]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplify away condition in ttSave in probCut
[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(168 * (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((9 * d + 270) * d - 311 , 2145);
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(202, 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, 13966, 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               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
377               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
378
379               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
380               // is done with a stable algorithm because all the values but the
381               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
382               // and we want to keep the same order for all the moves except the
383               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
384               // search the already searched PV lines are preserved.
385               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
386
387               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
388               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
389               // the previous iteration.
390               if (Threads.stop)
391                   break;
392
393               // When failing high/low give some update (without cluttering
394               // the UI) before a re-search.
395               if (   mainThread
396                   && multiPV == 1
397                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
398                   && Time.elapsed() > 3000)
399                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
400
401               // In case of failing low/high increase aspiration window and
402               // re-search, otherwise exit the loop.
403               if (bestValue <= alpha)
404               {
405                   beta = (alpha + beta) / 2;
406                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
407
408                   failedHighCnt = 0;
409                   if (mainThread)
410                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
411               }
412               else if (bestValue >= beta)
413               {
414                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
415                   ++failedHighCnt;
416               }
417               else
418                   break;
419
420               delta += delta / 4 + 2;
421
422               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
423           }
424
425           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
426           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
427
428           if (    mainThread
429               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
430               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
431       }
432
433       if (!Threads.stop)
434           completedDepth = rootDepth;
435
436       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
437          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
438          lastBestMoveDepth = rootDepth;
439       }
440
441       // Have we found a "mate in x"?
442       if (   Limits.mate
443           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
444           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
445           Threads.stop = true;
446
447       if (!mainThread)
448           continue;
449
450       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
451       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
452           skill.pick_best(multiPV);
453
454       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
455       for (Thread* th : Threads)
456       {
457           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
458           th->bestMoveChanges = 0;
459       }
460
461       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
462       if (    Limits.use_time_management()
463           && !Threads.stop
464           && !mainThread->stopOnPonderhit)
465       {
466           double fallingEval = (69 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
467                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
468           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
469
470           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
471           timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
472           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
473           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
474           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
475           double complexPosition = std::clamp(1.0 + (complexity - 326) / 1618.1, 0.5, 1.5);
476
477           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
478
479           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
480           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
481           if (rootMoves.size() == 1)
482               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
483
484           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
485           if (Time.elapsed() > totalTime)
486           {
487               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
488               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
489               if (mainThread->ponder)
490                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
491               else
492                   Threads.stop = true;
493           }
494           else if (   Threads.increaseDepth
495                    && !mainThread->ponder
496                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
497                    Threads.increaseDepth = false;
498           else
499                    Threads.increaseDepth = true;
500       }
501
502       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
503       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
504   }
505
506   if (!mainThread)
507       return;
508
509   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
510
511   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
512   if (skill.enabled())
513       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
514                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
515 }
516
517
518 namespace {
519
520   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
521
522   template <NodeType nodeType>
523   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
524
525     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
526     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
527     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
528
529     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
530     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
531     if (   !rootNode
532         && pos.rule50_count() >= 3
533         && alpha < VALUE_DRAW
534         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
535     {
536         alpha = value_draw(pos.this_thread());
537         if (alpha >= beta)
538             return alpha;
539     }
540
541     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
542     if (depth <= 0)
543         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
544
545     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
546     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
547     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
548     assert(!(PvNode && cutNode));
549
550     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
551     StateInfo st;
552     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
553
554     TTEntry* tte;
555     Key posKey;
556     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
557     Depth extension, newDepth;
558     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
559     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
560     bool capture, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
561     Piece movedPiece;
562     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
563
564     // Step 1. Initialize node
565     Thread* thisThread = pos.this_thread();
566     thisThread->depth  = depth;
567     ss->inCheck        = pos.checkers();
568     priorCapture       = pos.captured_piece();
569     Color us           = pos.side_to_move();
570     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
571     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
572     maxValue           = VALUE_INFINITE;
573
574     // Check for the available remaining time
575     if (thisThread == Threads.main())
576         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
577
578     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
579     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
580         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
581
582     if (!rootNode)
583     {
584         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
585         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
586             || pos.is_draw(ss->ply)
587             || ss->ply >= MAX_PLY)
588             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
589                                                         : value_draw(pos.this_thread());
590
591         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
592         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
593         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
594         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
595         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
596         // mate. In this case return a fail-high score.
597         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
598         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
599         if (alpha >= beta)
600             return alpha;
601     }
602     else
603         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
604
605     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
606
607     (ss+1)->ttPv         = false;
608     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
609     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
610     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
611     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
612     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
613
614     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
615     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
616     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
617     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
618     // LMR which are based on the statScore of parent position.
619     if (!rootNode)
620         (ss+2)->statScore = 0;
621
622     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
623     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
624     // position key in case of an excluded move.
625     excludedMove = ss->excludedMove;
626     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
627     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
628     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
629     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
630             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
631     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
632     if (!excludedMove)
633         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
634
635     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
636     if (  !PvNode
637         && ss->ttHit
638         && tte->depth() > depth - ((int)thisThread->id() & 0x1)
639         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
640         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
641     {
642         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
643         if (ttMove)
644         {
645             if (ttValue >= beta)
646             {
647                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
648                 if (!ttCapture)
649                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
650
651                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
652                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
653                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
654             }
655             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
656             else if (!ttCapture)
657             {
658                 int penalty = -stat_bonus(depth);
659                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
660                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
661             }
662         }
663
664         // Partial workaround for the graph history interaction problem
665         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
666         if (pos.rule50_count() < 90)
667             return ttValue;
668     }
669
670     // Step 5. Tablebases probe
671     if (!rootNode && TB::Cardinality)
672     {
673         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
674
675         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
676             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
677             &&  pos.rule50_count() == 0
678             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
679         {
680             TB::ProbeState err;
681             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
682
683             // Force check of time on the next occasion
684             if (thisThread == Threads.main())
685                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
686
687             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
688             {
689                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
690
691                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
692
693                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
694                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
695                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
696                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
697
698                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
699                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
700
701                 if (    b == BOUND_EXACT
702                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
703                 {
704                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
705                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
706                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
707
708                     return value;
709                 }
710
711                 if (PvNode)
712                 {
713                     if (b == BOUND_LOWER)
714                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
715                     else
716                         maxValue = value;
717                 }
718             }
719         }
720     }
721
722     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
723
724     // Step 6. Static evaluation of the position
725     if (ss->inCheck)
726     {
727         // Skip early pruning when in check
728         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
729         improving = false;
730         improvement = 0;
731         complexity = 0;
732         goto moves_loop;
733     }
734     else if (ss->ttHit)
735     {
736         // Never assume anything about values stored in TT
737         ss->staticEval = eval = tte->eval();
738         if (eval == VALUE_NONE)
739             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
740
741         // Randomize draw evaluation
742         if (eval == VALUE_DRAW)
743             eval = value_draw(thisThread);
744
745         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
746         if (    ttValue != VALUE_NONE
747             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
748             eval = ttValue;
749     }
750     else
751     {
752         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
753
754         // Save static evaluation into transposition table
755         if (!excludedMove)
756             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
757     }
758
759     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
760     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
761     {
762         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
763         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
764     }
765
766     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
767     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
768     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
769     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
770     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
771                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
772                   :                                    175;
773
774     improving = improvement > 0;
775     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
776
777     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
778
779     // Step 7. Razoring.
780     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
781     // return a fail low.
782     if (   !PvNode
783         && depth <= 7
784         && eval < alpha - 348 - 258 * depth * depth)
785     {
786         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
787         if (value < alpha)
788             return value;
789     }
790
791     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
792     // The depth condition is important for mate finding.
793     if (   !ss->ttPv
794         &&  depth < 8
795         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
796         &&  eval >= beta
797         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
798         return eval;
799
800     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
801     if (   !PvNode
802         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
803         && (ss-1)->statScore < 14695
804         &&  eval >= beta
805         &&  eval >= ss->staticEval
806         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 198 + complexity / 28
807         && !excludedMove
808         &&  pos.non_pawn_material(us)
809         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
810     {
811         assert(eval - beta >= 0);
812
813         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
814         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 147, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 753);
815
816         ss->currentMove = MOVE_NULL;
817         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
818
819         pos.do_null_move(st);
820
821         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
822
823         pos.undo_null_move();
824
825         if (nullValue >= beta)
826         {
827             // Do not return unproven mate or TB scores
828             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
829                 nullValue = beta;
830
831             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
832                 return nullValue;
833
834             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
835
836             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
837             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
838             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
839             thisThread->nmpColor = us;
840
841             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
842
843             thisThread->nmpMinPly = 0;
844
845             if (v >= beta)
846                 return nullValue;
847         }
848     }
849
850     probCutBeta = beta + 179 - 46 * improving;
851
852     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
853     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
854     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
855     if (   !PvNode
856         &&  depth > 4
857         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
858         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
859         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
860         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
861         // so effective depth is equal to depth - 3
862         && !(   ss->ttHit
863              && tte->depth() >= depth - 3
864              && ttValue != VALUE_NONE
865              && ttValue < probCutBeta))
866     {
867         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
868
869         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, depth - 3, &captureHistory);
870         bool ttPv = ss->ttPv;
871         ss->ttPv = false;
872
873         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
874             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
875             {
876                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
877
878                 ss->currentMove = move;
879                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
880                                                                           [true]
881                                                                           [pos.moved_piece(move)]
882                                                                           [to_sq(move)];
883
884                 pos.do_move(move, st);
885
886                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
887                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
888
889                 // If the qsearch held, perform the regular search
890                 if (value >= probCutBeta)
891                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
892
893                 pos.undo_move(move);
894
895                 if (value >= probCutBeta)
896                 {
897                     // Save ProbCut data into transposition table
898                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
899                     return value;
900                 }
901             }
902          ss->ttPv = ttPv;
903     }
904
905     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
906     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~4 Elo)
907     if (    PvNode
908         && !ttMove)
909         depth -= 3;
910
911     if (depth <= 0)
912         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
913
914     if (    cutNode
915         &&  depth >= 8
916         && !ttMove)
917         depth--;
918
919 moves_loop: // When in check, search starts here
920
921     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
922     probCutBeta = beta + 481;
923     if (   ss->inCheck
924         && !PvNode
925         && depth >= 2
926         && ttCapture
927         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
928         && tte->depth() >= depth - 3
929         && ttValue >= probCutBeta
930         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
931         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
932        )
933         return probCutBeta;
934
935
936     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
937                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
938                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
939
940     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
941
942     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
943                                       &captureHistory,
944                                       contHist,
945                                       countermove,
946                                       ss->killers);
947
948     value = bestValue;
949     moveCountPruning = false;
950
951     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
952     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
953     bool likelyFailLow =    PvNode
954                          && ttMove
955                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
956                          && tte->depth() >= depth;
957
958     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
959     // or a beta cutoff occurs.
960     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
961     {
962       assert(is_ok(move));
963
964       if (move == excludedMove)
965           continue;
966
967       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
968       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
969       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
970       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
971       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
972                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
973           continue;
974
975       // Check for legality
976       if (!rootNode && !pos.legal(move))
977           continue;
978
979       ss->moveCount = ++moveCount;
980
981       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
982           sync_cout << "info depth " << depth
983                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
984                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
985       if (PvNode)
986           (ss+1)->pv = nullptr;
987
988       extension = 0;
989       capture = pos.capture(move);
990       movedPiece = pos.moved_piece(move);
991       givesCheck = pos.gives_check(move);
992
993       // Calculate new depth for this move
994       newDepth = depth - 1;
995
996       Value delta = beta - alpha;
997
998       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
999       if (  !rootNode
1000           && pos.non_pawn_material(us)
1001           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1002       {
1003           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1004           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1005
1006           // Reduced depth of the next LMR search
1007           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1008
1009           if (   capture
1010               || givesCheck)
1011           {
1012               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1013               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1014                   && !givesCheck
1015                   && !PvNode
1016                   && lmrDepth < 6
1017                   && !ss->inCheck
1018                   && ss->staticEval + 281 + 179 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1019                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1020                   continue;
1021
1022               // SEE based pruning (~9 Elo)
1023               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1024                   continue;
1025           }
1026           else
1027           {
1028               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1030                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1031
1032               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1033               if (   lmrDepth < 5
1034                   && history < -3875 * (depth - 1))
1035                   continue;
1036
1037               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1038
1039               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1040               if (   !ss->inCheck
1041                   && lmrDepth < 11
1042                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1043                   continue;
1044
1045               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1046               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1047                   continue;
1048           }
1049       }
1050
1051       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1052       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1053       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1054       {
1055           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1056           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1057           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1058           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1059           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1060           if (   !rootNode
1061               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 27) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1062               &&  move == ttMove
1063               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1064            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1065               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1066               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1067               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1068           {
1069               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1070               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1071
1072               ss->excludedMove = move;
1073               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1074               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1075
1076               if (value < singularBeta)
1077               {
1078                   extension = 1;
1079
1080                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1081                   if (  !PvNode
1082                       && value < singularBeta - 26
1083                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1084                       extension = 2;
1085               }
1086
1087               // Multi-cut pruning
1088               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1089               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1090               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1091               // a soft bound.
1092               else if (singularBeta >= beta)
1093                   return singularBeta;
1094
1095               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1096               else if (ttValue >= beta)
1097                   extension = -2;
1098
1099               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1100               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1101                   extension = -1;
1102           }
1103
1104           // Check extensions (~1 Elo)
1105           else if (   givesCheck
1106                    && depth > 9
1107                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1108               extension = 1;
1109
1110           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1111           else if (   PvNode
1112                    && move == ttMove
1113                    && move == ss->killers[0]
1114                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1115               extension = 1;
1116       }
1117
1118       // Add extension to new depth
1119       newDepth += extension;
1120       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1121
1122       // Speculative prefetch as early as possible
1123       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1124
1125       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1126       ss->currentMove = move;
1127       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1128                                                                 [capture]
1129                                                                 [movedPiece]
1130                                                                 [to_sq(move)];
1131
1132       // Step 16. Make the move
1133       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1134
1135       bool doDeeperSearch = false;
1136
1137       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1138       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1139       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1140       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1141       if (    depth >= 2
1142           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1143           && (   !ss->ttPv
1144               || !capture
1145               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1146       {
1147           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1148
1149           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1150           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1151           if (   ss->ttPv
1152               && !likelyFailLow)
1153               r -= 2;
1154
1155           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1156           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1157               r--;
1158
1159           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1160           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1161               r += 2;
1162
1163           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1164           if (ttCapture)
1165               r++;
1166
1167           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1168           if (PvNode)
1169               r -= 1 + 15 / (3 + depth);
1170
1171           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1172           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1173               r++;
1174
1175           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1176                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1177                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1178                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1179                          - 4334;
1180
1181           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1182           r -= ss->statScore / 15914;
1183
1184           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1185           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1186           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1187           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1188                        : moveCount <= 4            ? 2
1189                        : PvNode || cutNode         ? 1
1190                        :                             0;
1191
1192           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1193
1194           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1195
1196           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1197           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1198           doDeeperSearch = value > (alpha + 78 + 11 * (newDepth - d));
1199           didLMR = true;
1200       }
1201       else
1202       {
1203           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1204           didLMR = false;
1205       }
1206
1207       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1208       if (doFullDepthSearch)
1209       {
1210           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1211
1212           // If the move passed LMR update its stats
1213           if (didLMR)
1214           {
1215               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1216                                         : -stat_bonus(newDepth);
1217
1218               if (capture)
1219                   bonus /= 6;
1220
1221               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1222           }
1223       }
1224
1225       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1226       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1227       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1228       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1229       {
1230           (ss+1)->pv = pv;
1231           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1232
1233           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1234                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1235       }
1236
1237       // Step 19. Undo move
1238       pos.undo_move(move);
1239
1240       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1241
1242       // Step 20. Check for a new best move
1243       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1244       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1245       // updating best move, PV and TT.
1246       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1247           return VALUE_ZERO;
1248
1249       if (rootNode)
1250       {
1251           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1252                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1253
1254           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1255
1256           // PV move or new best move?
1257           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1258           {
1259               rm.score = value;
1260               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1261               rm.pv.resize(1);
1262
1263               assert((ss+1)->pv);
1264
1265               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1266                   rm.pv.push_back(*m);
1267
1268               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1269               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1270               // we must take care to only do this for the first PV line.
1271               if (   moveCount > 1
1272                   && !thisThread->pvIdx)
1273                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1274           }
1275           else
1276               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1277               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1278               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1279               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1280       }
1281
1282       if (value > bestValue)
1283       {
1284           bestValue = value;
1285
1286           if (value > alpha)
1287           {
1288               bestMove = move;
1289
1290               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1291                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1292
1293               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1294               {
1295                   alpha = value;
1296
1297                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1298                   if (   depth > 2
1299                       && depth < 7
1300                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1301                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1302                      depth -= 1;
1303
1304                   assert(depth > 0);
1305               }
1306               else
1307               {
1308                   ss->cutoffCnt++;
1309                   assert(value >= beta); // Fail high
1310                   break;
1311               }
1312           }
1313       }
1314       else
1315          ss->cutoffCnt = 0;
1316
1317
1318       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1319       if (move != bestMove)
1320       {
1321           if (capture && captureCount < 32)
1322               capturesSearched[captureCount++] = move;
1323
1324           else if (!capture && quietCount < 64)
1325               quietsSearched[quietCount++] = move;
1326       }
1327     }
1328
1329     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1330     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1331     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1332     /*
1333        if (Threads.stop)
1334         return VALUE_DRAW;
1335     */
1336
1337     // Step 21. Check for mate and stalemate
1338     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1339     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1340     // return a fail low score.
1341
1342     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1343
1344     if (!moveCount)
1345         bestValue = excludedMove ? alpha :
1346                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1347                                  : VALUE_DRAW;
1348
1349     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1350     else if (bestMove)
1351         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1352                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1353
1354     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1355     else if (   (depth >= 4 || PvNode)
1356              && !priorCapture)
1357     {
1358         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1359         //or fail low was really bad
1360         bool extraBonus =    PvNode
1361                           || cutNode
1362                           || bestValue < alpha - 70 * depth;
1363
1364         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1365     }
1366
1367     if (PvNode)
1368         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1369
1370     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1371     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1372     if (bestValue <= alpha)
1373         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1374
1375     // Write gathered information in transposition table
1376     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1377         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1378                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1379                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1380                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1381
1382     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1383
1384     return bestValue;
1385   }
1386
1387
1388   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1389   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1390   // (~155 elo)
1391   template <NodeType nodeType>
1392   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1393
1394     static_assert(nodeType != Root);
1395     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1396
1397     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1398     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1399     assert(depth <= 0);
1400
1401     Move pv[MAX_PLY+1];
1402     StateInfo st;
1403     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1404
1405     TTEntry* tte;
1406     Key posKey;
1407     Move ttMove, move, bestMove;
1408     Depth ttDepth;
1409     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1410     bool pvHit, givesCheck, capture;
1411     int moveCount;
1412
1413     if (PvNode)
1414     {
1415         (ss+1)->pv = pv;
1416         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1417     }
1418
1419     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1420     bestMove = MOVE_NONE;
1421     ss->inCheck = pos.checkers();
1422     moveCount = 0;
1423
1424     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1425     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1426         || ss->ply >= MAX_PLY)
1427         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1428
1429     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1430
1431     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1432     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1433     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1434     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1435                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1436     // Transposition table lookup
1437     posKey = pos.key();
1438     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1439     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1440     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1441     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1442
1443     if (  !PvNode
1444         && ss->ttHit
1445         && tte->depth() >= ttDepth
1446         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1447         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1448         return ttValue;
1449
1450     // Evaluate the position statically
1451     if (ss->inCheck)
1452     {
1453         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1454         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1455     }
1456     else
1457     {
1458         if (ss->ttHit)
1459         {
1460             // Never assume anything about values stored in TT
1461             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1462                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1463
1464             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1465             if (    ttValue != VALUE_NONE
1466                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1467                 bestValue = ttValue;
1468         }
1469         else
1470             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1471             ss->staticEval = bestValue =
1472             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1473                                              : -(ss-1)->staticEval;
1474
1475         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1476         if (bestValue >= beta)
1477         {
1478             // Save gathered info in transposition table
1479             if (!ss->ttHit)
1480                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1481                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1482
1483             return bestValue;
1484         }
1485
1486         if (PvNode && bestValue > alpha)
1487             alpha = bestValue;
1488
1489         futilityBase = bestValue + 118;
1490     }
1491
1492     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1493                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1494                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1495
1496     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1497     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1498     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1499     // will be generated.
1500     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1501     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1502                                       &thisThread->captureHistory,
1503                                       contHist,
1504                                       prevSq);
1505
1506     int quietCheckEvasions = 0;
1507
1508     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1509     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1510     {
1511       assert(is_ok(move));
1512
1513       // Check for legality
1514       if (!pos.legal(move))
1515           continue;
1516
1517       givesCheck = pos.gives_check(move);
1518       capture = pos.capture(move);
1519
1520       moveCount++;
1521
1522       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1523       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1524           && !givesCheck
1525           &&  to_sq(move) != prevSq
1526           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1527           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1528       {
1529
1530           if (moveCount > 2)
1531               continue;
1532
1533           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1534
1535           if (futilityValue <= alpha)
1536           {
1537               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1538               continue;
1539           }
1540
1541           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1542           {
1543               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1544               continue;
1545           }
1546       }
1547
1548       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1549       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1550           && !pos.see_ge(move))
1551           continue;
1552
1553       // Speculative prefetch as early as possible
1554       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1555
1556       ss->currentMove = move;
1557       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1558                                                                 [capture]
1559                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1560                                                                 [to_sq(move)];
1561
1562       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1563       if (   !capture
1564           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1565           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1566           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1567           continue;
1568
1569       // movecount pruning for quiet check evasions
1570       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1571           && quietCheckEvasions > 1
1572           && !capture
1573           && ss->inCheck)
1574           continue;
1575
1576       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1577
1578       // Make and search the move
1579       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1580       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1581       pos.undo_move(move);
1582
1583       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1584
1585       // Check for a new best move
1586       if (value > bestValue)
1587       {
1588           bestValue = value;
1589
1590           if (value > alpha)
1591           {
1592               bestMove = move;
1593
1594               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1595                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1596
1597               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1598                   alpha = value;
1599               else
1600                   break; // Fail high
1601           }
1602        }
1603     }
1604
1605     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1606     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1607     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1608     {
1609         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1610
1611         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1612     }
1613
1614     // Save gathered info in transposition table
1615     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1616               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1617               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1618
1619     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1620
1621     return bestValue;
1622   }
1623
1624
1625   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1626   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1627   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1628
1629   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1630
1631     assert(v != VALUE_NONE);
1632
1633     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1634           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1635   }
1636
1637
1638   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1639   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1640   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1641   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1642   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1643
1644   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1645
1646     if (v == VALUE_NONE)
1647         return VALUE_NONE;
1648
1649     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1650     {
1651         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1652             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1653
1654         return v - ply;
1655     }
1656
1657     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1658     {
1659         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1660             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1661
1662         return v + ply;
1663     }
1664
1665     return v;
1666   }
1667
1668
1669   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1670
1671   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1672
1673     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1674         *pv++ = *childPv++;
1675     *pv = MOVE_NONE;
1676   }
1677
1678
1679   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1680
1681   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1682                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1683
1684     Color us = pos.side_to_move();
1685     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1686     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1687     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1688     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1689     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1690
1691     if (!pos.capture(bestMove))
1692     {
1693         int bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1694                                                     : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1695
1696         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1697         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1698
1699         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1700         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1701         {
1702             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1703             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1704         }
1705     }
1706     else
1707         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1708         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1709
1710     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1711     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1712     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1713         && !pos.captured_piece())
1714             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1715
1716     // Decrease stats for all non-best capture moves
1717     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1718     {
1719         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1720         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1721         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1722     }
1723   }
1724
1725
1726   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1727   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1728
1729   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1730
1731     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1732     {
1733         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1734         if (ss->inCheck && i > 2)
1735             break;
1736         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1737             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1738     }
1739   }
1740
1741
1742   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1743
1744   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1745
1746     // Update killers
1747     if (ss->killers[0] != move)
1748     {
1749         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1750         ss->killers[0] = move;
1751     }
1752
1753     Color us = pos.side_to_move();
1754     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1755     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1756     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1757
1758     // Update countermove history
1759     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1760     {
1761         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1762         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1763     }
1764   }
1765
1766   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1767   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1768
1769   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1770
1771     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1772     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1773
1774     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1775     Value topScore = rootMoves[0].score;
1776     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1777     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1778     double weakness = 120 - 2 * level;
1779
1780     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1781     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1782     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1783     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1784     {
1785         // This is our magic formula
1786         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1787                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1788
1789         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1790         {
1791             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1792             best = rootMoves[i].pv[0];
1793         }
1794     }
1795
1796     return best;
1797   }
1798
1799 } // namespace
1800
1801
1802 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1803 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1804
1805 void MainThread::check_time() {
1806
1807   if (--callsCnt > 0)
1808       return;
1809
1810   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1811   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1812
1813   static TimePoint lastInfoTime = now();
1814
1815   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1816   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1817
1818   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1819   {
1820       lastInfoTime = tick;
1821       dbg_print();
1822   }
1823
1824   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1825   if (ponder)
1826       return;
1827
1828   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1829       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1830       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1831       Threads.stop = true;
1832 }
1833
1834
1835 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1836 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1837
1838 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1839
1840   std::stringstream ss;
1841   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1842   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1843   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1844   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1845   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1846   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1847
1848   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1849   {
1850       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1851
1852       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1853           continue;
1854
1855       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1856       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1857
1858       if (v == -VALUE_INFINITE)
1859           v = VALUE_ZERO;
1860
1861       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1862       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1863
1864       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1865           ss << "\n";
1866
1867       ss << "info"
1868          << " depth "    << d
1869          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1870          << " multipv "  << i + 1
1871          << " score "    << UCI::value(v);
1872
1873       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1874           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1875
1876       if (!tb && i == pvIdx)
1877           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1878
1879       ss << " nodes "    << nodesSearched
1880          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1881
1882       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1883           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1884
1885       ss << " tbhits "   << tbHits
1886          << " time "     << elapsed
1887          << " pv";
1888
1889       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1890           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1891   }
1892
1893   return ss.str();
1894 }
1895
1896
1897 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1898 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1899 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1900 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1901
1902 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1903
1904     StateInfo st;
1905     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1906
1907     bool ttHit;
1908
1909     assert(pv.size() == 1);
1910
1911     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1912         return false;
1913
1914     pos.do_move(pv[0], st);
1915     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1916
1917     if (ttHit)
1918     {
1919         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1920         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1921             pv.push_back(m);
1922     }
1923
1924     pos.undo_move(pv[0]);
1925     return pv.size() > 1;
1926 }
1927
1928 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1929
1930     RootInTB = false;
1931     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1932     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1933     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1934     bool dtz_available = true;
1935
1936     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1937     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1938     if (Cardinality > MaxCardinality)
1939     {
1940         Cardinality = MaxCardinality;
1941         ProbeDepth = 0;
1942     }
1943
1944     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1945     {
1946         // Rank moves using DTZ tables
1947         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1948
1949         if (!RootInTB)
1950         {
1951             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1952             dtz_available = false;
1953             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1954         }
1955     }
1956
1957     if (RootInTB)
1958     {
1959         // Sort moves according to TB rank
1960         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1961                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1962
1963         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1964         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1965             Cardinality = 0;
1966     }
1967     else
1968     {
1969         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1970         for (auto& m : rootMoves)
1971             m.tbRank = 0;
1972     }
1973 }
1974
1975 } // namespace Stockfish