]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
VLTC tuning
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(174 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1463 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 1010);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return improving ? (3 + depth * depth)
79                      : (3 + depth * depth) / 2;
80   }
81
82   // History and stats update bonus, based on depth
83   int stat_bonus(Depth d) {
84     return std::min((8 * d + 240) * d - 276 , 1907);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
100         else
101             level = double(skill_level);
102     }
103     bool enabled() const { return level < 20.0; }
104     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
105     Move pick_best(size_t multiPV);
106
107     double level;
108     Move best = MOVE_NONE;
109   };
110
111   template <NodeType nodeType>
112   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
116
117   Value value_to_tt(Value v, int ply);
118   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
119   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
120   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
121   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
122   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
123                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
124
125   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
126   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
127   template<bool Root>
128   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
129
130     StateInfo st;
131     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
132
133     uint64_t cnt, nodes = 0;
134     const bool leaf = (depth == 2);
135
136     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
137     {
138         if (Root && depth <= 1)
139             cnt = 1, nodes++;
140         else
141         {
142             pos.do_move(m, st);
143             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
144             nodes += cnt;
145             pos.undo_move(m);
146         }
147         if (Root)
148             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
149     }
150     return nodes;
151   }
152
153 } // namespace
154
155
156 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
157
158 void Search::init() {
159
160   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
161       Reductions[i] = int((20.81 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
162 }
163
164
165 /// Search::clear() resets search state to its initial value
166
167 void Search::clear() {
168
169   Threads.main()->wait_for_search_finished();
170
171   Time.availableNodes = 0;
172   TT.clear();
173   Threads.clear();
174   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
175 }
176
177
178 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
179 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
180
181 void MainThread::search() {
182
183   if (Limits.perft)
184   {
185       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
186       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
187       return;
188   }
189
190   Color us = rootPos.side_to_move();
191   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
192   TT.new_search();
193
194   Eval::NNUE::verify();
195
196   if (rootMoves.empty())
197   {
198       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
199       sync_cout << "info depth 0 score "
200                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
201                 << sync_endl;
202   }
203   else
204   {
205       Threads.start_searching(); // start non-main threads
206       Thread::search();          // main thread start searching
207   }
208
209   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
210   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
211   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
212   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
213   // until the GUI sends one of those commands.
214
215   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
216   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
217
218   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
219   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
220   Threads.stop = true;
221
222   // Wait until all threads have finished
223   Threads.wait_for_search_finished();
224
225   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
226   // the available ones before exiting.
227   if (Limits.npmsec)
228       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
229
230   Thread* bestThread = this;
231   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
232
233   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
234       && !Limits.depth
235       && !skill.enabled()
236       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
237       bestThread = Threads.get_best_thread();
238
239   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
240   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
241
242   for (Thread* th : Threads)
243     th->previousDepth = bestThread->completedDepth;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; i--)
280       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
281
282   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
283       (ss+i)->ply = i;
284
285   ss->pv = pv;
286
287   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
288   beta = VALUE_INFINITE;
289
290   if (mainThread)
291   {
292       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
293           for (int i = 0; i < 4; ++i)
294               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
295       else
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
298   }
299
300   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
301   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
302
303   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
304   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
305   if (skill.enabled())
306       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
307
308   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
309
310   complexityAverage.set(174, 1);
311
312   trend         = SCORE_ZERO;
313   optimism[ us] = Value(39);
314   optimism[~us] = -optimism[us];
315
316   int searchAgainCounter = 0;
317
318   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
319   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
320          && !Threads.stop
321          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
322   {
323       // Age out PV variability metric
324       if (mainThread)
325           totBestMoveChanges /= 2;
326
327       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
328       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
329       for (RootMove& rm : rootMoves)
330           rm.previousScore = rm.score;
331
332       size_t pvFirst = 0;
333       pvLast = 0;
334
335       if (!Threads.increaseDepth)
336          searchAgainCounter++;
337
338       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
339       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
340       {
341           if (pvIdx == pvLast)
342           {
343               pvFirst = pvLast;
344               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
345                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
346                       break;
347           }
348
349           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
350           selDepth = 0;
351
352           // Reset aspiration window starting size
353           if (rootDepth >= 4)
354           {
355               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
356               delta = Value(16) + int(prev) * prev / 19178;
357               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
358               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
359
360               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
361               int tr = sigmoid(prev, 3, 8, 90, 125, 1);
362               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
363                                    : -make_score(tr, tr / 2));
364
365               int opt = sigmoid(prev, 8, 17, 144, 15012, 183);
366               optimism[ us] = Value(opt);
367               optimism[~us] = -optimism[us];
368           }
369
370           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
371           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
372           // high/low anymore.
373           int failedHighCnt = 0;
374           while (true)
375           {
376               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
377               // four searchAgain steps (see issue #2717).
378               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
379               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
380
381               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
382               // is done with a stable algorithm because all the values but the
383               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
384               // and we want to keep the same order for all the moves except the
385               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
386               // search the already searched PV lines are preserved.
387               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
388
389               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
390               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
391               // the previous iteration.
392               if (Threads.stop)
393                   break;
394
395               // When failing high/low give some update (without cluttering
396               // the UI) before a re-search.
397               if (   mainThread
398                   && multiPV == 1
399                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
400                   && Time.elapsed() > 3000)
401                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
402
403               // In case of failing low/high increase aspiration window and
404               // re-search, otherwise exit the loop.
405               if (bestValue <= alpha)
406               {
407                   beta = (alpha + beta) / 2;
408                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
409
410                   failedHighCnt = 0;
411                   if (mainThread)
412                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
413               }
414               else if (bestValue >= beta)
415               {
416                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
417                   ++failedHighCnt;
418               }
419               else
420                   break;
421
422               delta += delta / 4 + 2;
423
424               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
425           }
426
427           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
428           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
429
430           if (    mainThread
431               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
432               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
433       }
434
435       if (!Threads.stop)
436           completedDepth = rootDepth;
437
438       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
439          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
440          lastBestMoveDepth = rootDepth;
441       }
442
443       // Have we found a "mate in x"?
444       if (   Limits.mate
445           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
446           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
447           Threads.stop = true;
448
449       if (!mainThread)
450           continue;
451
452       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
453       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
454           skill.pick_best(multiPV);
455
456       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
457       for (Thread* th : Threads)
458       {
459           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
460           th->bestMoveChanges = 0;
461       }
462
463       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
464       if (    Limits.use_time_management()
465           && !Threads.stop
466           && !mainThread->stopOnPonderhit)
467       {
468           double fallingEval = (69 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
469                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
470           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
471
472           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
473           timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
474           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
475           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
476           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
477           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 277) / 1819.1, 1.5);
478
479           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
480
481           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
482           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
483           if (rootMoves.size() == 1)
484               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
485
486           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
487           if (Time.elapsed() > totalTime)
488           {
489               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
490               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
491               if (mainThread->ponder)
492                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
493               else
494                   Threads.stop = true;
495           }
496           else if (   Threads.increaseDepth
497                    && !mainThread->ponder
498                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
499                    Threads.increaseDepth = false;
500           else
501                    Threads.increaseDepth = true;
502       }
503
504       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
505       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
506   }
507
508   if (!mainThread)
509       return;
510
511   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
512
513   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
514   if (skill.enabled())
515       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
516                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
517 }
518
519
520 namespace {
521
522   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
523
524   template <NodeType nodeType>
525   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
526
527     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
528     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
529     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
530
531     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
532     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
533     if (   !rootNode
534         && pos.rule50_count() >= 3
535         && alpha < VALUE_DRAW
536         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
537     {
538         alpha = value_draw(pos.this_thread());
539         if (alpha >= beta)
540             return alpha;
541     }
542
543     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
544     if (depth <= 0)
545         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
546
547     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
548     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
549     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
550     assert(!(PvNode && cutNode));
551
552     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
553     StateInfo st;
554     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
555
556     TTEntry* tte;
557     Key posKey;
558     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
559     Depth extension, newDepth;
560     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
561     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
562     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
563     Piece movedPiece;
564     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
565
566     // Step 1. Initialize node
567     Thread* thisThread = pos.this_thread();
568     ss->inCheck        = pos.checkers();
569     priorCapture       = pos.captured_piece();
570     Color us           = pos.side_to_move();
571     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
572     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
573     maxValue           = VALUE_INFINITE;
574
575     // Check for the available remaining time
576     if (thisThread == Threads.main())
577         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
578
579     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
580     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
581         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
582
583     if (!rootNode)
584     {
585         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
586         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
587             || pos.is_draw(ss->ply)
588             || ss->ply >= MAX_PLY)
589             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
590                                                         : value_draw(pos.this_thread());
591
592         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
593         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
594         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
595         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
596         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
597         // mate. In this case return a fail-high score.
598         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
599         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
600         if (alpha >= beta)
601             return alpha;
602     }
603     else
604         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
605
606     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
607
608     (ss+1)->ttPv         = false;
609     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
610     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
611     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
612     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
613     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
614
615     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
616     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
617     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
618     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
619     // LMR which are based on the statScore of parent position.
620     if (!rootNode)
621         (ss+2)->statScore = 0;
622
623     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
624     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
625     // position key in case of an excluded move.
626     excludedMove = ss->excludedMove;
627     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
628     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
629     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
630     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
631             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
632     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
633     if (!excludedMove)
634         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
635
636     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
637     if (  !PvNode
638         && ss->ttHit
639         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
640         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
641         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
642     {
643         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
644         if (ttMove)
645         {
646             if (ttValue >= beta)
647             {
648                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
649                 if (!ttCapture)
650                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
651
652                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
653                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
654                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
655             }
656             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
657             else if (!ttCapture)
658             {
659                 int penalty = -stat_bonus(depth);
660                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
661                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
662             }
663         }
664
665         // Partial workaround for the graph history interaction problem
666         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
667         if (pos.rule50_count() < 90)
668             return ttValue;
669     }
670
671     // Step 5. Tablebases probe
672     if (!rootNode && TB::Cardinality)
673     {
674         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
675
676         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
677             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
678             &&  pos.rule50_count() == 0
679             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
680         {
681             TB::ProbeState err;
682             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
683
684             // Force check of time on the next occasion
685             if (thisThread == Threads.main())
686                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
687
688             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
689             {
690                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
691
692                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
693
694                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
695                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
696                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
697                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
698
699                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
700                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
701
702                 if (    b == BOUND_EXACT
703                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
704                 {
705                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
706                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
707                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
708
709                     return value;
710                 }
711
712                 if (PvNode)
713                 {
714                     if (b == BOUND_LOWER)
715                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
716                     else
717                         maxValue = value;
718                 }
719             }
720         }
721     }
722
723     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
724
725     // Step 6. Static evaluation of the position
726     if (ss->inCheck)
727     {
728         // Skip early pruning when in check
729         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
730         improving = false;
731         improvement = 0;
732         complexity = 0;
733         goto moves_loop;
734     }
735     else if (ss->ttHit)
736     {
737         // Never assume anything about values stored in TT
738         ss->staticEval = eval = tte->eval();
739         if (eval == VALUE_NONE)
740             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
741         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
742             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
743
744         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
745         if (    ttValue != VALUE_NONE
746             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
747             eval = ttValue;
748     }
749     else
750     {
751         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
752
753         // Save static evaluation into transposition table
754         if (!excludedMove)
755             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
756     }
757
758     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
759
760     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
761     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
762     {
763         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
764         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
765     }
766
767     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
768     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
769     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
770     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
771     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
772                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
773                   :                                    175;
774     improving = improvement > 0;
775
776     // Step 7. Razoring.
777     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
778     // return a fail low.
779     if (   !PvNode
780         && depth <= 7
781         && eval < alpha - 341 - 267 * depth * depth)
782     {
783         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
784         if (value < alpha)
785             return value;
786     }
787
788     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
789     // The depth condition is important for mate finding.
790     if (   !ss->ttPv
791         &&  depth < 8
792         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
793         &&  eval >= beta
794         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
795         return eval;
796
797     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
798     if (   !PvNode
799         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
800         && (ss-1)->statScore < 15344
801         &&  eval >= beta
802         &&  eval >= ss->staticEval
803         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 201 + complexity / 24
804         && !excludedMove
805         &&  pos.non_pawn_material(us)
806         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
807     {
808         assert(eval - beta >= 0);
809
810         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
811         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 152, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 650);
812
813         ss->currentMove = MOVE_NULL;
814         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
815
816         pos.do_null_move(st);
817
818         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
819
820         pos.undo_null_move();
821
822         if (nullValue >= beta)
823         {
824             // Do not return unproven mate or TB scores
825             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
826                 nullValue = beta;
827
828             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
829                 return nullValue;
830
831             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
832
833             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
834             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
835             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
836             thisThread->nmpColor = us;
837
838             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
839
840             thisThread->nmpMinPly = 0;
841
842             if (v >= beta)
843                 return nullValue;
844         }
845     }
846
847     probCutBeta = beta + 173 - 46 * improving;
848
849     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
850     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
851     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
852     if (   !PvNode
853         &&  depth > 4
854         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
855         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
856         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
857         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
858         // so effective depth is equal to depth - 3
859         && !(   ss->ttHit
860              && tte->depth() >= depth - 3
861              && ttValue != VALUE_NONE
862              && ttValue < probCutBeta))
863     {
864         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
865
866         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, depth - 3, &captureHistory);
867
868         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
869             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
870             {
871                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
872
873                 ss->currentMove = move;
874                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
875                                                                           [true]
876                                                                           [pos.moved_piece(move)]
877                                                                           [to_sq(move)];
878
879                 pos.do_move(move, st);
880
881                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
882                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
883
884                 // If the qsearch held, perform the regular search
885                 if (value >= probCutBeta)
886                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
887
888                 pos.undo_move(move);
889
890                 if (value >= probCutBeta)
891                 {
892                     // Save ProbCut data into transposition table
893                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
894                     return value;
895                 }
896             }
897     }
898
899     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
900     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~4 Elo)
901     if (    PvNode
902         && !ttMove)
903         depth -= 3;
904
905     if (depth <= 0)
906         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
907
908     if (    cutNode
909         &&  depth >= 9
910         && !ttMove)
911         depth -= 2;
912
913 moves_loop: // When in check, search starts here
914
915     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
916     probCutBeta = beta + 481;
917     if (   ss->inCheck
918         && !PvNode
919         && depth >= 2
920         && ttCapture
921         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
922         && tte->depth() >= depth - 3
923         && ttValue >= probCutBeta
924         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
925         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
926        )
927         return probCutBeta;
928
929
930     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
931                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
932                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
933
934     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
935
936     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
937                                       &captureHistory,
938                                       contHist,
939                                       countermove,
940                                       ss->killers);
941
942     value = bestValue;
943     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
944
945     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
946     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
947     bool likelyFailLow =    PvNode
948                          && ttMove
949                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
950                          && tte->depth() >= depth;
951
952     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
953     // or a beta cutoff occurs.
954     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
955     {
956       assert(is_ok(move));
957
958       if (move == excludedMove)
959           continue;
960
961       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
962       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
963       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
964       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
965       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
966                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
967           continue;
968
969       // Check for legality
970       if (!rootNode && !pos.legal(move))
971           continue;
972
973       ss->moveCount = ++moveCount;
974
975       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
976           sync_cout << "info depth " << depth
977                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
978                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
979       if (PvNode)
980           (ss+1)->pv = nullptr;
981
982       extension = 0;
983       capture = pos.capture(move);
984       movedPiece = pos.moved_piece(move);
985       givesCheck = pos.gives_check(move);
986
987       // Calculate new depth for this move
988       newDepth = depth - 1;
989
990       Value delta = beta - alpha;
991
992       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
993       if (  !rootNode
994           && pos.non_pawn_material(us)
995           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
996       {
997           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
998           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
999
1000           // Reduced depth of the next LMR search
1001           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1002
1003           if (   capture
1004               || givesCheck)
1005           {
1006               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1007               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1008                   && !givesCheck
1009                   && !PvNode
1010                   && lmrDepth < 6
1011                   && !ss->inCheck
1012                   && ss->staticEval + 277 + 187 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1013                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1014                   continue;
1015
1016               // SEE based pruning (~9 Elo)
1017               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1018                   continue;
1019           }
1020           else
1021           {
1022               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1023                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1024                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1025
1026               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1027               if (   lmrDepth < 5
1028                   && history < -3875 * (depth - 1))
1029                   continue;
1030
1031               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1032
1033               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1034               if (   !ss->inCheck
1035                   && lmrDepth < 11
1036                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1037                   continue;
1038
1039               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1040               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1041                   continue;
1042           }
1043       }
1044
1045       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1046       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1047       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1048       {
1049           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1050           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1051           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1052           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1053           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1054           if (   !rootNode
1055               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 27) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1056               &&  move == ttMove
1057               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1058            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1059               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1060               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1061               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1062           {
1063               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1064               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1065
1066               ss->excludedMove = move;
1067               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1068               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1069
1070               if (value < singularBeta)
1071               {
1072                   extension = 1;
1073                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1074
1075                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1076                   if (  !PvNode
1077                       && value < singularBeta - 26
1078                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1079                       extension = 2;
1080               }
1081
1082               // Multi-cut pruning
1083               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1084               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1085               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1086               // a soft bound.
1087               else if (singularBeta >= beta)
1088                   return singularBeta;
1089
1090               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1091               else if (ttValue >= beta)
1092                   extension = -2;
1093
1094               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1095               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1096                   extension = -1;
1097           }
1098
1099           // Check extensions (~1 Elo)
1100           else if (   givesCheck
1101                    && depth > 9
1102                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1103               extension = 1;
1104
1105           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1106           else if (   PvNode
1107                    && move == ttMove
1108                    && move == ss->killers[0]
1109                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1110               extension = 1;
1111       }
1112
1113       // Add extension to new depth
1114       newDepth += extension;
1115       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1116
1117       // Speculative prefetch as early as possible
1118       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1119
1120       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1121       ss->currentMove = move;
1122       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1123                                                                 [capture]
1124                                                                 [movedPiece]
1125                                                                 [to_sq(move)];
1126
1127       // Step 16. Make the move
1128       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1129
1130       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1131       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1132       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1133       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1134       if (    depth >= 2
1135           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1136           && (   !ss->ttPv
1137               || !capture
1138               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1139       {
1140           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1141
1142           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1143           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1144           if (   ss->ttPv
1145               && !likelyFailLow)
1146               r -= 2;
1147
1148           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1149           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1150               r--;
1151
1152           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1153           if (cutNode)
1154               r += 2;
1155
1156           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1157           if (ttCapture)
1158               r++;
1159
1160           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1161           if (PvNode)
1162               r -= 1 + 15 / (3 + depth);
1163
1164           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1165           if (singularQuietLMR)
1166               r--;
1167
1168           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1169           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1170               r++;
1171
1172           ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1173                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1174                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1175                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1176                          - 4560;
1177
1178           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1179           r -= ss->statScore / 15914;
1180
1181           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1182           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1183           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1184           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1185
1186           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1187
1188           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1189           if (value > alpha && d < newDepth)
1190           {
1191               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 73 + 12 * (newDepth - d));
1192               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1193
1194               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1195                                         : -stat_bonus(newDepth);
1196
1197               if (capture)
1198                   bonus /= 6;
1199
1200               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1201           }
1202       }
1203
1204       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped
1205       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1206       {
1207               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1208       }
1209
1210       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1211       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1212       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1213       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1214       {
1215           (ss+1)->pv = pv;
1216           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1217
1218           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1219                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1220       }
1221
1222       // Step 19. Undo move
1223       pos.undo_move(move);
1224
1225       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1226
1227       // Step 20. Check for a new best move
1228       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1229       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1230       // updating best move, PV and TT.
1231       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1232           return VALUE_ZERO;
1233
1234       if (rootNode)
1235       {
1236           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1237                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1238
1239           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1240
1241           // PV move or new best move?
1242           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1243           {
1244               rm.score = value;
1245               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1246               rm.pv.resize(1);
1247
1248               assert((ss+1)->pv);
1249
1250               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1251                   rm.pv.push_back(*m);
1252
1253               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1254               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1255               // we must take care to only do this for the first PV line.
1256               if (   moveCount > 1
1257                   && !thisThread->pvIdx)
1258                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1259           }
1260           else
1261               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1262               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1263               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1264               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1265       }
1266
1267       if (value > bestValue)
1268       {
1269           bestValue = value;
1270
1271           if (value > alpha)
1272           {
1273               bestMove = move;
1274
1275               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1276                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1277
1278               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1279               {
1280                   alpha = value;
1281
1282                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1283                   if (   depth > 2
1284                       && depth < 7
1285                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1286                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1287                      depth -= 1;
1288
1289                   assert(depth > 0);
1290               }
1291               else
1292               {
1293                   ss->cutoffCnt++;
1294                   assert(value >= beta); // Fail high
1295                   break;
1296               }
1297           }
1298       }
1299       else
1300          ss->cutoffCnt = 0;
1301
1302
1303       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1304       if (move != bestMove)
1305       {
1306           if (capture && captureCount < 32)
1307               capturesSearched[captureCount++] = move;
1308
1309           else if (!capture && quietCount < 64)
1310               quietsSearched[quietCount++] = move;
1311       }
1312     }
1313
1314     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1315     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1316     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1317     /*
1318        if (Threads.stop)
1319         return VALUE_DRAW;
1320     */
1321
1322     // Step 21. Check for mate and stalemate
1323     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1324     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1325     // return a fail low score.
1326
1327     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1328
1329     if (!moveCount)
1330         bestValue = excludedMove ? alpha :
1331                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1332                                  : VALUE_DRAW;
1333
1334     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1335     else if (bestMove)
1336         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1337                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1338
1339     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1340     else if (   (depth >= 5 || PvNode)
1341              && !priorCapture)
1342     {
1343         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1344         //or fail low was really bad
1345         bool extraBonus =    PvNode
1346                           || cutNode
1347                           || bestValue < alpha - 66 * depth;
1348
1349         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1350     }
1351
1352     if (PvNode)
1353         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1354
1355     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1356     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1357     if (bestValue <= alpha)
1358         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1359
1360     // Write gathered information in transposition table
1361     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1362         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1363                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1364                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1365                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1366
1367     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1368
1369     return bestValue;
1370   }
1371
1372
1373   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1374   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1375   // (~155 elo)
1376   template <NodeType nodeType>
1377   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1378
1379     static_assert(nodeType != Root);
1380     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1381
1382     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1383     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1384     assert(depth <= 0);
1385
1386     Move pv[MAX_PLY+1];
1387     StateInfo st;
1388     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1389
1390     TTEntry* tte;
1391     Key posKey;
1392     Move ttMove, move, bestMove;
1393     Depth ttDepth;
1394     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1395     bool pvHit, givesCheck, capture;
1396     int moveCount;
1397
1398     if (PvNode)
1399     {
1400         (ss+1)->pv = pv;
1401         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1402     }
1403
1404     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1405     bestMove = MOVE_NONE;
1406     ss->inCheck = pos.checkers();
1407     moveCount = 0;
1408
1409     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1410     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1411         || ss->ply >= MAX_PLY)
1412         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1413
1414     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1415
1416     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1417     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1418     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1419     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1420                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1421     // Transposition table lookup
1422     posKey = pos.key();
1423     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1424     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1425     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1426     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1427
1428     if (  !PvNode
1429         && ss->ttHit
1430         && tte->depth() >= ttDepth
1431         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1432         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1433         return ttValue;
1434
1435     // Evaluate the position statically
1436     if (ss->inCheck)
1437     {
1438         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1439         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1440     }
1441     else
1442     {
1443         if (ss->ttHit)
1444         {
1445             // Never assume anything about values stored in TT
1446             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1447                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1448
1449             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1450             if (    ttValue != VALUE_NONE
1451                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1452                 bestValue = ttValue;
1453         }
1454         else
1455             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1456             ss->staticEval = bestValue =
1457             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1458                                              : -(ss-1)->staticEval;
1459
1460         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1461         if (bestValue >= beta)
1462         {
1463             // Save gathered info in transposition table
1464             if (!ss->ttHit)
1465                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1466                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1467
1468             return bestValue;
1469         }
1470
1471         if (PvNode && bestValue > alpha)
1472             alpha = bestValue;
1473
1474         futilityBase = bestValue + 118;
1475     }
1476
1477     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1478                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1479                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1480
1481     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1482     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1483     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1484     // will be generated.
1485     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1486     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1487                                       &thisThread->captureHistory,
1488                                       contHist,
1489                                       prevSq);
1490
1491     int quietCheckEvasions = 0;
1492
1493     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1494     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1495     {
1496       assert(is_ok(move));
1497
1498       // Check for legality
1499       if (!pos.legal(move))
1500           continue;
1501
1502       givesCheck = pos.gives_check(move);
1503       capture = pos.capture(move);
1504
1505       moveCount++;
1506
1507       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1508       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1509           && !givesCheck
1510           &&  to_sq(move) != prevSq
1511           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1512           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1513       {
1514
1515           if (moveCount > 2)
1516               continue;
1517
1518           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1519
1520           if (futilityValue <= alpha)
1521           {
1522               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1523               continue;
1524           }
1525
1526           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1527           {
1528               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1529               continue;
1530           }
1531       }
1532
1533       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1534       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1535           && !pos.see_ge(move))
1536           continue;
1537
1538       // Speculative prefetch as early as possible
1539       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1540
1541       ss->currentMove = move;
1542       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1543                                                                 [capture]
1544                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1545                                                                 [to_sq(move)];
1546
1547       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1548       if (   !capture
1549           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1550           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1551           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1552           continue;
1553
1554       // movecount pruning for quiet check evasions
1555       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1556           && quietCheckEvasions > 1
1557           && !capture
1558           && ss->inCheck)
1559           continue;
1560
1561       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1562
1563       // Make and search the move
1564       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1565       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1566       pos.undo_move(move);
1567
1568       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1569
1570       // Check for a new best move
1571       if (value > bestValue)
1572       {
1573           bestValue = value;
1574
1575           if (value > alpha)
1576           {
1577               bestMove = move;
1578
1579               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1580                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1581
1582               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1583                   alpha = value;
1584               else
1585                   break; // Fail high
1586           }
1587        }
1588     }
1589
1590     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1591     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1592     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1593     {
1594         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1595
1596         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1597     }
1598
1599     // Save gathered info in transposition table
1600     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1601               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1602               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1603
1604     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1605
1606     return bestValue;
1607   }
1608
1609
1610   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1611   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1612   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1613
1614   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1615
1616     assert(v != VALUE_NONE);
1617
1618     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1619           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1620   }
1621
1622
1623   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1624   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1625   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1626   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1627   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1628
1629   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1630
1631     if (v == VALUE_NONE)
1632         return VALUE_NONE;
1633
1634     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1635     {
1636         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1637             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1638
1639         return v - ply;
1640     }
1641
1642     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1643     {
1644         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1645             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1646
1647         return v + ply;
1648     }
1649
1650     return v;
1651   }
1652
1653
1654   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1655
1656   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1657
1658     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1659         *pv++ = *childPv++;
1660     *pv = MOVE_NONE;
1661   }
1662
1663
1664   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1665
1666   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1667                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1668
1669     Color us = pos.side_to_move();
1670     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1671     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1672     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1673     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1674     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1675
1676     if (!pos.capture(bestMove))
1677     {
1678         int bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1679                                                     : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1680
1681         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1682         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1683
1684         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1685         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1686         {
1687             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1688             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1689         }
1690     }
1691     else
1692         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1693         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1694
1695     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1696     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1697     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1698         && !pos.captured_piece())
1699             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1700
1701     // Decrease stats for all non-best capture moves
1702     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1703     {
1704         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1705         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1706         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1707     }
1708   }
1709
1710
1711   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1712   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1713
1714   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1715
1716     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1717     {
1718         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1719         if (ss->inCheck && i > 2)
1720             break;
1721         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1722             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1723     }
1724   }
1725
1726
1727   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1728
1729   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1730
1731     // Update killers
1732     if (ss->killers[0] != move)
1733     {
1734         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1735         ss->killers[0] = move;
1736     }
1737
1738     Color us = pos.side_to_move();
1739     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1740     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1741     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1742
1743     // Update countermove history
1744     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1745     {
1746         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1747         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1748     }
1749   }
1750
1751   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1752   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1753
1754   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1755
1756     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1757     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1758
1759     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1760     Value topScore = rootMoves[0].score;
1761     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1762     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1763     double weakness = 120 - 2 * level;
1764
1765     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1766     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1767     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1768     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1769     {
1770         // This is our magic formula
1771         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1772                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1773
1774         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1775         {
1776             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1777             best = rootMoves[i].pv[0];
1778         }
1779     }
1780
1781     return best;
1782   }
1783
1784 } // namespace
1785
1786
1787 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1788 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1789
1790 void MainThread::check_time() {
1791
1792   if (--callsCnt > 0)
1793       return;
1794
1795   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1796   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1797
1798   static TimePoint lastInfoTime = now();
1799
1800   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1801   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1802
1803   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1804   {
1805       lastInfoTime = tick;
1806       dbg_print();
1807   }
1808
1809   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1810   if (ponder)
1811       return;
1812
1813   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1814       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1815       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1816       Threads.stop = true;
1817 }
1818
1819
1820 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1821 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1822
1823 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1824
1825   std::stringstream ss;
1826   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1827   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1828   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1829   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1830   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1831   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1832
1833   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1834   {
1835       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1836
1837       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1838           continue;
1839
1840       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1841       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1842
1843       if (v == -VALUE_INFINITE)
1844           v = VALUE_ZERO;
1845
1846       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1847       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1848
1849       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1850           ss << "\n";
1851
1852       ss << "info"
1853          << " depth "    << d
1854          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1855          << " multipv "  << i + 1
1856          << " score "    << UCI::value(v);
1857
1858       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1859           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1860
1861       if (!tb && i == pvIdx)
1862           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1863
1864       ss << " nodes "    << nodesSearched
1865          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1866
1867       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1868           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1869
1870       ss << " tbhits "   << tbHits
1871          << " time "     << elapsed
1872          << " pv";
1873
1874       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1875           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1876   }
1877
1878   return ss.str();
1879 }
1880
1881
1882 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1883 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1884 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1885 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1886
1887 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1888
1889     StateInfo st;
1890     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1891
1892     bool ttHit;
1893
1894     assert(pv.size() == 1);
1895
1896     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1897         return false;
1898
1899     pos.do_move(pv[0], st);
1900     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1901
1902     if (ttHit)
1903     {
1904         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1905         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1906             pv.push_back(m);
1907     }
1908
1909     pos.undo_move(pv[0]);
1910     return pv.size() > 1;
1911 }
1912
1913 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1914
1915     RootInTB = false;
1916     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1917     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1918     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1919     bool dtz_available = true;
1920
1921     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1922     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1923     if (Cardinality > MaxCardinality)
1924     {
1925         Cardinality = MaxCardinality;
1926         ProbeDepth = 0;
1927     }
1928
1929     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1930     {
1931         // Rank moves using DTZ tables
1932         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1933
1934         if (!RootInTB)
1935         {
1936             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1937             dtz_available = false;
1938             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1939         }
1940     }
1941
1942     if (RootInTB)
1943     {
1944         // Sort moves according to TB rank
1945         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1946                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1947
1948         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1949         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1950             Cardinality = 0;
1951     }
1952     else
1953     {
1954         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1955         for (auto& m : rootMoves)
1956             m.tbRank = 0;
1957     }
1958 }
1959
1960 } // namespace Stockfish