]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
0c8377d01ed6712630efaa665adf4aeb645906c4
[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(165 * (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 + 1642 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 916);
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((12 * d + 282) * d - 349 , 1480);
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((20.26 + 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) << 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(155, 1);
311
312   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
313
314   int searchAgainCounter = 0;
315
316   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
317   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
318          && !Threads.stop
319          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
320   {
321       // Age out PV variability metric
322       if (mainThread)
323           totBestMoveChanges /= 2;
324
325       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
326       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
327       for (RootMove& rm : rootMoves)
328           rm.previousScore = rm.score;
329
330       size_t pvFirst = 0;
331       pvLast = 0;
332
333       if (!Threads.increaseDepth)
334          searchAgainCounter++;
335
336       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
337       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
338       {
339           if (pvIdx == pvLast)
340           {
341               pvFirst = pvLast;
342               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
343                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
344                       break;
345           }
346
347           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
348           selDepth = 0;
349
350           // Reset aspiration window starting size
351           if (rootDepth >= 4)
352           {
353               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
354               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15620;
355               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
356               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
357
358               // Adjust optimism based on root move's previousScore
359               int opt = 118 * prev / (std::abs(prev) + 169);
360               optimism[ us] = Value(opt);
361               optimism[~us] = -optimism[us];
362           }
363
364           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
365           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
366           // high/low anymore.
367           int failedHighCnt = 0;
368           while (true)
369           {
370               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
371               // four searchAgain steps (see issue #2717).
372               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
373               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
374
375               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
376               // is done with a stable algorithm because all the values but the
377               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
378               // and we want to keep the same order for all the moves except the
379               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
380               // search the already searched PV lines are preserved.
381               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
382
383               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
384               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
385               // the previous iteration.
386               if (Threads.stop)
387                   break;
388
389               // When failing high/low give some update (without cluttering
390               // the UI) before a re-search.
391               if (   mainThread
392                   && multiPV == 1
393                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
394                   && Time.elapsed() > 3000)
395                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
396
397               // In case of failing low/high increase aspiration window and
398               // re-search, otherwise exit the loop.
399               if (bestValue <= alpha)
400               {
401                   beta = (alpha + beta) / 2;
402                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
403
404                   failedHighCnt = 0;
405                   if (mainThread)
406                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
407               }
408               else if (bestValue >= beta)
409               {
410                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
411                   ++failedHighCnt;
412               }
413               else
414                   break;
415
416               delta += delta / 4 + 2;
417
418               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
419           }
420
421           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
422           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
423
424           if (    mainThread
425               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
426               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
427       }
428
429       if (!Threads.stop)
430           completedDepth = rootDepth;
431
432       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
433          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
434          lastBestMoveDepth = rootDepth;
435       }
436
437       // Have we found a "mate in x"?
438       if (   Limits.mate
439           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
440           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
441           Threads.stop = true;
442
443       if (!mainThread)
444           continue;
445
446       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
447       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
448           skill.pick_best(multiPV);
449
450       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
451       for (Thread* th : Threads)
452       {
453           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
454           th->bestMoveChanges = 0;
455       }
456
457       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
458       if (    Limits.use_time_management()
459           && !Threads.stop
460           && !mainThread->stopOnPonderhit)
461       {
462           double fallingEval = (71 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
463                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 656.7;
464           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
465
466           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
467           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.37 : 0.65;
468           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.15 * timeReduction);
469           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
470           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
471           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 261) / 1738.7, 1.5);
472
473           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
474
475           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
476           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
477           if (rootMoves.size() == 1)
478               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
479
480           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
481           if (Time.elapsed() > totalTime)
482           {
483               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
484               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
485               if (mainThread->ponder)
486                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
487               else
488                   Threads.stop = true;
489           }
490           else if (   !mainThread->ponder
491                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.53)
492               Threads.increaseDepth = false;
493           else
494               Threads.increaseDepth = true;
495       }
496
497       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
498       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
499   }
500
501   if (!mainThread)
502       return;
503
504   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
505
506   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
507   if (skill.enabled())
508       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
509                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
510 }
511
512
513 namespace {
514
515   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
516
517   template <NodeType nodeType>
518   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
519
520     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
521     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
522     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
523
524     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
525     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
526     if (   !rootNode
527         && pos.rule50_count() >= 3
528         && alpha < VALUE_DRAW
529         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
530     {
531         alpha = value_draw(pos.this_thread());
532         if (alpha >= beta)
533             return alpha;
534     }
535
536     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
537     if (depth <= 0)
538         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
539
540     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
541     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
542     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
543     assert(!(PvNode && cutNode));
544
545     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
546     StateInfo st;
547     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
548
549     TTEntry* tte;
550     Key posKey;
551     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
552     Depth extension, newDepth;
553     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
554     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
555     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
556     Piece movedPiece;
557     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
558
559     // Step 1. Initialize node
560     Thread* thisThread = pos.this_thread();
561     ss->inCheck        = pos.checkers();
562     priorCapture       = pos.captured_piece();
563     Color us           = pos.side_to_move();
564     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
565     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
566     maxValue           = VALUE_INFINITE;
567
568     // Check for the available remaining time
569     if (thisThread == Threads.main())
570         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
571
572     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
573     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
574         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
575
576     if (!rootNode)
577     {
578         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
579         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
580             || pos.is_draw(ss->ply)
581             || ss->ply >= MAX_PLY)
582             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
583                                                         : value_draw(pos.this_thread());
584
585         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
586         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
587         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
588         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
589         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
590         // mate. In this case return a fail-high score.
591         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
592         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
593         if (alpha >= beta)
594             return alpha;
595     }
596     else
597         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
598
599     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
600
601     (ss+1)->ttPv         = false;
602     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
603     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
604     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
605     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
606     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
607
608     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
609     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
610     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
611     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
612     // LMR which are based on the statScore of parent position.
613     if (!rootNode)
614         (ss+2)->statScore = 0;
615
616     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
617     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
618     // position key in case of an excluded move.
619     excludedMove = ss->excludedMove;
620     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
621     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
622     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
623     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
624             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
625     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
626     if (!excludedMove)
627         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
628
629     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
630     if (  !PvNode
631         && ss->ttHit
632         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
633         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
634         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
635     {
636         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
637         if (ttMove)
638         {
639             if (ttValue >= beta)
640             {
641                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
642                 if (!ttCapture)
643                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
644
645                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
646                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
647                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
648             }
649             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
650             else if (!ttCapture)
651             {
652                 int penalty = -stat_bonus(depth);
653                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
654                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
655             }
656         }
657
658         // Partial workaround for the graph history interaction problem
659         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
660         if (pos.rule50_count() < 90)
661             return ttValue;
662     }
663
664     // Step 5. Tablebases probe
665     if (!rootNode && TB::Cardinality)
666     {
667         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
668
669         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
670             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
671             &&  pos.rule50_count() == 0
672             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
673         {
674             TB::ProbeState err;
675             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
676
677             // Force check of time on the next occasion
678             if (thisThread == Threads.main())
679                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
680
681             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
682             {
683                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
684
685                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
686
687                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
688                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
689                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
690                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
691
692                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
693                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
694
695                 if (    b == BOUND_EXACT
696                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
697                 {
698                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
699                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
700                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
701
702                     return value;
703                 }
704
705                 if (PvNode)
706                 {
707                     if (b == BOUND_LOWER)
708                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
709                     else
710                         maxValue = value;
711                 }
712             }
713         }
714     }
715
716     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
717
718     // Step 6. Static evaluation of the position
719     if (ss->inCheck)
720     {
721         // Skip early pruning when in check
722         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
723         improving = false;
724         improvement = 0;
725         complexity = 0;
726         goto moves_loop;
727     }
728     else if (ss->ttHit)
729     {
730         // Never assume anything about values stored in TT
731         ss->staticEval = eval = tte->eval();
732         if (eval == VALUE_NONE)
733             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
734         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
735             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
736
737         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
738         if (    ttValue != VALUE_NONE
739             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
740             eval = ttValue;
741     }
742     else
743     {
744         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
745
746         // Save static evaluation into transposition table
747         if (!excludedMove)
748             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
749     }
750
751     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
752
753     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
754     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
755     {
756         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1914, 1914);
757         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
758     }
759
760     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
761     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
762     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
763     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
764     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
765                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
766                   :                                    168;
767     improving = improvement > 0;
768
769     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
770     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
771     // return a fail low.
772     if (eval < alpha - 369 - 254 * depth * depth)
773     {
774         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
775         if (value < alpha)
776             return value;
777     }
778
779     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
780     // The depth condition is important for mate finding.
781     if (   !ss->ttPv
782         &&  depth < 8
783         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 303 >= beta
784         &&  eval >= beta
785         &&  eval < 28031) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
786         return eval;
787
788     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
789     if (   !PvNode
790         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
791         && (ss-1)->statScore < 17139
792         &&  eval >= beta
793         &&  eval >= ss->staticEval
794         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 233 + complexity / 25
795         && !excludedMove
796         &&  pos.non_pawn_material(us)
797         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
798     {
799         assert(eval - beta >= 0);
800
801         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
802         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 7) + depth / 3 + 4 - (complexity > 861);
803
804         ss->currentMove = MOVE_NULL;
805         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
806
807         pos.do_null_move(st);
808
809         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
810
811         pos.undo_null_move();
812
813         if (nullValue >= beta)
814         {
815             // Do not return unproven mate or TB scores
816             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
817                 nullValue = beta;
818
819             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
820                 return nullValue;
821
822             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
823
824             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
825             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
826             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
827             thisThread->nmpColor = us;
828
829             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
830
831             thisThread->nmpMinPly = 0;
832
833             if (v >= beta)
834                 return nullValue;
835         }
836     }
837
838     probCutBeta = beta + 191 - 54 * improving;
839
840     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
841     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
842     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
843     if (   !PvNode
844         &&  depth > 4
845         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
846         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
847         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
848         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
849         // so effective depth is equal to depth - 3
850         && !(   ss->ttHit
851              && tte->depth() >= depth - 3
852              && ttValue != VALUE_NONE
853              && ttValue < probCutBeta))
854     {
855         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
856
857         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
858
859         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
860             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
861             {
862                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
863
864                 ss->currentMove = move;
865                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
866                                                                           [true]
867                                                                           [pos.moved_piece(move)]
868                                                                           [to_sq(move)];
869
870                 pos.do_move(move, st);
871
872                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
873                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
874
875                 // If the qsearch held, perform the regular search
876                 if (value >= probCutBeta)
877                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
878
879                 pos.undo_move(move);
880
881                 if (value >= probCutBeta)
882                 {
883                     // Save ProbCut data into transposition table
884                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
885                     return value;
886                 }
887             }
888     }
889
890     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
891     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
892     if (    PvNode
893         && !ttMove)
894         depth -= 3;
895
896     if (depth <= 0)
897         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
898
899     if (    cutNode
900         &&  depth >= 9
901         && !ttMove)
902         depth -= 2;
903
904 moves_loop: // When in check, search starts here
905
906     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
907     probCutBeta = beta + 417;
908     if (   ss->inCheck
909         && !PvNode
910         && depth >= 2
911         && ttCapture
912         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
913         && tte->depth() >= depth - 3
914         && ttValue >= probCutBeta
915         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
916         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
917        )
918         return probCutBeta;
919
920
921     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
922                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
923                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
924
925     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
926
927     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
928                                       &captureHistory,
929                                       contHist,
930                                       countermove,
931                                       ss->killers);
932
933     value = bestValue;
934     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
935
936     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
937     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
938     bool likelyFailLow =    PvNode
939                          && ttMove
940                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
941                          && tte->depth() >= depth;
942
943     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
944     // or a beta cutoff occurs.
945     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
946     {
947       assert(is_ok(move));
948
949       if (move == excludedMove)
950           continue;
951
952       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
953       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
954       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
955       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
956       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
957                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
958           continue;
959
960       // Check for legality
961       if (!rootNode && !pos.legal(move))
962           continue;
963
964       ss->moveCount = ++moveCount;
965
966       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
967           sync_cout << "info depth " << depth
968                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
969                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
970       if (PvNode)
971           (ss+1)->pv = nullptr;
972
973       extension = 0;
974       capture = pos.capture(move);
975       movedPiece = pos.moved_piece(move);
976       givesCheck = pos.gives_check(move);
977
978       // Calculate new depth for this move
979       newDepth = depth - 1;
980
981       Value delta = beta - alpha;
982
983       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
984       if (  !rootNode
985           && pos.non_pawn_material(us)
986           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
987       {
988           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
989           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
990
991           // Reduced depth of the next LMR search
992           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
993
994           if (   capture
995               || givesCheck)
996           {
997               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
998               if (   !givesCheck
999                   && !PvNode
1000                   && lmrDepth < 7
1001                   && !ss->inCheck
1002                   && ss->staticEval + 180 + 201 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1003                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1004                   continue;
1005
1006               // SEE based pruning (~11 Elo)
1007               if (!pos.see_ge(move, Value(-222) * depth))
1008                   continue;
1009           }
1010           else
1011           {
1012               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1013                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1014                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1015
1016               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1017               if (   lmrDepth < 5
1018                   && history < -3875 * (depth - 1))
1019                   continue;
1020
1021               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1022
1023               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1024               if (   !ss->inCheck
1025                   && lmrDepth < 13
1026                   && ss->staticEval + 106 + 145 * lmrDepth + history / 52 <= alpha)
1027                   continue;
1028
1029               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1030               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1031                   continue;
1032           }
1033       }
1034
1035       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1036       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1037       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1038       {
1039           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1040           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1041           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1042           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1043           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1044           if (   !rootNode
1045               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 24) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1046               &&  move == ttMove
1047               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1048            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1049               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1050               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1051               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1052           {
1053               Value singularBeta = ttValue - (3 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1054               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1055
1056               ss->excludedMove = move;
1057               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1058               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1059
1060               if (value < singularBeta)
1061               {
1062                   extension = 1;
1063                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1064
1065                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1066                   if (  !PvNode
1067                       && value < singularBeta - 25
1068                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1069                   {
1070                       extension = 2;
1071                       depth += depth < 12;
1072                   }
1073               }
1074
1075               // Multi-cut pruning
1076               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1077               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1078               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1079               // a soft bound.
1080               else if (singularBeta >= beta)
1081                   return singularBeta;
1082
1083               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1084               else if (ttValue >= beta)
1085                   extension = -2;
1086
1087               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1088               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1089                   extension = -1;
1090           }
1091
1092           // Check extensions (~1 Elo)
1093           else if (   givesCheck
1094                    && depth > 9
1095                    && abs(ss->staticEval) > 82)
1096               extension = 1;
1097
1098           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1099           else if (   PvNode
1100                    && move == ttMove
1101                    && move == ss->killers[0]
1102                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5177)
1103               extension = 1;
1104       }
1105
1106       // Add extension to new depth
1107       newDepth += extension;
1108       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1109
1110       // Speculative prefetch as early as possible
1111       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1112
1113       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1114       ss->currentMove = move;
1115       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1116                                                                 [capture]
1117                                                                 [movedPiece]
1118                                                                 [to_sq(move)];
1119
1120       // Step 16. Make the move
1121       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1122
1123       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1124
1125       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1126       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1127       if (   ss->ttPv
1128           && !likelyFailLow)
1129           r -= 2;
1130
1131       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1132       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1133           r--;
1134
1135       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1136       if (cutNode)
1137           r += 2;
1138
1139       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1140       if (ttCapture)
1141           r++;
1142
1143       // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1144       if (PvNode)
1145           r -= 1 + 11 / (3 + depth);
1146
1147       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1148       if (singularQuietLMR)
1149           r--;
1150
1151       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1152       if (   depth > 9
1153           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1154           r--;
1155
1156       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1157       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1158           r++;
1159
1160       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1161                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1162                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1163                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1164                      - 4433;
1165
1166       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1167       r -= ss->statScore / (13000 + 4152 * (depth > 7 && depth < 19));
1168
1169       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1170       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1171       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1172       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1173       if (    depth >= 2
1174           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1175           && (   !ss->ttPv
1176               || !capture
1177               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1178       {
1179           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1180           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1181           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1182           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1183
1184           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1185
1186           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1187           if (value > alpha && d < newDepth)
1188           {
1189               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1190               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1191               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 64 + 11 * (newDepth - d));
1192               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 582 && ss->doubleExtensions <= 5;
1193               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1194
1195               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1196
1197               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1198
1199               if (newDepth > d)
1200                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1201
1202               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1203                                         : -stat_bonus(newDepth);
1204
1205               if (capture)
1206                   bonus /= 6;
1207
1208               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1209           }
1210       }
1211
1212       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1213       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1214       {
1215                value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1216       }
1217
1218       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1219       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1220       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1221       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1222       {
1223           (ss+1)->pv = pv;
1224           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1225
1226           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1227                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1228       }
1229
1230       // Step 19. Undo move
1231       pos.undo_move(move);
1232
1233       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1234
1235       // Step 20. Check for a new best move
1236       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1237       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1238       // updating best move, PV and TT.
1239       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1240           return VALUE_ZERO;
1241
1242       if (rootNode)
1243       {
1244           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1245                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1246
1247           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1248
1249           // PV move or new best move?
1250           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1251           {
1252               rm.score =  rm.uciScore = value;
1253               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1254               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1255
1256               if (value >= beta) {
1257                  rm.scoreLowerbound = true;
1258                  rm.uciScore = beta;
1259               }
1260               else if (value <= alpha) {
1261                  rm.scoreUpperbound = true;
1262                  rm.uciScore = alpha;
1263               }
1264               rm.pv.resize(1);
1265
1266               assert((ss+1)->pv);
1267
1268               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1269                   rm.pv.push_back(*m);
1270
1271               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1272               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1273               // we must take care to only do this for the first PV line.
1274               if (   moveCount > 1
1275                   && !thisThread->pvIdx)
1276                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1277           }
1278           else
1279               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1280               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1281               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1282               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1283       }
1284
1285       if (value > bestValue)
1286       {
1287           bestValue = value;
1288
1289           if (value > alpha)
1290           {
1291               bestMove = move;
1292
1293               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1294                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1295
1296               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1297               {
1298                   alpha = value;
1299
1300                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1301                   if (   depth > 1
1302                       && depth < 6
1303                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1304                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1305                       depth -= 1;
1306
1307                   assert(depth > 0);
1308               }
1309               else
1310               {
1311                   ss->cutoffCnt++;
1312                   assert(value >= beta); // Fail high
1313                   break;
1314               }
1315           }
1316       }
1317
1318
1319       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1320       if (move != bestMove)
1321       {
1322           if (capture && captureCount < 32)
1323               capturesSearched[captureCount++] = move;
1324
1325           else if (!capture && quietCount < 64)
1326               quietsSearched[quietCount++] = move;
1327       }
1328     }
1329
1330     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1331     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1332     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1333     /*
1334        if (Threads.stop)
1335         return VALUE_DRAW;
1336     */
1337
1338     // Step 21. Check for mate and stalemate
1339     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1340     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1341     // return a fail low score.
1342
1343     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1344
1345     if (!moveCount)
1346         bestValue = excludedMove ? alpha :
1347                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1348                                  : VALUE_DRAW;
1349
1350     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1351     else if (bestMove)
1352         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1353                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1354
1355     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1356     else if (   (depth >= 5 || PvNode || bestValue < alpha - 62 * depth)
1357              && !priorCapture)
1358     {
1359         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1360         //or fail low was really bad
1361         bool extraBonus =    PvNode
1362                           || cutNode;
1363
1364         bool doubleExtraBonus = extraBonus && bestValue < alpha - 85 * depth;
1365
1366         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus + doubleExtraBonus));
1367     }
1368
1369     if (PvNode)
1370         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1371
1372     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1373     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1374     if (bestValue <= alpha)
1375         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1376
1377     // Write gathered information in transposition table
1378     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1379         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1380                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1381                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1382                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1383
1384     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1385
1386     return bestValue;
1387   }
1388
1389
1390   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1391   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1392   // (~155 elo)
1393   template <NodeType nodeType>
1394   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1395
1396     static_assert(nodeType != Root);
1397     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1398
1399     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1400     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1401     assert(depth <= 0);
1402
1403     Move pv[MAX_PLY+1];
1404     StateInfo st;
1405     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1406
1407     TTEntry* tte;
1408     Key posKey;
1409     Move ttMove, move, bestMove;
1410     Depth ttDepth;
1411     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1412     bool pvHit, givesCheck, capture;
1413     int moveCount;
1414
1415     if (PvNode)
1416     {
1417         (ss+1)->pv = pv;
1418         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1419     }
1420
1421     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1422     bestMove = MOVE_NONE;
1423     ss->inCheck = pos.checkers();
1424     moveCount = 0;
1425
1426     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1427     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1428         || ss->ply >= MAX_PLY)
1429         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1430
1431     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1432
1433     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1434     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1435     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1436     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1437                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1438     // Transposition table lookup
1439     posKey = pos.key();
1440     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1441     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1442     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1443     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1444
1445     if (  !PvNode
1446         && ss->ttHit
1447         && tte->depth() >= ttDepth
1448         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1449         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1450         return ttValue;
1451
1452     // Evaluate the position statically
1453     if (ss->inCheck)
1454     {
1455         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1456         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1457     }
1458     else
1459     {
1460         if (ss->ttHit)
1461         {
1462             // Never assume anything about values stored in TT
1463             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1464                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1465
1466             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1467             if (    ttValue != VALUE_NONE
1468                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1469                 bestValue = ttValue;
1470         }
1471         else
1472             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1473             ss->staticEval = bestValue =
1474             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1475                                              : -(ss-1)->staticEval;
1476
1477         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1478         if (bestValue >= beta)
1479         {
1480             // Save gathered info in transposition table
1481             if (!ss->ttHit)
1482                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1483                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1484
1485             return bestValue;
1486         }
1487
1488         if (PvNode && bestValue > alpha)
1489             alpha = bestValue;
1490
1491         futilityBase = bestValue + 153;
1492     }
1493
1494     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1495                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1496                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1497
1498     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1499     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1500     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1501     // will be generated.
1502     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1503     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1504                                       &thisThread->captureHistory,
1505                                       contHist,
1506                                       prevSq);
1507
1508     int quietCheckEvasions = 0;
1509
1510     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1511     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1512     {
1513       assert(is_ok(move));
1514
1515       // Check for legality
1516       if (!pos.legal(move))
1517           continue;
1518
1519       givesCheck = pos.gives_check(move);
1520       capture = pos.capture(move);
1521
1522       moveCount++;
1523
1524       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1525       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1526           && !givesCheck
1527           &&  to_sq(move) != prevSq
1528           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1529           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1530       {
1531           if (moveCount > 2)
1532               continue;
1533
1534           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1535
1536           if (futilityValue <= alpha)
1537           {
1538               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1539               continue;
1540           }
1541
1542           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1543           {
1544               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1545               continue;
1546           }
1547       }
1548
1549       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1550       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1551           && !pos.see_ge(move))
1552           continue;
1553
1554       // Speculative prefetch as early as possible
1555       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1556
1557       ss->currentMove = move;
1558       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1559                                                                 [capture]
1560                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1561                                                                 [to_sq(move)];
1562
1563       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1564       if (   !capture
1565           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1566           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1567           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1568           continue;
1569
1570       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1571       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1572       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1573           && quietCheckEvasions > 1)
1574           break;
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 + 137 ? 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) {
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].uciScore : 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 (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1877          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1878
1879       ss << " nodes "    << nodesSearched
1880          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1881          << " hashfull " << TT.hashfull()
1882          << " tbhits "   << tbHits
1883          << " time "     << elapsed
1884          << " pv";
1885
1886       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1887           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1888   }
1889
1890   return ss.str();
1891 }
1892
1893
1894 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1895 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1896 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1897 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1898
1899 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1900
1901     StateInfo st;
1902     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1903
1904     bool ttHit;
1905
1906     assert(pv.size() == 1);
1907
1908     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1909         return false;
1910
1911     pos.do_move(pv[0], st);
1912     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1913
1914     if (ttHit)
1915     {
1916         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1917         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1918             pv.push_back(m);
1919     }
1920
1921     pos.undo_move(pv[0]);
1922     return pv.size() > 1;
1923 }
1924
1925 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1926
1927     RootInTB = false;
1928     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1929     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1930     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1931     bool dtz_available = true;
1932
1933     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1934     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1935     if (Cardinality > MaxCardinality)
1936     {
1937         Cardinality = MaxCardinality;
1938         ProbeDepth = 0;
1939     }
1940
1941     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1942     {
1943         // Rank moves using DTZ tables
1944         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1945
1946         if (!RootInTB)
1947         {
1948             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1949             dtz_available = false;
1950             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1951         }
1952     }
1953
1954     if (RootInTB)
1955     {
1956         // Sort moves according to TB rank
1957         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1958                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1959
1960         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1961         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1962             Cardinality = 0;
1963     }
1964     else
1965     {
1966         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1967         for (auto& m : rootMoves)
1968             m.tbRank = 0;
1969     }
1970 }
1971
1972 } // namespace Stockfish