]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
075be835a1aa575f624b1fa2418815b54f67b6c5
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 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(214 * (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, bool rangeReduction) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 534) / 1024 + (!i && r > 904) + rangeReduction;
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
79   }
80
81   // History and stats update bonus, based on depth
82   int stat_bonus(Depth d) {
83     return std::min((6 * d + 229) * d - 215 , 2000);
84   }
85
86   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
87   Value value_draw(Thread* thisThread) {
88     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
89   }
90
91   // Check if the current thread is in a search explosion
92   ExplosionState search_explosion(Thread* thisThread) {
93
94     uint64_t nodesNow = thisThread->nodes;
95     bool explosive =    thisThread->doubleExtensionAverage[WHITE].is_greater(2, 100)
96                      || thisThread->doubleExtensionAverage[BLACK].is_greater(2, 100);
97
98     if (explosive)
99        thisThread->nodesLastExplosive = nodesNow;
100     else
101        thisThread->nodesLastNormal = nodesNow;
102
103     if (   explosive
104         && thisThread->state == EXPLOSION_NONE
105         && nodesNow - thisThread->nodesLastNormal > 6000000)
106         thisThread->state = MUST_CALM_DOWN;
107
108     if (   thisThread->state == MUST_CALM_DOWN
109         && nodesNow - thisThread->nodesLastExplosive > 6000000)
110         thisThread->state = EXPLOSION_NONE;
111
112     return thisThread->state;
113   }
114
115   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
116   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
117   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
118   // results spanning a wide range of k values.
119   struct Skill {
120     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
121         if (uci_elo)
122             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
123         else
124             level = double(skill_level);
125     }
126     bool enabled() const { return level < 20.0; }
127     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
128     Move pick_best(size_t multiPV);
129
130     double level;
131     Move best = MOVE_NONE;
132   };
133
134   template <NodeType nodeType>
135   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
136
137   template <NodeType nodeType>
138   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
139
140   Value value_to_tt(Value v, int ply);
141   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
142   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
143   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
144   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
145   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
146                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
147
148   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
149   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
150   template<bool Root>
151   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
152
153     StateInfo st;
154     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
155
156     uint64_t cnt, nodes = 0;
157     const bool leaf = (depth == 2);
158
159     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
160     {
161         if (Root && depth <= 1)
162             cnt = 1, nodes++;
163         else
164         {
165             pos.do_move(m, st);
166             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
167             nodes += cnt;
168             pos.undo_move(m);
169         }
170         if (Root)
171             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
172     }
173     return nodes;
174   }
175
176 } // namespace
177
178
179 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
180
181 void Search::init() {
182
183   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
184       Reductions[i] = int((21.9 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
185 }
186
187
188 /// Search::clear() resets search state to its initial value
189
190 void Search::clear() {
191
192   Threads.main()->wait_for_search_finished();
193
194   Time.availableNodes = 0;
195   TT.clear();
196   Threads.clear();
197   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
198 }
199
200
201 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
202 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
203
204 void MainThread::search() {
205
206   if (Limits.perft)
207   {
208       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
209       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
210       return;
211   }
212
213   Color us = rootPos.side_to_move();
214   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
215   TT.new_search();
216
217   Eval::NNUE::verify();
218
219   if (rootMoves.empty())
220   {
221       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
222       sync_cout << "info depth 0 score "
223                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
224                 << sync_endl;
225   }
226   else
227   {
228       Threads.start_searching(); // start non-main threads
229       Thread::search();          // main thread start searching
230   }
231
232   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
233   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
234   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
235   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
236   // until the GUI sends one of those commands.
237
238   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
239   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
240
241   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
242   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
243   Threads.stop = true;
244
245   // Wait until all threads have finished
246   Threads.wait_for_search_finished();
247
248   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
249   // the available ones before exiting.
250   if (Limits.npmsec)
251       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
252
253   Thread* bestThread = this;
254   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
255
256   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
257       && !Limits.depth
258       && !skill.enabled()
259       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
260       bestThread = Threads.get_best_thread();
261
262   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
263
264   // Send again PV info if we have a new best thread
265   if (bestThread != this)
266       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
267
268   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
269
270   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
271       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
272
273   std::cout << sync_endl;
274 }
275
276
277 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
278 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
279 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
280
281 void Thread::search() {
282
283   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
284   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
285   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
286   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
287   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
288   Move  pv[MAX_PLY+1];
289   Value bestValue, alpha, beta, delta;
290   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
291   Depth lastBestMoveDepth = 0;
292   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
293   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
294   Color us = rootPos.side_to_move();
295   int iterIdx = 0;
296
297   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
298   for (int i = 7; i > 0; i--)
299       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
300
301   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
302       (ss+i)->ply = i;
303
304   ss->pv = pv;
305
306   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
307   beta = VALUE_INFINITE;
308
309   if (mainThread)
310   {
311       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
312           for (int i = 0; i < 4; ++i)
313               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
314       else
315           for (int i = 0; i < 4; ++i)
316               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
317   }
318
319   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
320   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
321
322   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
323   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
324
325   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
326   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
327   if (skill.enabled())
328       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
329
330   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
331
332   doubleExtensionAverage[WHITE].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
333   doubleExtensionAverage[BLACK].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
334
335   nodesLastExplosive = nodes;
336   nodesLastNormal    = nodes;
337   state = EXPLOSION_NONE;
338   trend = SCORE_ZERO;
339
340   int searchAgainCounter = 0;
341
342   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
343   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
344          && !Threads.stop
345          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
346   {
347       // Age out PV variability metric
348       if (mainThread)
349           totBestMoveChanges /= 2;
350
351       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
352       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
353       for (RootMove& rm : rootMoves)
354           rm.previousScore = rm.score;
355
356       size_t pvFirst = 0;
357       pvLast = 0;
358
359       if (!Threads.increaseDepth)
360          searchAgainCounter++;
361
362       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
363       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
364       {
365           if (pvIdx == pvLast)
366           {
367               pvFirst = pvLast;
368               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
369                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
370                       break;
371           }
372
373           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
374           selDepth = 0;
375
376           // Reset aspiration window starting size
377           if (rootDepth >= 4)
378           {
379               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
380               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
381               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
382               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
383
384               // Adjust trend based on root move's previousScore (dynamic contempt)
385               int tr = 113 * prev / (abs(prev) + 147);
386
387               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
388                                    : -make_score(tr, tr / 2));
389           }
390
391           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
392           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
393           // high/low anymore.
394           int failedHighCnt = 0;
395           while (true)
396           {
397               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
398               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
399
400               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
401               // is done with a stable algorithm because all the values but the
402               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
403               // and we want to keep the same order for all the moves except the
404               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
405               // search the already searched PV lines are preserved.
406               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
407
408               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
409               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
410               // the previous iteration.
411               if (Threads.stop)
412                   break;
413
414               // When failing high/low give some update (without cluttering
415               // the UI) before a re-search.
416               if (   mainThread
417                   && multiPV == 1
418                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
419                   && Time.elapsed() > 3000)
420                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
421
422               // In case of failing low/high increase aspiration window and
423               // re-search, otherwise exit the loop.
424               if (bestValue <= alpha)
425               {
426                   beta = (alpha + beta) / 2;
427                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
428
429                   failedHighCnt = 0;
430                   if (mainThread)
431                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
432               }
433               else if (bestValue >= beta)
434               {
435                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
436                   ++failedHighCnt;
437               }
438               else
439                   break;
440
441               delta += delta / 4 + 5;
442
443               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
444           }
445
446           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
447           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
448
449           if (    mainThread
450               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
451               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
452       }
453
454       if (!Threads.stop)
455           completedDepth = rootDepth;
456
457       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
458          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
459          lastBestMoveDepth = rootDepth;
460       }
461
462       // Have we found a "mate in x"?
463       if (   Limits.mate
464           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
465           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
466           Threads.stop = true;
467
468       if (!mainThread)
469           continue;
470
471       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
472       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
473           skill.pick_best(multiPV);
474
475       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
476       if (    Limits.use_time_management()
477           && !Threads.stop
478           && !mainThread->stopOnPonderhit)
479       {
480           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
481                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
482           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
483
484           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
485           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
486           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
487
488           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
489           for (Thread* th : Threads)
490           {
491               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
492               th->bestMoveChanges = 0;
493           }
494           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
495                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
496           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
497
498           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
499           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
500           if (rootMoves.size() == 1)
501               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
502
503           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
504           if (Time.elapsed() > totalTime)
505           {
506               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
507               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
508               if (mainThread->ponder)
509                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
510               else
511                   Threads.stop = true;
512           }
513           else if (   Threads.increaseDepth
514                    && !mainThread->ponder
515                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
516                    Threads.increaseDepth = false;
517           else
518                    Threads.increaseDepth = true;
519       }
520
521       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
522       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
523   }
524
525   if (!mainThread)
526       return;
527
528   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
529
530   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
531   if (skill.enabled())
532       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
533                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
534 }
535
536
537 namespace {
538
539   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
540
541   template <NodeType nodeType>
542   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
543
544     Thread* thisThread = pos.this_thread();
545
546     // Step 0. Limit search explosion
547     if (   ss->ply > 10
548         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
549         && depth > (ss-1)->depth)
550        depth = (ss-1)->depth;
551
552     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
553     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
554     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
555
556     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
557     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
558     if (   !rootNode
559         && pos.rule50_count() >= 3
560         && alpha < VALUE_DRAW
561         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
562     {
563         alpha = value_draw(pos.this_thread());
564         if (alpha >= beta)
565             return alpha;
566     }
567
568     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
569     if (depth <= 0)
570         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
571
572     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
573     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
574     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
575     assert(!(PvNode && cutNode));
576
577     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
578     StateInfo st;
579     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
580
581     TTEntry* tte;
582     Key posKey;
583     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
584     Depth extension, newDepth;
585     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
586     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
587     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
588          ttCapture, singularQuietLMR;
589     Piece movedPiece;
590     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement;
591
592     // Step 1. Initialize node
593     ss->inCheck        = pos.checkers();
594     priorCapture       = pos.captured_piece();
595     Color us           = pos.side_to_move();
596     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
597     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
598     maxValue           = VALUE_INFINITE;
599
600     // Check for the available remaining time
601     if (thisThread == Threads.main())
602         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
603
604     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
605     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
606         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
607
608     if (!rootNode)
609     {
610         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
611         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
612             || pos.is_draw(ss->ply)
613             || ss->ply >= MAX_PLY)
614             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
615                                                         : value_draw(pos.this_thread());
616
617         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
618         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
619         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
620         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
621         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
622         // mate. In this case return a fail-high score.
623         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
624         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
625         if (alpha >= beta)
626             return alpha;
627     }
628
629     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
630
631     (ss+1)->ttPv         = false;
632     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
633     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
634     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
635     ss->depth            = depth;
636     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
637
638     // Update the running average statistics for double extensions
639     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
640
641     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
642     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
643     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
644     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
645     // LMR which are based on the statScore of parent position.
646     if (!rootNode)
647         (ss+2)->statScore = 0;
648
649     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
650     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
651     // position key in case of an excluded move.
652     excludedMove = ss->excludedMove;
653     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
654     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
655     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
656     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
657             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
658     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
659     if (!excludedMove)
660         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
661
662     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
663     if (   ss->ttPv
664         && depth > 12
665         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
666         && !priorCapture
667         && is_ok((ss-1)->currentMove))
668         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
669
670     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
671     if (  !PvNode
672         && ss->ttHit
673         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
674         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
675         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
676                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
677     {
678         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
679         if (ttMove)
680         {
681             if (ttValue >= beta)
682             {
683                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
684                 if (!ttCapture)
685                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
686
687                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
688                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
689                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
690             }
691             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
692             else if (!ttCapture)
693             {
694                 int penalty = -stat_bonus(depth);
695                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
696                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
697             }
698         }
699
700         // Partial workaround for the graph history interaction problem
701         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
702         if (pos.rule50_count() < 90)
703             return ttValue;
704     }
705
706     // Step 5. Tablebases probe
707     if (!rootNode && TB::Cardinality)
708     {
709         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
710
711         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
712             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
713             &&  pos.rule50_count() == 0
714             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
715         {
716             TB::ProbeState err;
717             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
718
719             // Force check of time on the next occasion
720             if (thisThread == Threads.main())
721                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
722
723             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
724             {
725                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
726
727                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
728
729                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
730                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
731                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
732                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
733
734                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
735                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
736
737                 if (    b == BOUND_EXACT
738                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
739                 {
740                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
741                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
742                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
743
744                     return value;
745                 }
746
747                 if (PvNode)
748                 {
749                     if (b == BOUND_LOWER)
750                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
751                     else
752                         maxValue = value;
753                 }
754             }
755         }
756     }
757
758     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
759
760     // Step 6. Static evaluation of the position
761     if (ss->inCheck)
762     {
763         // Skip early pruning when in check
764         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
765         improving = false;
766         improvement = 0;
767         goto moves_loop;
768     }
769     else if (ss->ttHit)
770     {
771         // Never assume anything about values stored in TT
772         ss->staticEval = eval = tte->eval();
773         if (eval == VALUE_NONE)
774             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
775
776         // Randomize draw evaluation
777         if (eval == VALUE_DRAW)
778             eval = value_draw(thisThread);
779
780         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
781         if (    ttValue != VALUE_NONE
782             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
783             eval = ttValue;
784     }
785     else
786     {
787         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
788
789         // Save static evaluation into transposition table
790         if (!excludedMove)
791             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
792     }
793
794     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
795     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
796     {
797         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1000, 1000);
798         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
799     }
800
801     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
802     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
803     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
804     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
805     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
806                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
807                   :                                    200;
808
809     improving = improvement > 0;
810
811     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
812     // The depth condition is important for mate finding.
813     if (   !PvNode
814         &&  depth < 9
815         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
816         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
817         return eval;
818
819     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
820     if (   !PvNode
821         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
822         && (ss-1)->statScore < 23767
823         &&  eval >= beta
824         &&  eval >= ss->staticEval
825         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204
826         && !excludedMove
827         &&  pos.non_pawn_material(us)
828         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
829     {
830         assert(eval - beta >= 0);
831
832         // Null move dynamic reduction based on depth and value
833         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
834
835         ss->currentMove = MOVE_NULL;
836         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
837
838         pos.do_null_move(st);
839
840         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
841
842         pos.undo_null_move();
843
844         if (nullValue >= beta)
845         {
846             // Do not return unproven mate or TB scores
847             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
848                 nullValue = beta;
849
850             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
851                 return nullValue;
852
853             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
854
855             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
856             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
857             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
858             thisThread->nmpColor = us;
859
860             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
861
862             thisThread->nmpMinPly = 0;
863
864             if (v >= beta)
865                 return nullValue;
866         }
867     }
868
869     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
870
871     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
872     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
873     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
874     if (   !PvNode
875         &&  depth > 4
876         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
877         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
878         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
879         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
880         // so effective depth is equal to depth - 3
881         && !(   ss->ttHit
882              && tte->depth() >= depth - 3
883              && ttValue != VALUE_NONE
884              && ttValue < probCutBeta))
885     {
886         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
887
888         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
889         bool ttPv = ss->ttPv;
890         ss->ttPv = false;
891
892         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
893             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
894             {
895                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
896                 assert(depth >= 5);
897
898                 captureOrPromotion = true;
899
900                 ss->currentMove = move;
901                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
902                                                                           [captureOrPromotion]
903                                                                           [pos.moved_piece(move)]
904                                                                           [to_sq(move)];
905
906                 pos.do_move(move, st);
907
908                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
909                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
910
911                 // If the qsearch held, perform the regular search
912                 if (value >= probCutBeta)
913                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
914
915                 pos.undo_move(move);
916
917                 if (value >= probCutBeta)
918                 {
919                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
920                     if ( !(ss->ttHit
921                        && tte->depth() >= depth - 3
922                        && ttValue != VALUE_NONE))
923                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
924                             BOUND_LOWER,
925                             depth - 3, move, ss->staticEval);
926                     return value;
927                 }
928             }
929          ss->ttPv = ttPv;
930     }
931
932     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
933     if (   PvNode
934         && depth >= 6
935         && !ttMove)
936         depth -= 2;
937
938     if (   cutNode
939         && depth >= 9
940         && !ttMove)
941         depth--;
942
943 moves_loop: // When in check, search starts here
944
945     int rangeReduction = 0;
946
947     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
948     probCutBeta = beta + 409;
949     if (   ss->inCheck
950         && !PvNode
951         && depth >= 4
952         && ttCapture
953         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
954         && tte->depth() >= depth - 3
955         && ttValue >= probCutBeta
956         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
957         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
958        )
959         return probCutBeta;
960
961
962     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
963                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
964                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
965
966     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
967
968     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
969                                       &thisThread->lowPlyHistory,
970                                       &captureHistory,
971                                       contHist,
972                                       countermove,
973                                       ss->killers,
974                                       ss->ply);
975
976     value = bestValue;
977     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
978
979     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
980     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
981     bool likelyFailLow =    PvNode
982                          && ttMove
983                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
984                          && tte->depth() >= depth;
985
986     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
987     // or a beta cutoff occurs.
988     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
989     {
990       assert(is_ok(move));
991
992       if (move == excludedMove)
993           continue;
994
995       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
996       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
997       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
998       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
999       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
1000                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
1001           continue;
1002
1003       // Check for legality
1004       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1005           continue;
1006
1007       ss->moveCount = ++moveCount;
1008
1009       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1010           sync_cout << "info depth " << depth
1011                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1012                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1013       if (PvNode)
1014           (ss+1)->pv = nullptr;
1015
1016       extension = 0;
1017       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1018       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1019       givesCheck = pos.gives_check(move);
1020
1021       // Calculate new depth for this move
1022       newDepth = depth - 1;
1023
1024       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1025       if (  !rootNode
1026           && pos.non_pawn_material(us)
1027           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1028       {
1029           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1030           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1031
1032           // Reduced depth of the next LMR search
1033           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2), 0);
1034
1035           if (   captureOrPromotion
1036               || givesCheck)
1037           {
1038               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1039               if (   !givesCheck
1040                   && lmrDepth < 1
1041                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1042                   continue;
1043
1044               // SEE based pruning
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1046                   continue;
1047           }
1048           else
1049           {
1050               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1051               if (lmrDepth < 5
1052                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1053                   + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1054                   + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] < -3000 * depth + 3000)
1055                   continue;
1056
1057               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1058               if (   !ss->inCheck
1059                   && lmrDepth < 8
1060                   && ss->staticEval + 172 + 145 * lmrDepth <= alpha)
1061                   continue;
1062
1063               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1064               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1065                   continue;
1066           }
1067       }
1068
1069       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1070
1071       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1072       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1073       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1074       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1075       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1076       if (   !rootNode
1077           &&  depth >= 7
1078           &&  move == ttMove
1079           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1080        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1081           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1082           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1083           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1084       {
1085           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1086           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1087
1088           ss->excludedMove = move;
1089           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1090           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1091
1092           if (value < singularBeta)
1093           {
1094               extension = 1;
1095               singularQuietLMR = !ttCapture;
1096
1097               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1098               if (   !PvNode
1099                   && value < singularBeta - 75
1100                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1101                   extension = 2;
1102           }
1103
1104           // Multi-cut pruning
1105           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1106           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1107           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1108           // a soft bound.
1109           else if (singularBeta >= beta)
1110               return singularBeta;
1111
1112           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1113           else if (ttValue >= beta)
1114               extension = -2;
1115       }
1116
1117       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1118       else if (   (PvNode || cutNode)
1119                && captureOrPromotion
1120                && moveCount != 1)
1121           extension = 1;
1122
1123       // Check extensions
1124       else if (   givesCheck
1125                && depth > 6
1126                && abs(ss->staticEval) > 100)
1127           extension = 1;
1128
1129       // Quiet ttMove extensions
1130       else if (   PvNode
1131                && move == ttMove
1132                && move == ss->killers[0]
1133                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1134           extension = 1;
1135
1136       // Add extension to new depth
1137       newDepth += extension;
1138       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1139
1140       // Speculative prefetch as early as possible
1141       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1142
1143       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1144       ss->currentMove = move;
1145       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1146                                                                 [captureOrPromotion]
1147                                                                 [movedPiece]
1148                                                                 [to_sq(move)];
1149
1150       // Step 15. Make the move
1151       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1152
1153       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1154       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1155       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1156       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1157       if (    depth >= 3
1158           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1159           && (   !ss->ttPv
1160               || !captureOrPromotion
1161               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1162       {
1163           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2);
1164
1165           // Decrease reduction if on the PV (~2 Elo)
1166           if (   PvNode
1167               && bestMoveCount <= 3)
1168               r--;
1169
1170           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1171           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1172           if (   ss->ttPv
1173               && !likelyFailLow)
1174               r -= 2;
1175
1176           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1177           if (   (rootNode || !PvNode)
1178               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1179               r++;
1180
1181           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1182           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1183               r--;
1184
1185           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1186           if (singularQuietLMR)
1187               r--;
1188
1189           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1190           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1191               r += 2;
1192
1193           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1194           if (ttCapture)
1195               r++;
1196
1197           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1198                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1199                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1200                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1201                          - 4923;
1202
1203           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1204           r -= ss->statScore / 14721;
1205
1206           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1207           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1208           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1209           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1210                        : moveCount <= 5            ? 2
1211                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1212                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1213                        :                             0;
1214
1215           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1216
1217           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1218
1219           // Range reductions (~3 Elo)
1220           if (ss->staticEval - value < 30 && depth > 7)
1221               rangeReduction++;
1222
1223           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1224           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1225           didLMR = true;
1226       }
1227       else
1228       {
1229           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1230           didLMR = false;
1231       }
1232
1233       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1234       if (doFullDepthSearch)
1235       {
1236           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1237
1238           // If the move passed LMR update its stats
1239           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1240           {
1241               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1242                                         : -stat_bonus(newDepth);
1243
1244               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1245           }
1246       }
1247
1248       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1249       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1250       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1251       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1252       {
1253           (ss+1)->pv = pv;
1254           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1255
1256           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1257                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1258       }
1259
1260       // Step 18. Undo move
1261       pos.undo_move(move);
1262
1263       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1264
1265       // Step 19. Check for a new best move
1266       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1267       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1268       // updating best move, PV and TT.
1269       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1270           return VALUE_ZERO;
1271
1272       if (rootNode)
1273       {
1274           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1275                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1276
1277           // PV move or new best move?
1278           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1279           {
1280               rm.score = value;
1281               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1282               rm.pv.resize(1);
1283
1284               assert((ss+1)->pv);
1285
1286               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1287                   rm.pv.push_back(*m);
1288
1289               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1290               // This information is used for time management and LMR. In MultiPV mode,
1291               // we must take care to only do this for the first PV line.
1292               if (   moveCount > 1
1293                   && !thisThread->pvIdx)
1294                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1295           }
1296           else
1297               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1298               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1299               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1300               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1301       }
1302
1303       if (value > bestValue)
1304       {
1305           bestValue = value;
1306
1307           if (value > alpha)
1308           {
1309               bestMove = move;
1310
1311               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1312                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1313
1314               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1315               {
1316                   alpha = value;
1317                   bestMoveCount++;
1318               }
1319               else
1320               {
1321                   assert(value >= beta); // Fail high
1322                   break;
1323               }
1324           }
1325       }
1326
1327       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1328       if (move != bestMove)
1329       {
1330           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1331               capturesSearched[captureCount++] = move;
1332
1333           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1334               quietsSearched[quietCount++] = move;
1335       }
1336     }
1337
1338     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1339     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1340     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1341     /*
1342        if (Threads.stop)
1343         return VALUE_DRAW;
1344     */
1345
1346     // Step 20. Check for mate and stalemate
1347     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1348     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1349     // return a fail low score.
1350
1351     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1352
1353     if (!moveCount)
1354         bestValue = excludedMove ? alpha :
1355                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1356                                  : VALUE_DRAW;
1357
1358     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1359     else if (bestMove)
1360         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1361                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1362
1363     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1364     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1365              && !priorCapture)
1366         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + (PvNode || cutNode)));
1367
1368     if (PvNode)
1369         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1370
1371     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1372     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1373     if (bestValue <= alpha)
1374         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1375     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1376     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1377     else if (depth > 3)
1378         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1379
1380     // Write gathered information in transposition table
1381     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1382         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1383                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1384                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1385                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1386
1387     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1388
1389     return bestValue;
1390   }
1391
1392
1393   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1394   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1395   template <NodeType nodeType>
1396   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1397
1398     static_assert(nodeType != Root);
1399     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1400
1401     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1402     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1403     assert(depth <= 0);
1404
1405     Move pv[MAX_PLY+1];
1406     StateInfo st;
1407     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1408
1409     TTEntry* tte;
1410     Key posKey;
1411     Move ttMove, move, bestMove;
1412     Depth ttDepth;
1413     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1414     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1415     int moveCount;
1416
1417     if (PvNode)
1418     {
1419         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1420         (ss+1)->pv = pv;
1421         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1422     }
1423
1424     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1425     bestMove = MOVE_NONE;
1426     ss->inCheck = pos.checkers();
1427     moveCount = 0;
1428
1429     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1430     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1431         || ss->ply >= MAX_PLY)
1432         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1433
1434     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1435
1436     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1437     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1438     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1439     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1440                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1441     // Transposition table lookup
1442     posKey = pos.key();
1443     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1444     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1445     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1446     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1447
1448     if (  !PvNode
1449         && ss->ttHit
1450         && tte->depth() >= ttDepth
1451         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1452         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1453                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1454         return ttValue;
1455
1456     // Evaluate the position statically
1457     if (ss->inCheck)
1458     {
1459         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1460         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1461     }
1462     else
1463     {
1464         if (ss->ttHit)
1465         {
1466             // Never assume anything about values stored in TT
1467             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1468                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1469
1470             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1471             if (    ttValue != VALUE_NONE
1472                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1473                 bestValue = ttValue;
1474         }
1475         else
1476             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1477             ss->staticEval = bestValue =
1478             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1479                                              : -(ss-1)->staticEval;
1480
1481         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1482         if (bestValue >= beta)
1483         {
1484             // Save gathered info in transposition table
1485             if (!ss->ttHit)
1486                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1487                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1488
1489             return bestValue;
1490         }
1491
1492         if (PvNode && bestValue > alpha)
1493             alpha = bestValue;
1494
1495         futilityBase = bestValue + 155;
1496     }
1497
1498     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1499                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1500                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1501
1502     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1503     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1504     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1505     // will be generated.
1506     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1507                                       &thisThread->captureHistory,
1508                                       contHist,
1509                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1510
1511     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1512     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1513     {
1514       assert(is_ok(move));
1515
1516       // Check for legality
1517       if (!pos.legal(move))
1518           continue;
1519
1520       givesCheck = pos.gives_check(move);
1521       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1522
1523       moveCount++;
1524
1525       // Futility pruning and moveCount pruning
1526       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1527           && !givesCheck
1528           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1529           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1530       {
1531
1532           if (moveCount > 2)
1533               continue;
1534
1535           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1536
1537           if (futilityValue <= alpha)
1538           {
1539               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1540               continue;
1541           }
1542
1543           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1544           {
1545               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1546               continue;
1547           }
1548       }
1549
1550       // Do not search moves with negative SEE values
1551       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1552           && !pos.see_ge(move))
1553           continue;
1554
1555       // Speculative prefetch as early as possible
1556       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1557
1558       ss->currentMove = move;
1559       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1560                                                                 [captureOrPromotion]
1561                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1562                                                                 [to_sq(move)];
1563
1564       // Continuation history based pruning
1565       if (  !captureOrPromotion
1566           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1567           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1568           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1569           continue;
1570
1571       // Make and search the move
1572       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1573       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1574       pos.undo_move(move);
1575
1576       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1577
1578       // Check for a new best move
1579       if (value > bestValue)
1580       {
1581           bestValue = value;
1582
1583           if (value > alpha)
1584           {
1585               bestMove = move;
1586
1587               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1588                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1589
1590               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1591                   alpha = value;
1592               else
1593                   break; // Fail high
1594           }
1595        }
1596     }
1597
1598     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1599     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1600     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1601     {
1602         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1603
1604         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1605     }
1606
1607     // Save gathered info in transposition table
1608     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1609               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1610               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1611               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1612
1613     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1614
1615     return bestValue;
1616   }
1617
1618
1619   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1620   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1621   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1622
1623   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1624
1625     assert(v != VALUE_NONE);
1626
1627     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1628           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1629   }
1630
1631
1632   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1633   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1634   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1635   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1636   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1637
1638   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1639
1640     if (v == VALUE_NONE)
1641         return VALUE_NONE;
1642
1643     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1644     {
1645         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1646             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1647
1648         return v - ply;
1649     }
1650
1651     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1652     {
1653         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1654             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1655
1656         return v + ply;
1657     }
1658
1659     return v;
1660   }
1661
1662
1663   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1664
1665   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1666
1667     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1668         *pv++ = *childPv++;
1669     *pv = MOVE_NONE;
1670   }
1671
1672
1673   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1674
1675   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1676                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1677
1678     int bonus1, bonus2;
1679     Color us = pos.side_to_move();
1680     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1681     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1682     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1683     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1684
1685     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1686     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1687                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1688
1689     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1690     {
1691         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1692         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1693
1694         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1695         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1696         {
1697             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1698             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1699         }
1700     }
1701     else
1702         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1703         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1704
1705     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1706     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1707     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1708         && !pos.captured_piece())
1709             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1710
1711     // Decrease stats for all non-best capture moves
1712     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1713     {
1714         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1715         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1716         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1717     }
1718   }
1719
1720
1721   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1722   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1723
1724   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1725
1726     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1727     {
1728         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1729         if (ss->inCheck && i > 2)
1730             break;
1731         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1732             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1733     }
1734   }
1735
1736
1737   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1738
1739   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1740
1741     // Update killers
1742     if (ss->killers[0] != move)
1743     {
1744         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1745         ss->killers[0] = move;
1746     }
1747
1748     Color us = pos.side_to_move();
1749     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1750     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1751     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1752
1753     // Penalty for reversed move in case of moved piece not being a pawn
1754     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1755         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1756
1757     // Update countermove history
1758     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1759     {
1760         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1761         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1762     }
1763
1764     // Update low ply history
1765     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1766         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1767   }
1768
1769   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1770   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1771
1772   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1773
1774     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1775     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1776
1777     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1778     Value topScore = rootMoves[0].score;
1779     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1780     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1781     double weakness = 120 - 2 * level;
1782
1783     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1784     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1785     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1786     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1787     {
1788         // This is our magic formula
1789         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1790                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1791
1792         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1793         {
1794             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1795             best = rootMoves[i].pv[0];
1796         }
1797     }
1798
1799     return best;
1800   }
1801
1802 } // namespace
1803
1804
1805 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1806 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1807
1808 void MainThread::check_time() {
1809
1810   if (--callsCnt > 0)
1811       return;
1812
1813   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1814   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1815
1816   static TimePoint lastInfoTime = now();
1817
1818   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1819   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1820
1821   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1822   {
1823       lastInfoTime = tick;
1824       dbg_print();
1825   }
1826
1827   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1828   if (ponder)
1829       return;
1830
1831   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1832       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1833       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1834       Threads.stop = true;
1835 }
1836
1837
1838 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1839 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1840
1841 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1842
1843   std::stringstream ss;
1844   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1845   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1846   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1847   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1848   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1849   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1850
1851   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1852   {
1853       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1854
1855       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1856           continue;
1857
1858       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1859       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1860
1861       if (v == -VALUE_INFINITE)
1862           v = VALUE_ZERO;
1863
1864       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1865       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1866
1867       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1868           ss << "\n";
1869
1870       ss << "info"
1871          << " depth "    << d
1872          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1873          << " multipv "  << i + 1
1874          << " score "    << UCI::value(v);
1875
1876       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1877           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1878
1879       if (!tb && i == pvIdx)
1880           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1881
1882       ss << " nodes "    << nodesSearched
1883          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1884
1885       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1886           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1887
1888       ss << " tbhits "   << tbHits
1889          << " time "     << elapsed
1890          << " pv";
1891
1892       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1893           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1894   }
1895
1896   return ss.str();
1897 }
1898
1899
1900 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1901 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1902 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1903 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1904
1905 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1906
1907     StateInfo st;
1908     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1909
1910     bool ttHit;
1911
1912     assert(pv.size() == 1);
1913
1914     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1915         return false;
1916
1917     pos.do_move(pv[0], st);
1918     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1919
1920     if (ttHit)
1921     {
1922         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1923         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1924             pv.push_back(m);
1925     }
1926
1927     pos.undo_move(pv[0]);
1928     return pv.size() > 1;
1929 }
1930
1931 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1932
1933     RootInTB = false;
1934     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1935     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1936     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1937     bool dtz_available = true;
1938
1939     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1940     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1941     if (Cardinality > MaxCardinality)
1942     {
1943         Cardinality = MaxCardinality;
1944         ProbeDepth = 0;
1945     }
1946
1947     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1948     {
1949         // Rank moves using DTZ tables
1950         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1951
1952         if (!RootInTB)
1953         {
1954             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1955             dtz_available = false;
1956             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1957         }
1958     }
1959
1960     if (RootInTB)
1961     {
1962         // Sort moves according to TB rank
1963         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1964                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1965
1966         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1967         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1968             Cardinality = 0;
1969     }
1970     else
1971     {
1972         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1973         for (auto& m : rootMoves)
1974             m.tbRank = 0;
1975     }
1976 }
1977
1978 } // namespace Stockfish