]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Merge Joona Kiiski NULL search beta correction
[stockfish] / src / search.cpp
index 2fdc5ad11055828c71d6b88d543b5325fd60176f..be324c16edff44b08a7450edbd8d016cf65fe351 100644 (file)
@@ -47,6 +47,23 @@ namespace {
 
   /// Types
 
+  // 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 +77,7 @@ namespace {
     Value score;
     int64_t nodes, cumulativeNodes;
     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
+    int64_t ourBeta, theirBeta;
   };
 
 
@@ -74,6 +92,7 @@ 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;
@@ -107,16 +126,13 @@ namespace {
   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
 
   // Use null move driven internal iterative deepening?
-  bool UseNullDrivenIID = true;
+  bool UseNullDrivenIID = false;
 
   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
   const Value IIDMargin = Value(0x100);
 
-  // Use easy moves?
-  const bool UseEasyMove = true;
-
   // Easy move margin.  An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
@@ -136,6 +152,16 @@ namespace {
   // evaluation of the position is more than NullMoveMargin below beta.
   const Value NullMoveMargin = Value(0x300);
 
+  //Null move search refutes move when Nullvalue >= Beta - Delta. Index is depth
+  //in full plies. Last index is 9+.
+  const Value NullMoveDeltaMidgame[] =
+    { Value(-8), Value( 6), Value(-15), Value( 9), Value(21),
+      Value(34), Value(54), Value( 59), Value(61), Value(61) };
+
+  const Value NullMoveDeltaEndgame[] =
+    { Value( 6), Value( 0), Value(-13), Value(-9), Value(-35),
+      Value(12), Value(24), Value(  9), Value( 5), Value(  5) };
+
   // Pruning criterions.  See the code and comments in ok_to_prune() to
   // understand their precise meaning.
   const bool PruneEscapeMoves = false;
@@ -146,13 +172,14 @@ 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);
 
@@ -177,9 +204,10 @@ namespace {
   int NodesSincePoll;
   int NodesBetweenPolls = 30000;
 
-  // Iteration counter
+  // Iteration counters
   int Iteration;
   bool LastIterations;
+  BetaCounterType BetaCounter;
 
   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
@@ -241,14 +269,13 @@ namespace {
                 Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
-  void init_search_stack(SearchStack& ss);
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]);
   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
   bool connected_moves(const Position &pos, Move m1, Move m2);
+  bool value_is_mate(Value value);
   bool move_is_killer(Move m, const SearchStack& ss);
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
+  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check, bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous);
   bool ok_to_do_nullmove(const Position &pos);
   bool ok_to_prune(const Position &pos, Move m, Move threat, Depth d);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
@@ -271,9 +298,8 @@ 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)
@@ -306,6 +332,24 @@ History H;  // Should be made local?
 SearchStack EmptySearchStack;
 
 
+// SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
+// new search from the root.
+void SearchStack::init(int ply) {
+
+  pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
+  currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
+  reduction = Depth(0);
+  currentMoveCaptureValue = Value(0);
+}
+
+void SearchStack::initKillers() {
+
+  mateKiller = MOVE_NONE;
+  for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
+      killers[i] = MOVE_NONE;
+}
+
+
 ////
 //// Functions
 ////
@@ -397,9 +441,10 @@ 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"));
@@ -429,7 +474,6 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // Set thinking time:
   int myTime = time[side_to_move];
   int myIncrement = increment[side_to_move];
-  int oppTime = time[1 - side_to_move];
 
   if (!movesToGo) // Sudden death time control
   {
@@ -570,7 +614,8 @@ void init_threads() {
   }
 
   // Init also the empty search stack
-  init_search_stack(EmptySearchStack);
+  EmptySearchStack.init(0);
+  EmptySearchStack.initKillers();
 }
 
 
@@ -622,8 +667,11 @@ namespace {
     // Initialize
     TT.new_search();
     H.clear();
-    init_search_stack(ss);
-
+    for (int i = 0; i < 3; i++)
+    {
+        ss[i].init(i);
+        ss[i].initKillers();
+    }
     ValueByIteration[0] = Value(0);
     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
     Iteration = 1;
@@ -729,12 +777,18 @@ 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;
     }
@@ -758,7 +812,7 @@ namespace {
     {
         int64_t nodes;
         Move move;
-        UndoInfo u;
+        StateInfo st;
         Depth ext, newDepth;
 
         RootMoveNumber = i + 1;
@@ -768,6 +822,9 @@ 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);
@@ -777,11 +834,11 @@ namespace {
 
         // Decide search depth for this move
         bool dangerous;
-        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
+        ext = extension(pos, move, true, pos.move_is_capture(move), pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
 
         // Make the move, and search it
-        pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+        pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
         if (i < MultiPV)
         {
@@ -809,7 +866,7 @@ 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
@@ -823,6 +880,11 @@ 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)
@@ -905,16 +967,17 @@ namespace {
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
 
-    // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
-    // an instant draw, maximum ply reached, etc.
-    if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
-        return Value(0);
-
     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.
     init_node(pos, ss, ply, threadID);
 
+    // After init_node() that calls poll()
+    if (AbortSearch || thread_should_stop(threadID))
+        return Value(0);
+
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
@@ -950,8 +1013,9 @@ namespace {
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
+    Color us = pos.side_to_move();
     bool isCheck = pos.is_check();
-    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -968,20 +1032,19 @@ namespace {
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
       if (moveIsCapture)
-          ss[ply].currentMoveCaptureValue = pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
-      else if (move_is_ep(move))
-          ss[ply].currentMoveCaptureValue = PawnValueMidgame;
+          ss[ply].currentMoveCaptureValue =
+          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
       else
           ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
 
       // Decide the new search depth
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
@@ -1003,7 +1066,7 @@ 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);
@@ -1023,7 +1086,7 @@ namespace {
           }
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1041,7 +1104,9 @@ 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 <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
               Problem = true;
       }
 
@@ -1073,6 +1138,7 @@ 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
         {
@@ -1097,21 +1163,22 @@ 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(pos, 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);
 
@@ -1139,33 +1206,46 @@ namespace {
 
     // Null move search
     if (    allowNullmove
+        &&  depth > OnePly
         && !isCheck
+        && !value_is_mate(beta)
         &&  ok_to_do_nullmove(pos)
         &&  approximateEval >= beta - NullMoveMargin)
     {
+        //Calculate correct delta. Idea and tuning from Joona Kiiski.
+        ScaleFactor factor[2] = { SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL };
+        Phase phase = pos.game_phase();
+        int i = Min(depth / OnePly, 9);
+        Value delta = scale_by_game_phase(NullMoveDeltaMidgame[i], NullMoveDeltaEndgame[i], phase, factor);
+
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
-        UndoInfo u;
-        pos.do_null_move(u);
-        int R = (depth > 7 ? 4 : 3);
+        StateInfo st;
+        pos.do_null_move(st);
+        int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
 
-        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
+        Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-delta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
         // Check for a null capture artifact, if the value without the null capture
-        // is above beta then there is a good possibility that this is a cut-node.
-        // We will do an IID later to find a ttMove.
+        // is above beta then mark the node as a suspicious failed low. We will verify
+        // later if we are really under threat.
         if (   UseNullDrivenIID
             && nullValue < beta
             && depth > 6 * OnePly
+            &&!value_is_mate(nullValue)
             && ttMove == MOVE_NONE
             && ss[ply + 1].currentMove != MOVE_NONE
             && pos.move_is_capture(ss[ply + 1].currentMove)
             && pos.see(ss[ply + 1].currentMove) + nullValue >= beta)
             nullDrivenIID = true;
 
-        pos.undo_null_move(u);
+        pos.undo_null_move();
 
-        if (nullValue >= beta)
+        if (value_is_mate(nullValue))
+        {
+            /* Do not return unproven mates */
+        }
+        else if (nullValue >= beta - delta)
         {
             if (depth < 6 * OnePly)
                 return beta;
@@ -1194,11 +1274,17 @@ 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 < 3*OnePly && v < beta - RazorMargin)
+            || (depth < 2*OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
             return v;
     }
 
@@ -1213,7 +1299,9 @@ namespace {
     {
         // The null move failed low due to a suspicious capture. Perhaps we
         // are facing a null capture artifact due to the side to move change
-        // and this is a cut-node. So it's a good time to search for a ttMove.
+        // and this position should fail high. So do a normal search with a
+        // reduced depth to get a good ttMove to use in the following full
+        // depth search.
         Move tm = ss[ply].threatMove;
 
         assert(tm != MOVE_NONE);
@@ -1253,7 +1341,7 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Futility pruning
@@ -1262,15 +1350,18 @@ namespace {
           && !moveIsCapture
           && !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)
               {
@@ -1282,8 +1373,8 @@ namespace {
       }
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1306,7 +1397,7 @@ 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);
 
@@ -1348,6 +1439,7 @@ 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
         {
@@ -1373,15 +1465,14 @@ 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(pos, 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;
 
@@ -1391,14 +1482,16 @@ namespace {
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
 
     // Evaluate the position statically
-    Value staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
+    EvalInfo ei;
+    bool isCheck = pos.is_check();
+    Value staticValue = (isCheck ? -VALUE_INFINITE : 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)
         return bestValue;
@@ -1409,13 +1502,13 @@ 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, EmptySearchStack, depth, &ei);
+    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth, isCheck ? NULL : &ei);
     Move move;
     int moveCount = 0;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool isCheck = pos.is_check();
-    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
-    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1439,7 +1532,8 @@ namespace {
           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)
@@ -1459,10 +1553,10 @@ 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);
 
@@ -1538,7 +1632,7 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth.
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, false, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Prune?
@@ -1551,8 +1645,8 @@ namespace {
         continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1574,7 +1668,7 @@ 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);
 
@@ -1642,8 +1736,11 @@ namespace {
 
       assert(move_is_ok(move));
 
-      ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = move_is_ep(move)?
-        PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      if (moveIsCapture)
+          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue =
+          move_is_ep(move)? PawnValueMidgame : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(move));
+      else
+          ss[sp->ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
 
       lock_grab(&(sp->lock));
       int moveCount = ++sp->moves;
@@ -1653,12 +1750,12 @@ namespace {
 
       // Decide the new search depth.
       bool dangerous;
-      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
+      Depth ext = extension(pos, move, true, moveIsCapture, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1694,7 +1791,7 @@ namespace {
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1724,8 +1821,10 @@ 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 <= ValueByIteration[Iteration-1] - ProblemMargin)
             Problem = true;
       }
       lock_release(&(sp->lock));
@@ -1734,7 +1833,7 @@ 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])
@@ -1746,6 +1845,32 @@ 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
 
@@ -1765,7 +1890,7 @@ namespace {
     if (score != m.score)
         return (score < m.score);
 
-    return nodes <= m.nodes;
+    return theirBeta <= m.theirBeta;
   }
 
   /// The RootMoveList class
@@ -1791,15 +1916,15 @@ 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++;
@@ -1828,6 +1953,11 @@ 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++)
@@ -1896,34 +2026,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
-  // new search from the root.
-  void init_search_stack(SearchStack& ss) {
-
-    ss.pv[0] = MOVE_NONE;
-    ss.pv[1] = MOVE_NONE;
-    ss.currentMove = MOVE_NONE;
-    ss.threatMove = MOVE_NONE;
-    ss.reduction = Depth(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss.killers[j] = MOVE_NONE;
-  }
-
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
-
-    for (int i = 0; i < 3; i++)
-    {
-        ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
-        ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
-        ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].reduction = Depth(0);
-        for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-            ss[i].killers[j] = MOVE_NONE;
-    }
-  }
-
-
   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
   // stack object corresponding to the current node.  Once every
@@ -1943,13 +2045,9 @@ namespace {
         NodesSincePoll = 0;
       }
     }
-    ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
-    ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply].reduction = Depth(0);
-    ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss[ply+2].killers[j] = MOVE_NONE;
+
+    ss[ply].init(ply);
+    ss[ply+2].initKillers();
 
     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
       print_current_line(ss, ply, threadID);
@@ -2020,7 +2118,7 @@ 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:
@@ -2052,6 +2150,18 @@ 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.
 
@@ -2073,9 +2183,11 @@ namespace {
   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
 
-  Depth extension(const Position &pos, Move m, bool pvNode, bool check,
+  Depth extension(const Position& pos, Move m, bool pvNode, bool capture, bool check,
                   bool singleReply, bool mateThreat, bool* dangerous) {
 
+    assert(m != MOVE_NONE);
+
     Depth result = Depth(0);
     *dangerous = check || singleReply || mateThreat;
 
@@ -2088,28 +2200,33 @@ namespace {
     if (mateThreat)
         result += MateThreatExtension[pvNode];
 
-    if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
-    {
-        result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
-        *dangerous = true;
-    }
-    if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
+    if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
     {
-        result += PassedPawnExtension[pvNode];
-        *dangerous = true;
+        if (pos.move_is_pawn_push_to_7th(m))
+        {
+            result += PawnPushTo7thExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
+        if (pos.move_is_passed_pawn_push(m))
+        {
+            result += PassedPawnExtension[pvNode];
+            *dangerous = true;
+        }
     }
 
-    if (   pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) >= RookValueMidgame
+    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_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)
     {
@@ -2157,31 +2274,35 @@ 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;
   }
@@ -2558,9 +2679,9 @@ 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);