]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Use a timer to avoid polling
[stockfish] / src / search.cpp
index ed18936f760eb71cb7450daa8c12279f7d3f1ef0..fefc886424e9935116191a27c44594b7ad6d887b 100644 (file)
 #include <cassert>
 #include <cmath>
 #include <cstring>
-#include <fstream>
 #include <iomanip>
 #include <iostream>
 #include <sstream>
 #include <vector>
+#include <algorithm>
 
 #include "book.h"
 #include "evaluate.h"
@@ -129,7 +129,7 @@ namespace {
 
   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
 
-    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
+    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[std::max(int(d), 1)][std::min(mn, 63)]
                            : 2 * VALUE_INFINITE;
   }
 
@@ -145,7 +145,7 @@ namespace {
 
   template <bool PvNode> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
 
-    return (Depth) Reductions[PvNode][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
+    return (Depth) Reductions[PvNode][std::min(int(d) / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)];
   }
 
   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
@@ -159,25 +159,17 @@ namespace {
   RootMoveList Rml;
 
   // MultiPV mode
-  int MultiPV, UCIMultiPV, MultiPVIteration;
+  int MultiPV, UCIMultiPV, MultiPVIdx;
 
   // Time management variables
   bool StopOnPonderhit, FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
   TimeManager TimeMgr;
   SearchLimits Limits;
 
-  // Log file
-  std::ofstream LogFile;
-
   // Skill level adjustment
   int SkillLevel;
   bool SkillLevelEnabled;
 
-  // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
-  // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
-  int NodesSincePoll;
-  int NodesBetweenPolls = 30000;
-
   // History table
   History H;
 
@@ -200,16 +192,14 @@ namespace {
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
-  void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
 
-  int current_search_time(int set = 0);
+  int elapsed_search_time(int set = 0);
   string score_to_uci(Value v, Value alpha = -VALUE_INFINITE, Value beta = VALUE_INFINITE);
   string speed_to_uci(int64_t nodes);
   string pv_to_uci(const Move pv[], int pvNum, bool chess960);
   string pretty_pv(Position& pos, int depth, Value score, int time, Move pv[]);
   string depth_to_uci(Depth depth);
-  void poll(const Position& pos);
   void wait_for_stop_or_ponderhit();
 
   // MovePickerExt template class extends MovePicker and allows to choose at compile
@@ -270,7 +260,7 @@ namespace {
     if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
         result += CheckExtension[PvNode];
 
-    if (piece_type(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
+    if (type_of(pos.piece_on(move_from(m))) == PAWN)
     {
         Color c = pos.side_to_move();
         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
@@ -286,16 +276,16 @@ namespace {
     }
 
     if (   captureOrPromotion
-        && piece_type(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
+        && type_of(pos.piece_on(move_to(m))) != PAWN
         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
-            - piece_value_midgame(pos.piece_on(move_to(m))) == VALUE_ZERO)
-        && !move_is_special(m))
+            - PieceValueMidgame[pos.piece_on(move_to(m))] == VALUE_ZERO)
+        && !is_special(m))
     {
         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
         *dangerous = true;
     }
 
-    return Min(result, ONE_PLY);
+    return std::min(result, ONE_PLY);
   }
 
 } // namespace
@@ -363,35 +353,24 @@ int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
 
 bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
 
-  static Book book;
+  static Book book; // Define static to initialize the PRNG only once
 
   // Initialize global search-related variables
   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = false;
-  NodesSincePoll = 0;
-  current_search_time(get_system_time());
+  elapsed_search_time(get_system_time());
   Limits = limits;
   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
 
   // Set output steram in normal or chess960 mode
   cout << set960(pos.is_chess960());
 
-  // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
-  if (Limits.maxNodes)
-      NodesBetweenPolls = Min(Limits.maxNodes, 30000);
-  else if (Limits.time && Limits.time < 1000)
-      NodesBetweenPolls = 1000;
-  else if (Limits.time && Limits.time < 5000)
-      NodesBetweenPolls = 5000;
-  else
-      NodesBetweenPolls = 30000;
-
   // Look for a book move
   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
   {
       if (Options["Book File"].value<string>() != book.name())
           book.open(Options["Book File"].value<string>());
 
-      Move bookMove = book.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
+      Move bookMove = book.probe(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
       if (bookMove != MOVE_NONE)
       {
           if (Limits.ponder)
@@ -402,6 +381,12 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
       }
   }
 
+  // Set best timer interval to avoid lagging under time pressure
+  if (TimeMgr.available_time())
+      Threads.set_timer(std::min(100, std::max(TimeMgr.available_time() / 8, 20)));
+  else
+      Threads.set_timer(100);
+
   // Read UCI options
   UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
   SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
@@ -421,7 +406,7 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
-  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
+  MultiPV = (SkillLevelEnabled ? std::max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
 
   // Wake up needed threads and reset maxPly counter
   for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
@@ -433,42 +418,48 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
   // Write to log file and keep it open to be accessed during the search
   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
-      string name = Options["Search Log Filename"].value<string>();
-      LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
-
-      if (LogFile.is_open())
-          LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
-                  << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
-                  << " ponder: "      << Limits.ponder
-                  << " time: "        << Limits.time
-                  << " increment: "   << Limits.increment
-                  << " moves to go: " << Limits.movesToGo
-                  << endl;
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
+          << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
+          << " ponder: "      << Limits.ponder
+          << " time: "        << Limits.time
+          << " increment: "   << Limits.increment
+          << " moves to go: " << Limits.movesToGo
+          << endl;
   }
 
+  // Start async mode to catch UCI commands sent to us while searching,
+  // like "quit", "stop", etc.
+  Threads.start_listener();
+
   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
   Move ponderMove = MOVE_NONE;
   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
 
+  Threads.set_timer(0);
+
   // Write final search statistics and close log file
-  if (LogFile.is_open())
+  if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
   {
-      int t = current_search_time();
+      int e = elapsed_search_time();
 
-      LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
-              << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
-              << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
+      Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+      log << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
+          << "\nNodes/second: " << (e > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / e : 0)
+          << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
 
       StateInfo st;
       pos.do_move(bestMove, st);
-      LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
+      log << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
-      LogFile.close();
   }
 
   // This makes all the threads to go to sleep
   Threads.set_size(1);
 
+  // From now on any UCI command will be read in-sync with Threads.getline()
+  Threads.stop_listener();
+
   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
   // best move before we are told to do so.
   if (!StopRequest && (Limits.ponder || Limits.infinite))
@@ -510,7 +501,7 @@ namespace {
     *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
     depth = aspirationDelta = 0;
     value = alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
-    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
+    ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update gains
 
     // Moves to search are verified and copied
     Rml.init(pos, searchMoves);
@@ -527,29 +518,26 @@ namespace {
     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
     while (!StopRequest && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
     {
-        // Save last iteration's scores, this needs to be done now, because in
-        // the following MultiPV loop Rml moves could be reordered.
+        // Save now last iteration's scores, before Rml moves are reordered
         for (size_t i = 0; i < Rml.size(); i++)
             Rml[i].prevScore = Rml[i].score;
 
         Rml.bestMoveChanges = 0;
 
-        // MultiPV iteration loop. At depth 1 perform at least 2 iterations to
-        // get a score of the second best move for easy move detection.
-        int e = Min(Max(MultiPV, 2 * int(depth == 1)), (int)Rml.size());
-        for (MultiPVIteration = 0; MultiPVIteration < e; MultiPVIteration++)
+        // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
+        for (MultiPVIdx = 0; MultiPVIdx < std::min(MultiPV, (int)Rml.size()); MultiPVIdx++)
         {
             // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
-            if (depth >= 5 && abs(Rml[MultiPVIteration].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
+            if (depth >= 5 && abs(Rml[MultiPVIdx].prevScore) < VALUE_KNOWN_WIN)
             {
                 int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
                 int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
 
-                aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
+                aspirationDelta = std::min(std::max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
                 aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
 
-                alpha = Max(Rml[MultiPVIteration].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
-                beta  = Min(Rml[MultiPVIteration].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
+                alpha = std::max(Rml[MultiPVIdx].prevScore - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
+                beta  = std::min(Rml[MultiPVIdx].prevScore + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
             }
             else
             {
@@ -560,48 +548,64 @@ namespace {
             // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
             // research with bigger window until not failing high/low anymore.
             do {
-                // Search starting from ss+1 to allow referencing (ss-1). This is
-                // needed by update_gains() and ss copy when splitting at Root.
+                // Search starts from ss+1 to allow referencing (ss-1). This is
+                // needed by update gains and ss copy when splitting at Root.
                 value = search<Root>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
 
-                // It is critical that sorting is done with a stable algorithm
-                // because all the values but the first are usually set to
-                // -VALUE_INFINITE and we want to keep the same order for all
-                // the moves but the new PV that goes to head.
-                sort<RootMove>(Rml.begin() + MultiPVIteration, Rml.end());
-
-                // In case we have found an exact score reorder the PV moves
-                // before leaving the fail high/low loop, otherwise leave the
-                // last PV move in its position so to be searched again.
-                if (value > alpha && value < beta)
-                    sort<RootMove>(Rml.begin(), Rml.begin() + MultiPVIteration);
+                // Bring to front the best move. It is critical that sorting is
+                // done with a stable algorithm because all the values but the first
+                // and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE and
+                // we want to keep the same order for all the moves but the new
+                // PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV search
+                // the already searched PV lines are preserved.
+                sort<RootMove>(Rml.begin() + MultiPVIdx, Rml.end());
+
+                // In case we have found an exact score and we are going to leave
+                // the fail high/low loop then reorder the PV moves, otherwise
+                // leave the last PV move in its position so to be searched again.
+                // Of course this is needed only in MultiPV search.
+                if (MultiPVIdx && value > alpha && value < beta)
+                    sort<RootMove>(Rml.begin(), Rml.begin() + MultiPVIdx);
 
                 // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
                 // have been overwritten during the search.
-                for (int i = 0; i <= MultiPVIteration; i++)
+                for (int i = 0; i <= MultiPVIdx; i++)
                     Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
 
-                // Value cannot be trusted. Break out immediately!
+                // If search has been stopped exit the aspiration window loop,
+                // note that sorting and writing PV back to TT is safe becuase
+                // Rml is still valid, although refers to the previous iteration.
                 if (StopRequest)
                     break;
 
                 // Send full PV info to GUI if we are going to leave the loop or
-                // if we have a fail high/low and we are deep in the search.
-                if ((value > alpha && value < beta) || current_search_time() > 2000)
-                    for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, MultiPVIteration + 1); i++)
+                // if we have a fail high/low and we are deep in the search. UCI
+                // protocol requires to send all the PV lines also if are still
+                // to be searched and so refer to the previous search's score.
+                if ((value > alpha && value < beta) || elapsed_search_time() > 2000)
+                    for (int i = 0; i < std::min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
+                    {
+                        bool updated = (i <= MultiPVIdx);
+
+                        if (depth == 1 && !updated)
+                            continue;
+
+                        Depth d = (updated ? depth : depth - 1) * ONE_PLY;
+                        Value s = (updated ? Rml[i].score : Rml[i].prevScore);
+
                         cout << "info"
-                             << depth_to_uci(depth * ONE_PLY)
-                             << (i == MultiPVIteration ? score_to_uci(Rml[i].score, alpha, beta) :
-                                                         score_to_uci(Rml[i].score))
+                             << depth_to_uci(d)
+                             << (i == MultiPVIdx ? score_to_uci(s, alpha, beta) : score_to_uci(s))
                              << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
                              << pv_to_uci(&Rml[i].pv[0], i + 1, pos.is_chess960())
                              << endl;
+                    }
 
-                // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
-                // otherwise exit the fail high/low loop.
+                // In case of failing high/low increase aspiration window and
+                // research, otherwise exit the fail high/low loop.
                 if (value >= beta)
                 {
-                    beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
+                    beta = std::min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
                 }
                 else if (value <= alpha)
@@ -609,7 +613,7 @@ namespace {
                     AspirationFailLow = true;
                     StopOnPonderhit = false;
 
-                    alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
+                    alpha = std::max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
                     aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
                 }
                 else
@@ -624,14 +628,17 @@ namespace {
         bestValues[depth] = value;
         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
 
-        // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
+        // Skills: Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
         if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
 
-        if (LogFile.is_open())
-            LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), &Rml[0].pv[0]) << endl;
+        if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
+        {
+            Log log(Options["Search Log Filename"].value<string>());
+            log << pretty_pv(pos, depth, value, elapsed_search_time(), &Rml[0].pv[0]) << endl;
+        }
 
-        // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
+        // Init easyMove at first iteration or drop it if differs from the best move
         if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].score > Rml[1].score + EasyMoveMargin))
             easyMove = bestMove;
         else if (bestMove != easyMove)
@@ -640,16 +647,16 @@ namespace {
         // Check for some early stop condition
         if (!StopRequest && Limits.useTimeManagement())
         {
-            // Stop search early if one move seems to be much better than the
-            // others or if there is only a single legal move. Also in the latter
-            // case we search up to some depth anyway to get a proper score.
+            // Easy move: Stop search early if one move seems to be much better
+            // than the others or if there is only a single legal move. Also in
+            // the latter case search to some depth anyway to get a proper score.
             if (   depth >= 7
                 && easyMove == bestMove
                 && (   Rml.size() == 1
                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
+                       && elapsed_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
-                       && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
+                       && elapsed_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
                 StopRequest = true;
 
             // Take in account some extra time if the best move has changed
@@ -658,7 +665,7 @@ namespace {
 
             // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
             // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
-            if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
+            if (elapsed_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
                 StopRequest = true;
 
             // If we are allowed to ponder do not stop the search now but keep pondering
@@ -727,7 +734,7 @@ namespace {
     if (PvNode && thread.maxPly < ss->ply)
         thread.maxPly = ss->ply;
 
-    // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
+    // Step 1. Initialize node
     if (!SpNode)
     {
         ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
@@ -743,12 +750,6 @@ namespace {
         goto split_point_start;
     }
 
-    if (pos.thread() == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
-    {
-        NodesSincePoll = 0;
-        poll(pos);
-    }
-
     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
     if ((   StopRequest
          || pos.is_draw<false>()
@@ -758,8 +759,8 @@ namespace {
     // Step 3. Mate distance pruning
     if (!RootNode)
     {
-        alpha = Max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
-        beta = Min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
+        alpha = std::max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
+        beta = std::min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
         if (alpha >= beta)
             return alpha;
     }
@@ -770,7 +771,7 @@ namespace {
     excludedMove = ss->excludedMove;
     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
     tte = TT.probe(posKey);
-    ttMove = RootNode ? Rml[MultiPVIteration].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    ttMove = RootNode ? Rml[MultiPVIdx].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
 
     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
@@ -785,7 +786,7 @@ namespace {
 
         if (   value >= beta
             && move
-            && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move)
             && move != ss->killers[0])
         {
             ss->killers[1] = ss->killers[0];
@@ -811,8 +812,17 @@ namespace {
         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
     }
 
-    // Save gain for the parent non-capture move
-    update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
+    // Update gain for the parent non-capture move given the static position
+    // evaluation before and after the move.
+    if (   (move = (ss-1)->currentMove) != MOVE_NULL
+        && (ss-1)->eval != VALUE_NONE
+        && ss->eval != VALUE_NONE
+        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
+        && !is_special(move))
+    {
+        Square to = move_to(move);
+        H.update_gain(pos.piece_on(to), to, -(ss-1)->eval - ss->eval);
+    }
 
     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
@@ -861,12 +871,12 @@ namespace {
         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
             R++;
 
-        pos.do_null_move(st);
+        pos.do_null_move<true>(st);
         (ss+1)->skipNullMove = true;
         nullValue = depth-R*ONE_PLY < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
                                               : - search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
         (ss+1)->skipNullMove = false;
-        pos.undo_null_move();
+        pos.do_null_move<false>(st);
 
         if (nullValue >= beta)
         {
@@ -974,15 +984,15 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
            && !thread.cutoff_occurred())
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
 
       if (move == excludedMove)
           continue;
 
-      // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root Move List.
-      // Also in MultiPV mode we skip moves which already have got an exact score
-      // in previous MultiPV Iteration. Finally any illegal move is skipped here.
-      if (RootNode && !Rml.find(move, MultiPVIteration))
+      // 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 && !Rml.find(move, MultiPVIdx))
           continue;
 
       // At PV and SpNode nodes we want all moves to be legal since the beginning
@@ -1006,15 +1016,16 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           nodes = pos.nodes_searched();
 
           // For long searches send current move info to GUI
-          if (pos.thread() == 0 && current_search_time() > 2000)
+          if (pos.thread() == 0 && elapsed_search_time() > 2000)
               cout << "info" << depth_to_uci(depth)
                    << " currmove " << move
-                   << " currmovenumber " << moveCount + MultiPVIteration << endl;
+                   << " currmovenumber " << moveCount + MultiPVIdx << endl;
       }
 
-      isPvMove = (PvNode && moveCount == 1);
+      // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
+      isPvMove = (PvNode && moveCount <= (RootNode && depth <= ONE_PLY ? MAX_MOVES : 1));
       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
-      captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
+      captureOrPromotion = pos.is_capture_or_promotion(move);
 
       // Step 12. Decide the new search depth
       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, givesCheck, &dangerous);
@@ -1054,7 +1065,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !inCheck
           && !dangerous
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_castle(move))
+          && !is_castle(move))
       {
           // Move count based pruning
           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
@@ -1128,7 +1139,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           if (    depth > 3 * ONE_PLY
               && !captureOrPromotion
               && !dangerous
-              && !move_is_castle(move)
+              && !is_castle(move)
               &&  ss->killers[0] != move
               &&  ss->killers[1] != move
               && (ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount)) != DEPTH_ZERO)
@@ -1234,9 +1245,11 @@ split_point_start: // At split points actual 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 one move was excluded return fail low score.
+    // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
+    // must be mate or stalemate. Note that we can have a false positive in
+    // case of StopRequest or thread.cutoff_occurred() are set, but this is
+    // harmless because return value is discarded anyhow in the parent nodes.
+    // If we are in a singular extension search then return a fail low score.
     if (!SpNode && !moveCount)
         return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
 
@@ -1253,7 +1266,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
         if (    bestValue >= beta
-            && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
+            && !pos.is_capture_or_promotion(move))
         {
             if (move != ss->killers[0])
             {
@@ -1373,7 +1386,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     while (   bestValue < beta
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
     {
-      assert(move_is_ok(move));
+      assert(is_ok(move));
 
       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
 
@@ -1383,12 +1396,12 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !givesCheck
           &&  move != ttMove
           &&  enoughMaterial
-          && !move_is_promotion(move)
-          && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
+          && !is_promotion(move)
+          && !pos.is_passed_pawn_push(move))
       {
           futilityValue =  futilityBase
-                         + piece_value_endgame(pos.piece_on(move_to(move)))
-                         + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
+                         + PieceValueEndgame[pos.piece_on(move_to(move))]
+                         + (is_enpassant(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
 
           if (futilityValue < beta)
           {
@@ -1409,14 +1422,14 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
       evasionPrunable =   !PvNode
                        && inCheck
                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
-                       && !pos.move_is_capture(move)
+                       && !pos.is_capture(move)
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
       // Don't search moves with negative SEE values
       if (   !PvNode
           && (!inCheck || evasionPrunable)
           &&  move != ttMove
-          && !move_is_promotion(move)
+          && !is_promotion(move)
           &&  pos.see_sign(move) < 0)
           continue;
 
@@ -1425,7 +1438,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
           && !inCheck
           &&  givesCheck
           &&  move != ttMove
-          && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
+          && !pos.is_capture_or_promotion(move)
           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
       {
@@ -1494,7 +1507,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     from = move_from(move);
     to = move_to(move);
-    them = opposite_color(pos.side_to_move());
+    them = flip(pos.side_to_move());
     ksq = pos.king_square(them);
     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
     pc = pos.piece_on(from);
@@ -1510,7 +1523,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
         return true;
 
     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
-    if (   piece_type(pc) == QUEEN
+    if (   type_of(pc) == QUEEN
         && bit_is_set(kingAtt, to))
         return true;
 
@@ -1520,7 +1533,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     while (b)
     {
         victimSq = pop_1st_bit(&b);
-        futilityValue = futilityBase + piece_value_endgame(pos.piece_on(victimSq));
+        futilityValue = futilityBase + PieceValueEndgame[pos.piece_on(victimSq)];
 
         // Note that here we generate illegal "double move"!
         if (   futilityValue >= beta
@@ -1549,8 +1562,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Piece p1, p2;
     Square ksq;
 
-    assert(move_is_ok(m1));
-    assert(move_is_ok(m2));
+    assert(is_ok(m1));
+    assert(is_ok(m2));
 
     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
     f2 = move_from(m2);
@@ -1625,10 +1638,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
 
-    assert(move_is_ok(m));
-    assert(move_is_ok(threat));
-    assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
-    assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
+    assert(is_ok(m));
+    assert(is_ok(threat));
+    assert(!pos.is_capture_or_promotion(m));
+    assert(!pos.is_passed_pawn_push(m));
 
     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
 
@@ -1643,9 +1656,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
-    if (   pos.move_is_capture(threat)
-        && (   piece_value_midgame(pos.piece_on(tfrom)) >= piece_value_midgame(pos.piece_on(tto))
-            || piece_type(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
+    if (   pos.is_capture(threat)
+        && (   PieceValueMidgame[pos.piece_on(tfrom)] >= PieceValueMidgame[pos.piece_on(tto)]
+            || type_of(pos.piece_on(tfrom)) == KING)
         && pos.move_attacks_square(m, tto))
         return true;
 
@@ -1668,8 +1681,8 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
 
     return   (   tte->depth() >= depth
-              || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
-              || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
+              || v >= std::max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
+              || v < std::min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
 
           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
@@ -1714,24 +1727,10 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
-  // the static position evaluation before and after the move.
-
-  void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
-
-    if (   m != MOVE_NULL
-        && before != VALUE_NONE
-        && after != VALUE_NONE
-        && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
-        && !move_is_special(m))
-        H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
-  }
-
-
   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
   // since the beginning of the current search.
 
-  int current_search_time(int set) {
+  int elapsed_search_time(int set) {
 
     static int searchStartTime;
 
@@ -1770,7 +1769,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   string speed_to_uci(int64_t nodes) {
 
     std::stringstream s;
-    int t = current_search_time();
+    int t = elapsed_search_time();
 
     s << " nodes " << nodes
       << " nps " << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
@@ -1896,81 +1895,6 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
-  // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
-  // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
-  // search.
-
-  void poll(const Position& pos) {
-
-    static int lastInfoTime;
-    int t = current_search_time();
-
-    //  Poll for input
-    if (input_available())
-    {
-        // We are line oriented, don't read single chars
-        string command;
-
-        if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
-        {
-            // Quit the program as soon as possible
-            Limits.ponder = false;
-            QuitRequest = StopRequest = true;
-            return;
-        }
-        else if (command == "stop")
-        {
-            // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
-            // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
-            Limits.ponder = false;
-            StopRequest = true;
-        }
-        else if (command == "ponderhit")
-        {
-            // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
-            // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
-            // should continue searching but switching from pondering to normal search.
-            Limits.ponder = false;
-
-            if (StopOnPonderhit)
-                StopRequest = true;
-        }
-    }
-
-    // Print search information
-    if (t < 1000)
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (lastInfoTime > t)
-        // HACK: Must be a new search where we searched less than
-        // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
-        lastInfoTime = 0;
-
-    else if (t - lastInfoTime >= 1000)
-    {
-        lastInfoTime = t;
-
-        dbg_print_mean();
-        dbg_print_hit_rate();
-    }
-
-    // Should we stop the search?
-    if (Limits.ponder)
-        return;
-
-    bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
-                           && !AspirationFailLow
-                           &&  t > TimeMgr.available_time();
-
-    bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
-                     || stillAtFirstMove;
-
-    if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
-        || (Limits.maxTime && t >= Limits.maxTime)
-        || (Limits.maxNodes && pos.nodes_searched() >= Limits.maxNodes)) // FIXME
-        StopRequest = true;
-  }
-
 
   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
@@ -1981,14 +1905,14 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
 
-    string command;
+    string cmd;
 
     // Wait for a command from stdin
-    while (   std::getline(std::cin, command)
-           && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
+    while (cmd != "ponderhit" && cmd != "stop" && cmd != "quit")
+        Threads.getline(cmd);
 
-    if (command != "ponderhit" && command != "stop")
-        QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
+    if (cmd == "quit")
+        QuitRequest = true;
   }
 
 
@@ -2003,9 +1927,9 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     // Rml list is already sorted by score in descending order
     int s;
     int max_s = -VALUE_INFINITE;
-    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
+    int size = std::min(MultiPV, (int)Rml.size());
     int max = Rml[0].score;
-    int var = Min(max - Rml[size - 1].score, PawnValueMidgame);
+    int var = std::min(max - Rml[size - 1].score, int(PawnValueMidgame));
     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
 
     // PRNG sequence should be non deterministic
@@ -2084,7 +2008,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     int ply = 1;
     Move m = pv[0];
 
-    assert(m != MOVE_NONE && pos.move_is_pl(m));
+    assert(m != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(m));
 
     pv.clear();
     pv.push_back(m);
@@ -2092,7 +2016,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
 
     while (   (tte = TT.probe(pos.get_key())) != NULL
            && tte->move() != MOVE_NONE
-           && pos.move_is_pl(tte->move())
+           && pos.is_pseudo_legal(tte->move())
            && pos.pl_move_is_legal(tte->move(), pos.pinned_pieces())
            && ply < PLY_MAX
            && (!pos.is_draw<false>() || ply < 2))
@@ -2118,7 +2042,7 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     Value v, m = VALUE_NONE;
     int ply = 0;
 
-    assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_pl(pv[0]));
+    assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.is_pseudo_legal(pv[0]));
 
     do {
         k = pos.get_key();
@@ -2241,3 +2165,68 @@ void Thread::idle_loop(SplitPoint* sp) {
       }
   }
 }
+
+
+// do_uci_async_cmd() is called by listener thread when in async mode and 'cmd'
+// input line is received from the GUI.
+
+void do_uci_async_cmd(const std::string& cmd) {
+
+  if (cmd == "quit")
+  {
+      // Quit the program as soon as possible
+      Limits.ponder = false;
+      QuitRequest = StopRequest = true;
+  }
+  else if (cmd == "stop")
+  {
+      // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
+      // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
+      Limits.ponder = false;
+      StopRequest = true;
+  }
+  else if (cmd == "ponderhit")
+  {
+      // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
+      // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
+      // should continue searching but switching from pondering to normal search.
+      Limits.ponder = false;
+
+      if (StopOnPonderhit)
+          StopRequest = true;
+  }
+}
+
+
+// do_timer_event() is called by the timer thread when the timer triggers
+
+void do_timer_event() {
+
+  static int lastInfoTime;
+  int e = elapsed_search_time();
+
+  // Print debug information every second
+  if (get_system_time() - lastInfoTime >= 1000)
+  {
+      lastInfoTime = get_system_time();
+
+      dbg_print_mean();
+      dbg_print_hit_rate();
+  }
+
+  // Should we stop the search?
+  if (Limits.ponder)
+      return;
+
+  bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
+                         && !AspirationFailLow
+                         &&  e > TimeMgr.available_time();
+
+  bool noMoreTime =   e > TimeMgr.maximum_time()
+                   || stillAtFirstMove;
+
+  if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
+      || (Limits.maxTime && e >= Limits.maxTime)
+         /* missing nodes limit */ ) // FIXME
+      StopRequest = true;
+}