]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
12c89de457b187bc4898e3d9956a05a9d0b4bebb
[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 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   optimism[ us]      = Value(25);
340   optimism[~us]      = -optimism[us];
341
342   int searchAgainCounter = 0;
343
344   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
345   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
346          && !Threads.stop
347          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
348   {
349       // Age out PV variability metric
350       if (mainThread)
351           totBestMoveChanges /= 2;
352
353       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
354       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
355       for (RootMove& rm : rootMoves)
356           rm.previousScore = rm.score;
357
358       size_t pvFirst = 0;
359       pvLast = 0;
360
361       if (!Threads.increaseDepth)
362          searchAgainCounter++;
363
364       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
365       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
366       {
367           if (pvIdx == pvLast)
368           {
369               pvFirst = pvLast;
370               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
371                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
372                       break;
373           }
374
375           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
376           selDepth = 0;
377
378           // Reset aspiration window starting size
379           if (rootDepth >= 4)
380           {
381               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
382               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
383               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
384               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
385
386               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
387               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
388               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
389                                    : -make_score(tr, tr / 2));
390
391               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
392               optimism[ us] = Value(opt);
393               optimism[~us] = -optimism[us];
394           }
395
396           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
397           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
398           // high/low anymore.
399           int failedHighCnt = 0;
400           while (true)
401           {
402               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
403               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
404
405               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
406               // is done with a stable algorithm because all the values but the
407               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
408               // and we want to keep the same order for all the moves except the
409               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
410               // search the already searched PV lines are preserved.
411               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
412
413               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
414               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
415               // the previous iteration.
416               if (Threads.stop)
417                   break;
418
419               // When failing high/low give some update (without cluttering
420               // the UI) before a re-search.
421               if (   mainThread
422                   && multiPV == 1
423                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
424                   && Time.elapsed() > 3000)
425                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
426
427               // In case of failing low/high increase aspiration window and
428               // re-search, otherwise exit the loop.
429               if (bestValue <= alpha)
430               {
431                   beta = (alpha + beta) / 2;
432                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
433
434                   failedHighCnt = 0;
435                   if (mainThread)
436                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
437               }
438               else if (bestValue >= beta)
439               {
440                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
441                   ++failedHighCnt;
442               }
443               else
444                   break;
445
446               delta += delta / 4 + 5;
447
448               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
449           }
450
451           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
452           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
453
454           if (    mainThread
455               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
456               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
457       }
458
459       if (!Threads.stop)
460           completedDepth = rootDepth;
461
462       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
463          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
464          lastBestMoveDepth = rootDepth;
465       }
466
467       // Have we found a "mate in x"?
468       if (   Limits.mate
469           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
470           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
471           Threads.stop = true;
472
473       if (!mainThread)
474           continue;
475
476       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
477       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
478           skill.pick_best(multiPV);
479
480       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
481       if (    Limits.use_time_management()
482           && !Threads.stop
483           && !mainThread->stopOnPonderhit)
484       {
485           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
486                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
487           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
488
489           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
490           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
491           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
492
493           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
494           for (Thread* th : Threads)
495           {
496               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
497               th->bestMoveChanges = 0;
498           }
499           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
500                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
501           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
502
503           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
504           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
505           if (rootMoves.size() == 1)
506               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
507
508           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
509           if (Time.elapsed() > totalTime)
510           {
511               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
512               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
513               if (mainThread->ponder)
514                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
515               else
516                   Threads.stop = true;
517           }
518           else if (   Threads.increaseDepth
519                    && !mainThread->ponder
520                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
521                    Threads.increaseDepth = false;
522           else
523                    Threads.increaseDepth = true;
524       }
525
526       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
527       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
528   }
529
530   if (!mainThread)
531       return;
532
533   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
534
535   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
536   if (skill.enabled())
537       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
538                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
539 }
540
541
542 namespace {
543
544   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
545
546   template <NodeType nodeType>
547   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
548
549     Thread* thisThread = pos.this_thread();
550
551     // Step 0. Limit search explosion
552     if (   ss->ply > 10
553         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
554         && depth > (ss-1)->depth)
555        depth = (ss-1)->depth;
556
557     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
558     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
559     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
560
561     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
562     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
563     if (   !rootNode
564         && pos.rule50_count() >= 3
565         && alpha < VALUE_DRAW
566         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
567     {
568         alpha = value_draw(pos.this_thread());
569         if (alpha >= beta)
570             return alpha;
571     }
572
573     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
574     if (depth <= 0)
575         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
576
577     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
578     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
579     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
580     assert(!(PvNode && cutNode));
581
582     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
583     StateInfo st;
584     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
585
586     TTEntry* tte;
587     Key posKey;
588     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
589     Depth extension, newDepth;
590     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
591     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
592     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
593          ttCapture, singularQuietLMR;
594     Piece movedPiece;
595     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement;
596
597     // Step 1. Initialize node
598     ss->inCheck        = pos.checkers();
599     priorCapture       = pos.captured_piece();
600     Color us           = pos.side_to_move();
601     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
602     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
603     maxValue           = VALUE_INFINITE;
604
605     // Check for the available remaining time
606     if (thisThread == Threads.main())
607         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
608
609     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
610     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
611         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
612
613     if (!rootNode)
614     {
615         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
616         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
617             || pos.is_draw(ss->ply)
618             || ss->ply >= MAX_PLY)
619             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
620                                                         : value_draw(pos.this_thread());
621
622         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
623         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
624         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
625         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
626         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
627         // mate. In this case return a fail-high score.
628         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
629         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
630         if (alpha >= beta)
631             return alpha;
632     }
633     else
634         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
635
636     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
637
638     (ss+1)->ttPv         = false;
639     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
640     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
641     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
642     ss->depth            = depth;
643     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
644
645     // Update the running average statistics for double extensions
646     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
647
648     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
649     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
650     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
651     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
652     // LMR which are based on the statScore of parent position.
653     if (!rootNode)
654         (ss+2)->statScore = 0;
655
656     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
657     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
658     // position key in case of an excluded move.
659     excludedMove = ss->excludedMove;
660     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
661     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
662     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
663     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
664             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
665     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
666     if (!excludedMove)
667         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
668
669     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
670     if (   ss->ttPv
671         && depth > 12
672         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
673         && !priorCapture
674         && is_ok((ss-1)->currentMove))
675         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
676
677     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
678     if (  !PvNode
679         && ss->ttHit
680         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
681         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
682         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
683                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
684     {
685         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
686         if (ttMove)
687         {
688             if (ttValue >= beta)
689             {
690                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
691                 if (!ttCapture)
692                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
693
694                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
695                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
696                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
697             }
698             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
699             else if (!ttCapture)
700             {
701                 int penalty = -stat_bonus(depth);
702                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
703                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
704             }
705         }
706
707         // Partial workaround for the graph history interaction problem
708         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
709         if (pos.rule50_count() < 90)
710             return ttValue;
711     }
712
713     // Step 5. Tablebases probe
714     if (!rootNode && TB::Cardinality)
715     {
716         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
717
718         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
719             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
720             &&  pos.rule50_count() == 0
721             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
722         {
723             TB::ProbeState err;
724             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
725
726             // Force check of time on the next occasion
727             if (thisThread == Threads.main())
728                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
729
730             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
731             {
732                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
733
734                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
735
736                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
737                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
738                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
739                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
740
741                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
742                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
743
744                 if (    b == BOUND_EXACT
745                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
746                 {
747                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
748                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
749                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
750
751                     return value;
752                 }
753
754                 if (PvNode)
755                 {
756                     if (b == BOUND_LOWER)
757                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
758                     else
759                         maxValue = value;
760                 }
761             }
762         }
763     }
764
765     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
766
767     // Step 6. Static evaluation of the position
768     if (ss->inCheck)
769     {
770         // Skip early pruning when in check
771         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
772         improving = false;
773         improvement = 0;
774         goto moves_loop;
775     }
776     else if (ss->ttHit)
777     {
778         // Never assume anything about values stored in TT
779         ss->staticEval = eval = tte->eval();
780         if (eval == VALUE_NONE)
781             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
782
783         // Randomize draw evaluation
784         if (eval == VALUE_DRAW)
785             eval = value_draw(thisThread);
786
787         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
788         if (    ttValue != VALUE_NONE
789             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
790             eval = ttValue;
791     }
792     else
793     {
794         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
795
796         // Save static evaluation into transposition table
797         if (!excludedMove)
798             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
799     }
800
801     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
802     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
803     {
804         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1000, 1000);
805         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
806     }
807
808     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
809     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
810     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
811     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
812     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
813                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
814                   :                                    200;
815
816     improving = improvement > 0;
817
818     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
819     // The depth condition is important for mate finding.
820     if (   !ss->ttPv
821         &&  depth < 9
822         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
823         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
824         return eval;
825
826     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
827     if (   !PvNode
828         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
829         && (ss-1)->statScore < 23767
830         &&  eval >= beta
831         &&  eval >= ss->staticEval
832         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204
833         && !excludedMove
834         &&  pos.non_pawn_material(us)
835         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
836     {
837         assert(eval - beta >= 0);
838
839         // Null move dynamic reduction based on depth and value
840         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
841
842         ss->currentMove = MOVE_NULL;
843         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
844
845         pos.do_null_move(st);
846
847         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
848
849         pos.undo_null_move();
850
851         if (nullValue >= beta)
852         {
853             // Do not return unproven mate or TB scores
854             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
855                 nullValue = beta;
856
857             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
858                 return nullValue;
859
860             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
861
862             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
863             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
864             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
865             thisThread->nmpColor = us;
866
867             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
868
869             thisThread->nmpMinPly = 0;
870
871             if (v >= beta)
872                 return nullValue;
873         }
874     }
875
876     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
877
878     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
879     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
880     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
881     if (   !PvNode
882         &&  depth > 4
883         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
884         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
885         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
886         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
887         // so effective depth is equal to depth - 3
888         && !(   ss->ttHit
889              && tte->depth() >= depth - 3
890              && ttValue != VALUE_NONE
891              && ttValue < probCutBeta))
892     {
893         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
894
895         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
896         bool ttPv = ss->ttPv;
897         ss->ttPv = false;
898
899         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
900             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
901             {
902                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
903                 assert(depth >= 5);
904
905                 captureOrPromotion = true;
906
907                 ss->currentMove = move;
908                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
909                                                                           [captureOrPromotion]
910                                                                           [pos.moved_piece(move)]
911                                                                           [to_sq(move)];
912
913                 pos.do_move(move, st);
914
915                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
916                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
917
918                 // If the qsearch held, perform the regular search
919                 if (value >= probCutBeta)
920                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
921
922                 pos.undo_move(move);
923
924                 if (value >= probCutBeta)
925                 {
926                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
927                     if ( !(ss->ttHit
928                        && tte->depth() >= depth - 3
929                        && ttValue != VALUE_NONE))
930                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
931                             BOUND_LOWER,
932                             depth - 3, move, ss->staticEval);
933                     return value;
934                 }
935             }
936          ss->ttPv = ttPv;
937     }
938
939     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
940     if (   PvNode
941         && depth >= 6
942         && !ttMove)
943         depth -= 2;
944
945     if (   cutNode
946         && depth >= 9
947         && !ttMove)
948         depth--;
949
950 moves_loop: // When in check, search starts here
951
952     int rangeReduction = 0;
953
954     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
955     probCutBeta = beta + 409;
956     if (   ss->inCheck
957         && !PvNode
958         && depth >= 4
959         && ttCapture
960         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
961         && tte->depth() >= depth - 3
962         && ttValue >= probCutBeta
963         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
964         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
965        )
966         return probCutBeta;
967
968
969     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
970                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
971                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
972
973     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
974
975     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
976                                       &thisThread->lowPlyHistory,
977                                       &captureHistory,
978                                       contHist,
979                                       countermove,
980                                       ss->killers,
981                                       ss->ply);
982
983     value = bestValue;
984     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
985
986     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
987     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
988     bool likelyFailLow =    PvNode
989                          && ttMove
990                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
991                          && tte->depth() >= depth;
992
993     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
994     // or a beta cutoff occurs.
995     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
996     {
997       assert(is_ok(move));
998
999       if (move == excludedMove)
1000           continue;
1001
1002       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
1003       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
1004       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
1005       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
1006       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
1007                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
1008           continue;
1009
1010       // Check for legality
1011       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1012           continue;
1013
1014       ss->moveCount = ++moveCount;
1015
1016       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1017           sync_cout << "info depth " << depth
1018                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1019                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1020       if (PvNode)
1021           (ss+1)->pv = nullptr;
1022
1023       extension = 0;
1024       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1025       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1026       givesCheck = pos.gives_check(move);
1027
1028       // Calculate new depth for this move
1029       newDepth = depth - 1;
1030
1031       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1032       if (  !rootNode
1033           && pos.non_pawn_material(us)
1034           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1035       {
1036           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1037           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1038
1039           // Reduced depth of the next LMR search
1040           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2), 0);
1041
1042           if (   captureOrPromotion
1043               || givesCheck)
1044           {
1045               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1046               if (   !givesCheck
1047                   && lmrDepth < 1
1048                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1049                   continue;
1050
1051               // SEE based pruning
1052               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1053                   continue;
1054           }
1055           else
1056           {
1057               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1058                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1059                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1060
1061               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1062               if (   lmrDepth < 5
1063                   && history < -3000 * depth + 3000)
1064                   continue;
1065
1066               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1067               if (   !ss->inCheck
1068                   && lmrDepth < 8
1069                   && ss->staticEval + 172 + 145 * lmrDepth + history / 256 <= alpha)
1070                   continue;
1071
1072               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1073               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1074                   continue;
1075           }
1076       }
1077
1078       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1079
1080       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1081       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1082       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1083       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1084       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1085       if (   !rootNode
1086           &&  depth >= 7
1087           &&  move == ttMove
1088           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1089        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1090           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1091           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1092           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1093       {
1094           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1095           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1096
1097           ss->excludedMove = move;
1098           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1099           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1100
1101           if (value < singularBeta)
1102           {
1103               extension = 1;
1104               singularQuietLMR = !ttCapture;
1105
1106               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1107               if (   !PvNode
1108                   && value < singularBeta - 75
1109                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1110                   extension = 2;
1111           }
1112
1113           // Multi-cut pruning
1114           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1115           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1116           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1117           // a soft bound.
1118           else if (singularBeta >= beta)
1119               return singularBeta;
1120
1121           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1122           else if (ttValue >= beta)
1123               extension = -2;
1124       }
1125
1126       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1127       else if (   (PvNode || cutNode)
1128                && captureOrPromotion
1129                && moveCount != 1)
1130           extension = 1;
1131
1132       // Check extensions
1133       else if (   givesCheck
1134                && depth > 6
1135                && abs(ss->staticEval) > 100)
1136           extension = 1;
1137
1138       // Quiet ttMove extensions
1139       else if (   PvNode
1140                && move == ttMove
1141                && move == ss->killers[0]
1142                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1143           extension = 1;
1144
1145       // Add extension to new depth
1146       newDepth += extension;
1147       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1148
1149       // Speculative prefetch as early as possible
1150       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1151
1152       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1153       ss->currentMove = move;
1154       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1155                                                                 [captureOrPromotion]
1156                                                                 [movedPiece]
1157                                                                 [to_sq(move)];
1158
1159       // Step 15. Make the move
1160       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1161
1162       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1163       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1164       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1165       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1166       if (    depth >= 3
1167           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1168           && (   !ss->ttPv
1169               || !captureOrPromotion
1170               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1171       {
1172           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2);
1173
1174           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1175           if (   PvNode
1176               && bestMoveCount <= 3
1177               && beta - alpha >= thisThread->rootDelta / 4)
1178               r--;
1179
1180           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1181           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1182           if (   ss->ttPv
1183               && !likelyFailLow)
1184               r -= 2;
1185
1186           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1187           if (   (rootNode || !PvNode)
1188               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1189               r++;
1190
1191           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1192           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1193               r--;
1194
1195           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1196           if (singularQuietLMR)
1197               r--;
1198
1199           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1200           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1201               r += 2;
1202
1203           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1204           if (ttCapture)
1205               r++;
1206
1207           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1208                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1209                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1210                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1211                          - 4923;
1212
1213           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1214           r -= ss->statScore / 14721;
1215
1216           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1217           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1218           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1219           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1220                        : moveCount <= 5            ? 2
1221                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1222                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1223                        :                             0;
1224
1225           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1226
1227           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1228
1229           // Range reductions (~3 Elo)
1230           if (ss->staticEval - value < 30 && depth > 7)
1231               rangeReduction++;
1232
1233           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1234           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1235           didLMR = true;
1236       }
1237       else
1238       {
1239           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1240           didLMR = false;
1241       }
1242
1243       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1244       if (doFullDepthSearch)
1245       {
1246           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1247
1248           // If the move passed LMR update its stats
1249           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1250           {
1251               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1252                                         : -stat_bonus(newDepth);
1253
1254               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1255           }
1256       }
1257
1258       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1259       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1260       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1261       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1262       {
1263           (ss+1)->pv = pv;
1264           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1265
1266           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1267                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1268       }
1269
1270       // Step 18. Undo move
1271       pos.undo_move(move);
1272
1273       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1274
1275       // Step 19. Check for a new best move
1276       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1277       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1278       // updating best move, PV and TT.
1279       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1280           return VALUE_ZERO;
1281
1282       if (rootNode)
1283       {
1284           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1285                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1286
1287           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1288
1289           // PV move or new best move?
1290           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1291           {
1292               rm.score = value;
1293               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1294               rm.pv.resize(1);
1295
1296               assert((ss+1)->pv);
1297
1298               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1299                   rm.pv.push_back(*m);
1300
1301               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1302               // This information is used for time management and LMR. In MultiPV mode,
1303               // we must take care to only do this for the first PV line.
1304               if (   moveCount > 1
1305                   && !thisThread->pvIdx)
1306                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1307           }
1308           else
1309               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1310               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1311               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1312               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1313       }
1314
1315       if (value > bestValue)
1316       {
1317           bestValue = value;
1318
1319           if (value > alpha)
1320           {
1321               bestMove = move;
1322
1323               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1324                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1325
1326               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1327               {
1328                   alpha = value;
1329                   bestMoveCount++;
1330               }
1331               else
1332               {
1333                   assert(value >= beta); // Fail high
1334                   break;
1335               }
1336           }
1337       }
1338
1339       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1340       if (move != bestMove)
1341       {
1342           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1343               capturesSearched[captureCount++] = move;
1344
1345           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1346               quietsSearched[quietCount++] = move;
1347       }
1348     }
1349
1350     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1351     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1352     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1353     /*
1354        if (Threads.stop)
1355         return VALUE_DRAW;
1356     */
1357
1358     // Step 20. Check for mate and stalemate
1359     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1360     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1361     // return a fail low score.
1362
1363     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1364
1365     if (!moveCount)
1366         bestValue = excludedMove ? alpha :
1367                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1368                                  : VALUE_DRAW;
1369
1370     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1371     else if (bestMove)
1372         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1373                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1374
1375     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1376     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1377              && !priorCapture)
1378         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + (PvNode || cutNode)));
1379
1380     if (PvNode)
1381         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1382
1383     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1384     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1385     if (bestValue <= alpha)
1386         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1387     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1388     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1389     else if (depth > 3)
1390         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1391
1392     // Write gathered information in transposition table
1393     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1394         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1395                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1396                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1397                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1398
1399     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1400
1401     return bestValue;
1402   }
1403
1404
1405   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1406   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1407   template <NodeType nodeType>
1408   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1409
1410     static_assert(nodeType != Root);
1411     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1412
1413     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1414     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1415     assert(depth <= 0);
1416
1417     Move pv[MAX_PLY+1];
1418     StateInfo st;
1419     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1420
1421     TTEntry* tte;
1422     Key posKey;
1423     Move ttMove, move, bestMove;
1424     Depth ttDepth;
1425     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1426     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1427     int moveCount;
1428
1429     if (PvNode)
1430     {
1431         (ss+1)->pv = pv;
1432         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1433     }
1434
1435     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1436     bestMove = MOVE_NONE;
1437     ss->inCheck = pos.checkers();
1438     moveCount = 0;
1439
1440     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1441     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1442         || ss->ply >= MAX_PLY)
1443         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1444
1445     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1446
1447     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1448     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1449     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1450     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1451                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1452     // Transposition table lookup
1453     posKey = pos.key();
1454     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1455     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1456     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1457     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1458
1459     if (  !PvNode
1460         && ss->ttHit
1461         && tte->depth() >= ttDepth
1462         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1463         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1464                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1465         return ttValue;
1466
1467     // Evaluate the position statically
1468     if (ss->inCheck)
1469     {
1470         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1471         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1472     }
1473     else
1474     {
1475         if (ss->ttHit)
1476         {
1477             // Never assume anything about values stored in TT
1478             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1479                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1480
1481             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1482             if (    ttValue != VALUE_NONE
1483                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1484                 bestValue = ttValue;
1485         }
1486         else
1487             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1488             ss->staticEval = bestValue =
1489             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1490                                              : -(ss-1)->staticEval;
1491
1492         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1493         if (bestValue >= beta)
1494         {
1495             // Save gathered info in transposition table
1496             if (!ss->ttHit)
1497                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1498                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1499
1500             return bestValue;
1501         }
1502
1503         if (PvNode && bestValue > alpha)
1504             alpha = bestValue;
1505
1506         futilityBase = bestValue + 155;
1507     }
1508
1509     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1510                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1511                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1512
1513     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1514     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1515     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1516     // will be generated.
1517     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1518                                       &thisThread->captureHistory,
1519                                       contHist,
1520                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1521
1522     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1523     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1524     {
1525       assert(is_ok(move));
1526
1527       // Check for legality
1528       if (!pos.legal(move))
1529           continue;
1530
1531       givesCheck = pos.gives_check(move);
1532       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1533
1534       moveCount++;
1535
1536       // Futility pruning and moveCount pruning
1537       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1538           && !givesCheck
1539           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1540           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1541       {
1542
1543           if (moveCount > 2)
1544               continue;
1545
1546           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1547
1548           if (futilityValue <= alpha)
1549           {
1550               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1551               continue;
1552           }
1553
1554           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1555           {
1556               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1557               continue;
1558           }
1559       }
1560
1561       // Do not search moves with negative SEE values
1562       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1563           && !pos.see_ge(move))
1564           continue;
1565
1566       // Speculative prefetch as early as possible
1567       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1568
1569       ss->currentMove = move;
1570       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1571                                                                 [captureOrPromotion]
1572                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1573                                                                 [to_sq(move)];
1574
1575       // Continuation history based pruning
1576       if (  !captureOrPromotion
1577           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1578           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1579           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1580           continue;
1581
1582       // Make and search the move
1583       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1584       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1585       pos.undo_move(move);
1586
1587       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1588
1589       // Check for a new best move
1590       if (value > bestValue)
1591       {
1592           bestValue = value;
1593
1594           if (value > alpha)
1595           {
1596               bestMove = move;
1597
1598               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1599                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1600
1601               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1602                   alpha = value;
1603               else
1604                   break; // Fail high
1605           }
1606        }
1607     }
1608
1609     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1610     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1611     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1612     {
1613         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1614
1615         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1616     }
1617
1618     // Save gathered info in transposition table
1619     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1620               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1621               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1622
1623     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1624
1625     return bestValue;
1626   }
1627
1628
1629   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1630   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1631   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1632
1633   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1634
1635     assert(v != VALUE_NONE);
1636
1637     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1638           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1639   }
1640
1641
1642   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1643   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1644   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1645   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1646   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1647
1648   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1649
1650     if (v == VALUE_NONE)
1651         return VALUE_NONE;
1652
1653     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1654     {
1655         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1656             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1657
1658         return v - ply;
1659     }
1660
1661     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1662     {
1663         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1664             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1665
1666         return v + ply;
1667     }
1668
1669     return v;
1670   }
1671
1672
1673   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1674
1675   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1676
1677     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1678         *pv++ = *childPv++;
1679     *pv = MOVE_NONE;
1680   }
1681
1682
1683   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1684
1685   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1686                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1687
1688     int bonus1, bonus2;
1689     Color us = pos.side_to_move();
1690     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1691     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1692     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1693     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1694
1695     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1696     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1697                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1698
1699     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1700     {
1701         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1702         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1703
1704         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1705         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1706         {
1707             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1708             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1709         }
1710     }
1711     else
1712         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1713         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1714
1715     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1716     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1717     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1718         && !pos.captured_piece())
1719             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1720
1721     // Decrease stats for all non-best capture moves
1722     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1723     {
1724         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1725         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1726         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1727     }
1728   }
1729
1730
1731   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1732   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1733
1734   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1735
1736     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1737     {
1738         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1739         if (ss->inCheck && i > 2)
1740             break;
1741         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1742             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1743     }
1744   }
1745
1746
1747   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1748
1749   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1750
1751     // Update killers
1752     if (ss->killers[0] != move)
1753     {
1754         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1755         ss->killers[0] = move;
1756     }
1757
1758     Color us = pos.side_to_move();
1759     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1760     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1761     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1762
1763     // Update countermove history
1764     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1765     {
1766         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1767         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1768     }
1769
1770     // Update low ply history
1771     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1772         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1773   }
1774
1775   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1776   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1777
1778   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1779
1780     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1781     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1782
1783     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1784     Value topScore = rootMoves[0].score;
1785     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1786     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1787     double weakness = 120 - 2 * level;
1788
1789     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1790     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1791     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1792     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1793     {
1794         // This is our magic formula
1795         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1796                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1797
1798         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1799         {
1800             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1801             best = rootMoves[i].pv[0];
1802         }
1803     }
1804
1805     return best;
1806   }
1807
1808 } // namespace
1809
1810
1811 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1812 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1813
1814 void MainThread::check_time() {
1815
1816   if (--callsCnt > 0)
1817       return;
1818
1819   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1820   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1821
1822   static TimePoint lastInfoTime = now();
1823
1824   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1825   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1826
1827   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1828   {
1829       lastInfoTime = tick;
1830       dbg_print();
1831   }
1832
1833   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1834   if (ponder)
1835       return;
1836
1837   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1838       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1839       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1840       Threads.stop = true;
1841 }
1842
1843
1844 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1845 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1846
1847 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1848
1849   std::stringstream ss;
1850   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1851   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1852   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1853   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1854   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1855   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1856
1857   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1858   {
1859       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1860
1861       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1862           continue;
1863
1864       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1865       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1866
1867       if (v == -VALUE_INFINITE)
1868           v = VALUE_ZERO;
1869
1870       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1871       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1872
1873       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1874           ss << "\n";
1875
1876       ss << "info"
1877          << " depth "    << d
1878          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1879          << " multipv "  << i + 1
1880          << " score "    << UCI::value(v);
1881
1882       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1883           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1884
1885       if (!tb && i == pvIdx)
1886           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1887
1888       ss << " nodes "    << nodesSearched
1889          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1890
1891       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1892           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1893
1894       ss << " tbhits "   << tbHits
1895          << " time "     << elapsed
1896          << " pv";
1897
1898       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1899           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1900   }
1901
1902   return ss.str();
1903 }
1904
1905
1906 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1907 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1908 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1909 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1910
1911 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1912
1913     StateInfo st;
1914     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1915
1916     bool ttHit;
1917
1918     assert(pv.size() == 1);
1919
1920     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1921         return false;
1922
1923     pos.do_move(pv[0], st);
1924     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1925
1926     if (ttHit)
1927     {
1928         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1929         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1930             pv.push_back(m);
1931     }
1932
1933     pos.undo_move(pv[0]);
1934     return pv.size() > 1;
1935 }
1936
1937 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1938
1939     RootInTB = false;
1940     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1941     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1942     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1943     bool dtz_available = true;
1944
1945     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1946     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1947     if (Cardinality > MaxCardinality)
1948     {
1949         Cardinality = MaxCardinality;
1950         ProbeDepth = 0;
1951     }
1952
1953     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1954     {
1955         // Rank moves using DTZ tables
1956         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1957
1958         if (!RootInTB)
1959         {
1960             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1961             dtz_available = false;
1962             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1963         }
1964     }
1965
1966     if (RootInTB)
1967     {
1968         // Sort moves according to TB rank
1969         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1970                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1971
1972         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1973         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1974             Cardinality = 0;
1975     }
1976     else
1977     {
1978         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1979         for (auto& m : rootMoves)
1980             m.tbRank = 0;
1981     }
1982 }
1983
1984 } // namespace Stockfish