03
+                               && Time.elapsed() > Time.optimum() * 25 / 204;
+
               if (   rootMoves.size() == 1
-                  || Time.elapsed() > Time.available()
-                  || (   rootMoves[0].pv[0] == easyMove
-                      && BestMoveChanges < 0.03
-                      && Time.elapsed() > Time.available() / 10))
+                  || Time.elapsed() > Time.optimum() * unstablePvFactor * improvingFactor / 634
+                  || (mainThread->easyMovePlayed = doEasyMove))
               {
                   // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
                   // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
@@ -519,15 +577,12 @@ void Thread::search(bool isMainThread) {
       }
   }
 
-  searching = false;
-  notify_one(); // Wake up main thread if is sleeping waiting for us
-
-  if (!isMainThread)
+  if (!mainThread)
       return;
 
   // Clear any candidate easy move that wasn't stable for the last search
   // iterations; the second condition prevents consecutive fast moves.
-  if (EasyMove.stableCnt < 6 || Time.elapsed() < Time.available())
+  if (EasyMove.stableCnt < 6 || mainThread->easyMovePlayed)
       EasyMove.clear();
 
   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
@@ -544,12 +599,12 @@ namespace {
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
 
-    const bool RootNode = NT == Root;
-    const bool PvNode   = NT == PV || NT == Root;
+    const bool PvNode = NT == PV;
+    const bool rootNode = PvNode && (ss-1)->ply == 0;
 
     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
-    assert(depth > DEPTH_ZERO);
+    assert(DEPTH_ZERO < depth && depth < DEPTH_MAX);
 
     Move pv[MAX_PLY+1], quietsSearched[64];
     StateInfo st;
@@ -569,15 +624,29 @@ namespace {
     bestValue = -VALUE_INFINITE;
     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
 
+    // Check for the available remaining time
+    if (thisThread->resetCalls.load(std::memory_order_relaxed))
+    {
+        thisThread->resetCalls = false;
+        thisThread->callsCnt = 0;
+    }
+    if (++thisThread->callsCnt > 4096)
+    {
+        for (Thread* th : Threads)
+            th->resetCalls = true;
+
+        check_time();
+    }
+
     // Used to send selDepth info to GUI
     if (PvNode && thisThread->maxPly < ss->ply)
         thisThread->maxPly = ss->ply;
 
-    if (!RootNode)
+    if (!rootNode)
     {
         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
         if (Signals.stop.load(std::memory_order_relaxed) || pos.is_draw() || ss->ply >= MAX_PLY)
-            return ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck ? evaluate(pos) 
+            return ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck ? evaluate(pos)
                                                   : DrawValue[pos.side_to_move()];
 
         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
@@ -594,8 +663,8 @@ namespace {
 
     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
 
-    ss->currentMove = ss->ttMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    (ss+1)->skipEarlyPruning = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
+    ss->currentMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
+    (ss+1)->skipEarlyPruning = false;
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
 
     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
@@ -605,8 +674,8 @@ namespace {
     posKey = excludedMove ? pos.exclusion_key() : pos.key();
     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
-    ss->ttMove = ttMove =  RootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->PVIdx].pv[0]
-                         : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->PVIdx].pv[0]
+            : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
 
     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
     if (  !PvNode
@@ -626,13 +695,14 @@ namespace {
     }
 
     // Step 4a. Tablebase probe
-    if (!RootNode && TB::Cardinality)
+    if (!rootNode && TB::Cardinality)
     {
         int piecesCnt = pos.count<ALL_PIECES>(WHITE) + pos.count<ALL_PIECES>(BLACK);
 
         if (    piecesCnt <= TB::Cardinality
             && (piecesCnt <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
-            &&  pos.rule50_count() == 0)
+            &&  pos.rule50_count() == 0
+            && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
         {
             int found, v = Tablebases::probe_wdl(pos, &found);
 
@@ -703,7 +773,7 @@ namespace {
     }
 
     // Step 7. Futility pruning: child node (skipped when in check)
-    if (   !RootNode
+    if (   !rootNode
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN  // Do not return unproven wins
@@ -787,7 +857,7 @@ namespace {
     {
         Depth d = depth - 2 * ONE_PLY - (PvNode ? DEPTH_ZERO : depth / 4);
         ss->skipEarlyPruning = true;
-        search<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta, d, true);
+        search<NT>(pos, ss, alpha, beta, d, true);
         ss->skipEarlyPruning = false;
 
         tte = TT.probe(posKey, ttHit);
@@ -798,7 +868,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
     Move cm = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
-    const CounterMovesStats& cmh = CounterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+    const CounterMoveStats& cmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 
     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, thisThread->history, cmh, cm, ss);
     CheckInfo ci(pos);
@@ -807,7 +877,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
                || ss->staticEval == VALUE_NONE
                ||(ss-2)->staticEval == VALUE_NONE;
 
-    singularExtensionNode =   !RootNode
+    singularExtensionNode =   !rootNode
                            &&  depth >= 8 * ONE_PLY
                            &&  ttMove != MOVE_NONE
                        /*  &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
@@ -828,21 +898,16 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
       // mode we also skip PV moves which have been already searched.
-      if (RootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->PVIdx,
+      if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->PVIdx,
                                   thisThread->rootMoves.end(), move))
           continue;
 
       ss->moveCount = ++moveCount;
 
-      if (RootNode && thisThread == Threads.main())
-      {
-          Signals.firstRootMove = moveCount == 1;
-
-          if (Time.elapsed() > 3000)
-              sync_cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
-                        << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
-                        << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->PVIdx << sync_endl;
-      }
+      if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
+          sync_cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
+                    << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
+                    << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->PVIdx << sync_endl;
 
       if (PvNode)
           (ss+1)->pv = nullptr;
@@ -883,7 +948,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       newDepth = depth - ONE_PLY + extension;
 
       // Step 13. Pruning at shallow depth
-      if (   !RootNode
+      if (   !rootNode
           && !captureOrPromotion
           && !inCheck
           && !givesCheck
@@ -896,7 +961,8 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
               continue;
 
           // History based pruning
-          if (   depth <= 3 * ONE_PLY
+          if (   depth <= 4 * ONE_PLY
+              && move != ss->killers[0]
               && thisThread->history[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < VALUE_ZERO
               && cmh[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < VALUE_ZERO)
               continue;
@@ -924,7 +990,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
 
       // Check for legality just before making the move
-      if (!RootNode && !pos.legal(move, ci.pinned))
+      if (!rootNode && !pos.legal(move, ci.pinned))
       {
           ss->moveCount = --moveCount;
           continue;
@@ -939,41 +1005,41 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       // re-searched at full depth.
       if (    depth >= 3 * ONE_PLY
           &&  moveCount > 1
-          && !captureOrPromotion
-          &&  move != ss->killers[0]
-          &&  move != ss->killers[1])
+          && !captureOrPromotion)
       {
-          ss->reduction = reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
+          Depth r = reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
 
           // Increase reduction for cut nodes and moves with a bad history
           if (   (!PvNode && cutNode)
               || (   thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] < VALUE_ZERO
                   && cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] <= VALUE_ZERO))
-              ss->reduction += ONE_PLY;
-
-          // Decrease reduction for moves with a good history
-          if (   thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] > VALUE_ZERO
-              && cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] > VALUE_ZERO)
-              ss->reduction = std::max(DEPTH_ZERO, ss->reduction - ONE_PLY);
-
-          // Decrease reduction for moves that escape a capture
-          if (   ss->reduction
+              r += ONE_PLY;
+
+          // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history
+          int rHist = (  thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)]
+                       + cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)]) / 14980;
+          r = std::max(DEPTH_ZERO, r - rHist * ONE_PLY);
+
+          // Decrease reduction for moves that escape a capture. Filter out
+          // castling moves, because they are coded as "king captures rook" and
+          // hence break make_move(). Also use see() instead of see_sign(),
+          // because the destination square is empty.
+          if (   r
               && type_of(move) == NORMAL
               && type_of(pos.piece_on(to_sq(move))) != PAWN
               && pos.see(make_move(to_sq(move), from_sq(move))) < VALUE_ZERO)
-              ss->reduction = std::max(DEPTH_ZERO, ss->reduction - ONE_PLY);
+              r = std::max(DEPTH_ZERO, r - ONE_PLY);
 
-          Depth d = std::max(newDepth - ss->reduction, ONE_PLY);
+          Depth d = std::max(newDepth - r, ONE_PLY);
 
           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
 
-          doFullDepthSearch = (value > alpha && ss->reduction != DEPTH_ZERO);
-          ss->reduction = DEPTH_ZERO;
+          doFullDepthSearch = (value > alpha && r != DEPTH_ZERO);
       }
       else
           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
 
-      // Step 16. Full depth search, when LMR is skipped or fails high
+      // Step 16. Full depth search when LMR is skipped or fails high
       if (doFullDepthSearch)
           value = newDepth <   ONE_PLY ?
                             givesCheck ? -qsearch<NonPV,  true>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, DEPTH_ZERO)
@@ -982,8 +1048,8 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
-      // parent node fail low with value <= alpha and to try another move.
-      if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
+      // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
+      if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
       {
           (ss+1)->pv = pv;
           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
@@ -999,14 +1065,14 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      // Step 18. Check for new best move
+      // Step 18. Check for new best move
       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
       // updating best move, PV and TT.
       if (Signals.stop.load(std::memory_order_relaxed))
           return VALUE_ZERO;
 
-      if (RootNode)
+      if (rootNode)
       {
           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
@@ -1026,7 +1092,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
               // iteration. This information is used for time management: When
               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
               if (moveCount > 1 && thisThread == Threads.main())
-                  ++BestMoveChanges;
+                  ++static_cast<MainThread*>(thisThread)->bestMoveChanges;
           }
           else
               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this is
@@ -1050,7 +1116,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
               bestMove = move;
 
-              if (PvNode && !RootNode) // Update pv even in fail-high case
+              if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
 
               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
@@ -1067,7 +1133,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
           quietsSearched[quietCount++] = move;
     }
 
-    // Following condition would detect a stop only after move loop has been
+    // The following condition would detect a stop only after move loop has been
     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
     /*
@@ -1077,7 +1143,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     // Step 20. Check for mate and stalemate
     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
-    // must be mate or stalemate. If we are in a singular extension search then
+    // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
     // return a fail low score.
     if (!moveCount)
         bestValue = excludedMove ? alpha
@@ -1095,9 +1161,9 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
              && is_ok((ss - 1)->currentMove)
              && is_ok((ss - 2)->currentMove))
     {
-        Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY) + depth / ONE_PLY -1);
+        Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY) + depth / ONE_PLY - 1);
         Square prevPrevSq = to_sq((ss - 2)->currentMove);
-        CounterMovesStats& prevCmh = CounterMovesHistory[pos.piece_on(prevPrevSq)][prevPrevSq];
+        CounterMoveStats& prevCmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevPrevSq)][prevPrevSq];
         prevCmh.update(pos.piece_on(prevSq), prevSq, bonus);
     }
 
@@ -1121,7 +1187,6 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     const bool PvNode = NT == PV;
 
-    assert(NT == PV || NT == NonPV);
     assert(InCheck == !!pos.checkers());
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
@@ -1283,7 +1348,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      // Check for new best move
+      // Check for new best move
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
@@ -1359,8 +1424,8 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
   }
 
 
-  // update_stats() updates killers, history, countermove history and
-  // countermoves stats for a quiet best move.
+  // update_stats() updates killers, history, countermove and countermove
+  // history when a new quiet best move is found.
 
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move,
                     Depth depth, Move* quiets, int quietsCnt) {
@@ -1371,10 +1436,10 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
         ss->killers[0] = move;
     }
 
-    Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY) + depth / ONE_PLY -1);
+    Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY) + depth / ONE_PLY - 1);
 
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
-    CounterMovesStats& cmh = CounterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+    CounterMoveStats& cmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
     Thread* thisThread = pos.this_thread();
 
     thisThread->history.update(pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
@@ -1394,14 +1459,14 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
             cmh.update(pos.moved_piece(quiets[i]), to_sq(quiets[i]), -bonus);
     }
 
-    // Extra penalty for TT move in previous ply when it gets refuted
+    // Extra penalty for a quiet TT move in previous ply when it gets refuted
     if (   (ss-1)->moveCount == 1
         && !pos.captured_piece_type()
         && is_ok((ss-2)->currentMove))
     {
         Square prevPrevSq = to_sq((ss-2)->currentMove);
-        CounterMovesStats& prevCmh = CounterMovesHistory[pos.piece_on(prevPrevSq)][prevPrevSq];
-        prevCmh.update(pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus - 2 * ((depth + 1) / ONE_PLY));
+        CounterMoveStats& prevCmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevPrevSq)][prevPrevSq];
+        prevCmh.update(pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus - 2 * (depth + 1) / ONE_PLY);
     }
   }
 
@@ -1411,23 +1476,23 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
 
-    // PRNG sequence should be non-deterministic, so we seed it with the time at init
     const Search::RootMoveVector& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
-    static PRNG rng(now());
+    static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
 
     // RootMoves are already sorted by score in descending order
-    int variance = std::min(rootMoves[0].score - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
+    Value topScore = rootMoves[0].score;
+    int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
     int weakness = 120 - 2 * level;
     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
 
-    // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
-    // weakness. One deterministic and bigger for weaker levels, and one random,
-    // then we choose the move with the resulting highest score.
+    // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
+    // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
+    // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
     {
         // This is our magic formula
-        int push = (  weakness * int(rootMoves[0].score - rootMoves[i].score)
-                    + variance * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
+        int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
+                    + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
 
         if (rootMoves[i].score + push > maxScore)
         {
@@ -1435,9 +1500,37 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
             best = rootMoves[i].pv[0];
         }
     }
+
     return best;
   }
 
+
+  // check_time() is used to print debug info and, more importantly, to detect
+  // when we are out of available time and thus stop the search.
+
+  void check_time() {
+
+    static TimePoint lastInfoTime = now();
+
+    int elapsed = Time.elapsed();
+    TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
+
+    if (tick - lastInfoTime >= 1000)
+    {
+        lastInfoTime = tick;
+        dbg_print();
+    }
+
+    // An engine may not stop pondering until told so by the GUI
+    if (Limits.ponder)
+        return;
+
+    if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum() - 10)
+        || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
+        || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= Limits.nodes))
+            Signals.stop = true;
+  }
+
 } // namespace
 
 
@@ -1512,7 +1605,8 @@ void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
       TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
 
       if (!ttHit || tte->move() != m) // Don't overwrite correct entries
-          tte->save(pos.key(), VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, m, VALUE_NONE, TT.generation());
+          tte->save(pos.key(), VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE,
+                    m, VALUE_NONE, TT.generation());
 
       pos.do_move(m, *st++, pos.gives_check(m, CheckInfo(pos)));
   }
@@ -1522,10 +1616,10 @@ void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
 }
 
 
-/// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move before
-/// exiting the search, for instance in case we stop the search during a fail high at
-/// root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI, otherwise in case of
-/// 'ponder on' we have nothing to think on.
+/// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
+/// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
+/// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
+/// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
 
 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos)
 {
@@ -1547,40 +1641,3 @@ bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos)
 
     return false;
 }
-
-
-/// check_time() is called by the timer thread when the timer triggers. It is
-/// used to print debug info and, more importantly, to detect when we are out of
-/// available time and thus stop the search.
-
-void check_time() {
-
-  static TimePoint lastInfoTime = now();
-  int elapsed = Time.elapsed();
-
-  if (now() - lastInfoTime >= 1000)
-  {
-      lastInfoTime = now();
-      dbg_print();
-  }
-
-  // An engine may not stop pondering until told so by the GUI
-  if (Limits.ponder)
-      return;
-
-  if (Limits.use_time_management())
-  {
-      bool stillAtFirstMove =    Signals.firstRootMove
-                             && !Signals.failedLowAtRoot
-                             &&  elapsed > Time.available() * 3 / 4;
-
-      if (   stillAtFirstMove
-          || elapsed > Time.maximum() - 2 * TimerThread::Resolution)
-          Signals.stop = true;
-  }
-  else if (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
-      Signals.stop = true;
-
-  else if (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= Limits.nodes)
-          Signals.stop = true;
-}