Singular quiet LMR
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5   Copyright (C) 2015-2020 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
6
7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10   (at your option) any later version.
11
12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15   GNU General Public License for more details.
16
17   You should have received a copy of the GNU General Public License
18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 */
20
21 #include <algorithm>
22 #include <cassert>
23 #include <cmath>
24 #include <cstring>   // For std::memset
25 #include <iostream>
26 #include <sstream>
27
28 #include "evaluate.h"
29 #include "misc.h"
30 #include "movegen.h"
31 #include "movepick.h"
32 #include "position.h"
33 #include "search.h"
34 #include "thread.h"
35 #include "timeman.h"
36 #include "tt.h"
37 #include "uci.h"
38 #include "syzygy/tbprobe.h"
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 };
63
64   constexpr uint64_t TtHitAverageWindow     = 4096;
65   constexpr uint64_t TtHitAverageResolution = 1024;
66
67   // Razor and futility margins
68   constexpr int RazorMargin = 531;
69   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
70     return Value(217 * (d - improving));
71   }
72
73   // Reductions lookup table, initialized at startup
74   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
75
76   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
77     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
78     return (r + 511) / 1024 + (!i && r > 1007);
79   }
80
81   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
82     return (4 + depth * depth) / (2 - improving);
83   }
84
85   // History and stats update bonus, based on depth
86   int stat_bonus(Depth d) {
87     return d > 15 ? -8 : 19 * d * d + 155 * d - 132;
88   }
89
90   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3fold-blindness
91   Value value_draw(Thread* thisThread) {
92     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
93   }
94
95   // Skill structure is used to implement strength limit
96   struct Skill {
97     explicit Skill(int l) : level(l) {}
98     bool enabled() const { return level < 20; }
99     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
100     Move pick_best(size_t multiPV);
101
102     int level;
103     Move best = MOVE_NONE;
104   };
105
106   // Breadcrumbs are used to mark nodes as being searched by a given thread
107   struct Breadcrumb {
108     std::atomic<Thread*> thread;
109     std::atomic<Key> key;
110   };
111   std::array<Breadcrumb, 1024> breadcrumbs;
112
113   // ThreadHolding structure keeps track of which thread left breadcrumbs at the given
114   // node for potential reductions. A free node will be marked upon entering the moves
115   // loop by the constructor, and unmarked upon leaving that loop by the destructor.
116   struct ThreadHolding {
117     explicit ThreadHolding(Thread* thisThread, Key posKey, int ply) {
118        location = ply < 8 ? &breadcrumbs[posKey & (breadcrumbs.size() - 1)] : nullptr;
119        otherThread = false;
120        owning = false;
121        if (location)
122        {
123           // See if another already marked this location, if not, mark it ourselves
124           Thread* tmp = (*location).thread.load(std::memory_order_relaxed);
125           if (tmp == nullptr)
126           {
127               (*location).thread.store(thisThread, std::memory_order_relaxed);
128               (*location).key.store(posKey, std::memory_order_relaxed);
129               owning = true;
130           }
131           else if (   tmp != thisThread
132                    && (*location).key.load(std::memory_order_relaxed) == posKey)
133               otherThread = true;
134        }
135     }
136
137     ~ThreadHolding() {
138        if (owning) // Free the marked location
139            (*location).thread.store(nullptr, std::memory_order_relaxed);
140     }
141
142     bool marked() { return otherThread; }
143
144     private:
145     Breadcrumb* location;
146     bool otherThread, owning;
147   };
148
149   template <NodeType NT>
150   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
151
152   template <NodeType NT>
153   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
154
155   Value value_to_tt(Value v, int ply);
156   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
157   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
158   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
159   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
160   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
161                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
162
163   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
164   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
165   template<bool Root>
166   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
167
168     StateInfo st;
169     uint64_t cnt, nodes = 0;
170     const bool leaf = (depth == 2);
171
172     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
173     {
174         if (Root && depth <= 1)
175             cnt = 1, nodes++;
176         else
177         {
178             pos.do_move(m, st);
179             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
180             nodes += cnt;
181             pos.undo_move(m);
182         }
183         if (Root)
184             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
185     }
186     return nodes;
187   }
188
189 } // namespace
190
191
192 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
193
194 void Search::init() {
195
196   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
197       Reductions[i] = int((24.8 + std::log(Threads.size())) * std::log(i));
198 }
199
200
201 /// Search::clear() resets search state to its initial value
202
203 void Search::clear() {
204
205   Threads.main()->wait_for_search_finished();
206
207   Time.availableNodes = 0;
208   TT.clear();
209   Threads.clear();
210   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
211 }
212
213
214 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
215 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
216
217 void MainThread::search() {
218
219   if (Limits.perft)
220   {
221       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
222       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
223       return;
224   }
225
226   Color us = rootPos.side_to_move();
227   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
228   TT.new_search();
229
230   if (rootMoves.empty())
231   {
232       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
233       sync_cout << "info depth 0 score "
234                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
235                 << sync_endl;
236   }
237   else
238   {
239       for (Thread* th : Threads)
240       {
241           th->bestMoveChanges = 0;
242           if (th != this)
243               th->start_searching();
244       }
245
246       Thread::search(); // Let's start searching!
247   }
248
249   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
250   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
251   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
252   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
253   // until the GUI sends one of those commands.
254
255   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
256   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
257
258   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
259   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
260   Threads.stop = true;
261
262   // Wait until all threads have finished
263   for (Thread* th : Threads)
264       if (th != this)
265           th->wait_for_search_finished();
266
267   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
268   // the available ones before exiting.
269   if (Limits.npmsec)
270       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
271
272   Thread* bestThread = this;
273
274   // Check if there are threads with a better score than main thread
275   if (    int(Options["MultiPV"]) == 1
276       && !Limits.depth
277       && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || int(Options["UCI_LimitStrength"]))
278       &&  rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
279   {
280       std::map<Move, int64_t> votes;
281       Value minScore = this->rootMoves[0].score;
282
283       // Find minimum score
284       for (Thread* th: Threads)
285           minScore = std::min(minScore, th->rootMoves[0].score);
286
287       // Vote according to score and depth, and select the best thread
288       for (Thread* th : Threads)
289       {
290           votes[th->rootMoves[0].pv[0]] +=
291               (th->rootMoves[0].score - minScore + 14) * int(th->completedDepth);
292
293           if (abs(bestThread->rootMoves[0].score) >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
294           {
295               // Make sure we pick the shortest mate / TB conversion or stave off mate the longest
296               if (th->rootMoves[0].score > bestThread->rootMoves[0].score)
297                   bestThread = th;
298           }
299           else if (   th->rootMoves[0].score >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
300                    || (   th->rootMoves[0].score > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
301                        && votes[th->rootMoves[0].pv[0]] > votes[bestThread->rootMoves[0].pv[0]]))
302               bestThread = th;
303       }
304   }
305
306   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
307
308   // Send again PV info if we have a new best thread
309   if (bestThread != this)
310       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
311
312   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
313
314   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
315       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
316
317   std::cout << sync_endl;
318 }
319
320
321 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
322 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
323 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
324
325 void Thread::search() {
326
327   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
328   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
329   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
330   // The latter is needed for statScores and killer initialization.
331   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
332   Move  pv[MAX_PLY+1];
333   Value bestValue, alpha, beta, delta;
334   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
335   Depth lastBestMoveDepth = 0;
336   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
337   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
338   Color us = rootPos.side_to_move();
339   int iterIdx = 0;
340
341   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
342   for (int i = 7; i > 0; i--)
343       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
344
345   ss->pv = pv;
346
347   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
348   beta = VALUE_INFINITE;
349
350   if (mainThread)
351   {
352       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
353           for (int i = 0; i < 4; ++i)
354               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
355       else
356           for (int i = 0; i < 4; ++i)
357               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
358   }
359
360   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
361   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
362
363   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
364
365   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
366   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
367   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
368   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
369   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
370   PRNG rng(now());
371   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
372                       Utility::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
373                         double(Options["Skill Level"]);
374   int intLevel = int(floatLevel) +
375                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
376   Skill skill(intLevel);
377
378   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
379   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
380   if (skill.enabled())
381       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
382
383   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
384   ttHitAverage = TtHitAverageWindow * TtHitAverageResolution / 2;
385
386   int ct = int(Options["Contempt"]) * PawnValueEg / 100; // From centipawns
387
388   // In analysis mode, adjust contempt in accordance with user preference
389   if (Limits.infinite || Options["UCI_AnalyseMode"])
390       ct =  Options["Analysis Contempt"] == "Off"  ? 0
391           : Options["Analysis Contempt"] == "Both" ? ct
392           : Options["Analysis Contempt"] == "White" && us == BLACK ? -ct
393           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
394           : ct;
395
396   // Evaluation score is from the white point of view
397   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
398                           : -make_score(ct, ct / 2));
399
400   int searchAgainCounter = 0;
401
402   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
403   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
404          && !Threads.stop
405          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
406   {
407       // Age out PV variability metric
408       if (mainThread)
409           totBestMoveChanges /= 2;
410
411       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
412       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
413       for (RootMove& rm : rootMoves)
414           rm.previousScore = rm.score;
415
416       size_t pvFirst = 0;
417       pvLast = 0;
418
419       if (!Threads.increaseDepth)
420          searchAgainCounter++;
421
422       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
423       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
424       {
425           if (pvIdx == pvLast)
426           {
427               pvFirst = pvLast;
428               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
429                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
430                       break;
431           }
432
433           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
434           selDepth = 0;
435
436           // Reset aspiration window starting size
437           if (rootDepth >= 4)
438           {
439               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
440               delta = Value(21);
441               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
442               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
443
444               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
445               int dct = ct + (102 - ct / 2) * prev / (abs(prev) + 157);
446
447               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
448                                       : -make_score(dct, dct / 2));
449           }
450
451           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
452           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
453           // high/low anymore.
454           int failedHighCnt = 0;
455           while (true)
456           {
457               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
458               bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
459
460               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
461               // is done with a stable algorithm because all the values but the
462               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
463               // and we want to keep the same order for all the moves except the
464               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
465               // search the already searched PV lines are preserved.
466               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
467
468               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
469               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
470               // the previous iteration.
471               if (Threads.stop)
472                   break;
473
474               // When failing high/low give some update (without cluttering
475               // the UI) before a re-search.
476               if (   mainThread
477                   && multiPV == 1
478                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
479                   && Time.elapsed() > 3000)
480                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
481
482               // In case of failing low/high increase aspiration window and
483               // re-search, otherwise exit the loop.
484               if (bestValue <= alpha)
485               {
486                   beta = (alpha + beta) / 2;
487                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
488
489                   failedHighCnt = 0;
490                   if (mainThread)
491                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
492               }
493               else if (bestValue >= beta)
494               {
495                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
496                   ++failedHighCnt;
497               }
498               else
499               {
500                   ++rootMoves[pvIdx].bestMoveCount;
501                   break;
502               }
503
504               delta += delta / 4 + 5;
505
506               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
507           }
508
509           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
510           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
511
512           if (    mainThread
513               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
514               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
515       }
516
517       if (!Threads.stop)
518           completedDepth = rootDepth;
519
520       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
521          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
522          lastBestMoveDepth = rootDepth;
523       }
524
525       // Have we found a "mate in x"?
526       if (   Limits.mate
527           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
528           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
529           Threads.stop = true;
530
531       if (!mainThread)
532           continue;
533
534       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
535       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
536           skill.pick_best(multiPV);
537
538       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
539       if (    Limits.use_time_management()
540           && !Threads.stop
541           && !mainThread->stopOnPonderhit)
542       {
543           double fallingEval = (332 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
544                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 704.0;
545           fallingEval = Utility::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
546
547           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
548           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.94 : 0.91;
549           double reduction = (1.41 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.27 * timeReduction);
550
551           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
552           for (Thread* th : Threads)
553           {
554               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
555               th->bestMoveChanges = 0;
556           }
557           double bestMoveInstability = 1 + totBestMoveChanges / Threads.size();
558
559           // Stop the search if we have only one legal move, or if available time elapsed
560           if (   rootMoves.size() == 1
561               || Time.elapsed() > Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability)
562           {
563               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
564               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
565               if (mainThread->ponder)
566                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
567               else
568                   Threads.stop = true;
569           }
570           else if (   Threads.increaseDepth
571                    && !mainThread->ponder
572                    && Time.elapsed() > Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * 0.6)
573                    Threads.increaseDepth = false;
574           else
575                    Threads.increaseDepth = true;
576       }
577
578       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
579       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
580   }
581
582   if (!mainThread)
583       return;
584
585   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
586
587   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
588   if (skill.enabled())
589       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
590                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
591 }
592
593
594 namespace {
595
596   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
597
598   template <NodeType NT>
599   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
600
601     constexpr bool PvNode = NT == PV;
602     const bool rootNode = PvNode && ss->ply == 0;
603
604     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
605     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
606     if (   pos.rule50_count() >= 3
607         && alpha < VALUE_DRAW
608         && !rootNode
609         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
610     {
611         alpha = value_draw(pos.this_thread());
612         if (alpha >= beta)
613             return alpha;
614     }
615
616     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
617     if (depth <= 0)
618         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
619
620     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
621     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
622     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
623     assert(!(PvNode && cutNode));
624
625     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
626     StateInfo st;
627     TTEntry* tte;
628     Key posKey;
629     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
630     Depth extension, newDepth;
631     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue;
632     bool ttHit, ttPv, formerPv, givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
633     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
634          ttCapture, singularQuietLMR;
635     Piece movedPiece;
636     int moveCount, captureCount, quietCount;
637
638     // Step 1. Initialize node
639     Thread* thisThread = pos.this_thread();
640     ss->inCheck = pos.checkers();
641     priorCapture = pos.captured_piece();
642     Color us = pos.side_to_move();
643     moveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
644     bestValue = -VALUE_INFINITE;
645     maxValue = VALUE_INFINITE;
646
647     // Check for the available remaining time
648     if (thisThread == Threads.main())
649         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
650
651     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
652     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
653         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
654
655     if (!rootNode)
656     {
657         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
658         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
659             || pos.is_draw(ss->ply)
660             || ss->ply >= MAX_PLY)
661             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
662                                                     : value_draw(pos.this_thread());
663
664         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
665         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
666         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
667         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
668         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
669         // mate. In this case return a fail-high score.
670         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
671         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
672         if (alpha >= beta)
673             return alpha;
674     }
675
676     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
677
678     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
679     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
680     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
681     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
682
683     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
684     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
685     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
686     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
687     // LMR which are based on the statScore of parent position.
688     if (rootNode)
689         (ss+4)->statScore = 0;
690     else
691         (ss+2)->statScore = 0;
692
693     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
694     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
695     // position key in case of an excluded move.
696     excludedMove = ss->excludedMove;
697     posKey = pos.key() ^ Key(excludedMove << 16); // Isn't a very good hash
698     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
699     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
700     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
701             : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
702     ttPv = PvNode || (ttHit && tte->is_pv());
703     formerPv = ttPv && !PvNode;
704
705     if (ttPv && depth > 12 && ss->ply - 1 < MAX_LPH && !pos.captured_piece() && is_ok((ss-1)->currentMove))
706         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
707
708     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
709     thisThread->ttHitAverage =   (TtHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / TtHitAverageWindow
710                                 + TtHitAverageResolution * ttHit;
711
712     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
713     if (  !PvNode
714         && ttHit
715         && tte->depth() >= depth
716         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
717         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
718                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
719     {
720         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
721         if (ttMove)
722         {
723             if (ttValue >= beta)
724             {
725                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
726                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
727
728                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
729                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
730                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
731             }
732             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
733             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
734             {
735                 int penalty = -stat_bonus(depth);
736                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
737                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
738             }
739         }
740
741         if (pos.rule50_count() < 90)
742             return ttValue;
743     }
744
745     // Step 5. Tablebases probe
746     if (!rootNode && TB::Cardinality)
747     {
748         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
749
750         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
751             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
752             &&  pos.rule50_count() == 0
753             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
754         {
755             TB::ProbeState err;
756             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
757
758             // Force check of time on the next occasion
759             if (thisThread == Threads.main())
760                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
761
762             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
763             {
764                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
765
766                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
767
768                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
769                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
770                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
771                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
772
773                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
774                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
775
776                 if (    b == BOUND_EXACT
777                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
778                 {
779                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv, b,
780                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
781                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
782
783                     return value;
784                 }
785
786                 if (PvNode)
787                 {
788                     if (b == BOUND_LOWER)
789                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
790                     else
791                         maxValue = value;
792                 }
793             }
794         }
795     }
796
797     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
798
799     // Step 6. Static evaluation of the position
800     if (ss->inCheck)
801     {
802         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
803         improving = false;
804         goto moves_loop;  // Skip early pruning when in check
805     }
806     else if (ttHit)
807     {
808         // Never assume anything about values stored in TT
809         ss->staticEval = eval = tte->eval();
810         if (eval == VALUE_NONE)
811             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
812
813         if (eval == VALUE_DRAW)
814             eval = value_draw(thisThread);
815
816         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
817         if (    ttValue != VALUE_NONE
818             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
819             eval = ttValue;
820     }
821     else
822     {
823         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
824         {
825             int bonus = -(ss-1)->statScore / 512;
826
827             ss->staticEval = eval = evaluate(pos) + bonus;
828         }
829         else
830             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
831
832         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
833     }
834
835     // Step 7. Razoring (~1 Elo)
836     if (   !rootNode // The required rootNode PV handling is not available in qsearch
837         &&  depth == 1
838         &&  eval <= alpha - RazorMargin)
839         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
840
841     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE ? (ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
842               || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE) : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
843
844     // Step 8. Futility pruning: child node (~50 Elo)
845     if (   !PvNode
846         &&  depth < 6
847         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
848         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
849         return eval;
850
851     // Step 9. Null move search with verification search (~40 Elo)
852     if (   !PvNode
853         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
854         && (ss-1)->statScore < 23397
855         &&  eval >= beta
856         &&  eval >= ss->staticEval
857         &&  ss->staticEval >= beta - 32 * depth - 30 * improving + 120 * ttPv + 292
858         && !excludedMove
859         &&  pos.non_pawn_material(us)
860         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
861     {
862         assert(eval - beta >= 0);
863
864         // Null move dynamic reduction based on depth and value
865         Depth R = (854 + 68 * depth) / 258 + std::min(int(eval - beta) / 192, 3);
866
867         ss->currentMove = MOVE_NULL;
868         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
869
870         pos.do_null_move(st);
871
872         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
873
874         pos.undo_null_move();
875
876         if (nullValue >= beta)
877         {
878             // Do not return unproven mate or TB scores
879             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
880                 nullValue = beta;
881
882             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 13))
883                 return nullValue;
884
885             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
886
887             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
888             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
889             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
890             thisThread->nmpColor = us;
891
892             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
893
894             thisThread->nmpMinPly = 0;
895
896             if (v >= beta)
897                 return nullValue;
898         }
899     }
900
901     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
902     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
903     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
904     if (   !PvNode
905         &&  depth >= 5
906         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
907     {
908         Value raisedBeta = beta + 189 - 45 * improving;
909         assert(raisedBeta < VALUE_INFINITE);
910         MovePicker mp(pos, ttMove, raisedBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
911         int probCutCount = 0;
912
913         while (   (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
914                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode
915                && !(   move == ttMove
916                     && tte->depth() >= depth - 4
917                     && ttValue < raisedBeta))
918             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
919             {
920                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
921                 assert(depth >= 5);
922
923                 captureOrPromotion = true;
924                 probCutCount++;
925
926                 ss->currentMove = move;
927                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
928                                                                           [captureOrPromotion]
929                                                                           [pos.moved_piece(move)]
930                                                                           [to_sq(move)];
931
932                 pos.do_move(move, st);
933
934                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
935                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1);
936
937                 // If the qsearch held, perform the regular search
938                 if (value >= raisedBeta)
939                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1, depth - 4, !cutNode);
940
941                 pos.undo_move(move);
942
943                 if (value >= raisedBeta)
944                     return value;
945             }
946     }
947
948     // Step 11. Internal iterative deepening (~1 Elo)
949     if (depth >= 7 && !ttMove)
950     {
951         search<NT>(pos, ss, alpha, beta, depth - 7, cutNode);
952
953         tte = TT.probe(posKey, ttHit);
954         ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
955         ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
956     }
957
958 moves_loop: // When in check, search starts from here
959
960     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
961                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
962                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
963
964     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
965
966     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
967                                       &thisThread->lowPlyHistory,
968                                       &captureHistory,
969                                       contHist,
970                                       countermove,
971                                       ss->killers,
972                                       depth > 12 ? ss->ply : MAX_PLY);
973
974     value = bestValue;
975     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
976     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
977
978     // Mark this node as being searched
979     ThreadHolding th(thisThread, posKey, ss->ply);
980
981     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
982     // or a beta cutoff occurs.
983     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
984     {
985       assert(is_ok(move));
986
987       if (move == excludedMove)
988           continue;
989
990       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
991       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
992       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
993       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
994       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
995                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
996           continue;
997
998       ss->moveCount = ++moveCount;
999
1000       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1001           sync_cout << "info depth " << depth
1002                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1003                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1004       if (PvNode)
1005           (ss+1)->pv = nullptr;
1006
1007       extension = 0;
1008       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1009       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1010       givesCheck = pos.gives_check(move);
1011
1012       // Calculate new depth for this move
1013       newDepth = depth - 1;
1014
1015       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
1016       if (  !rootNode
1017           && pos.non_pawn_material(us)
1018           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1019       {
1020           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1021           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1022
1023           // Reduced depth of the next LMR search
1024           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1025
1026           if (   !captureOrPromotion
1027               && !givesCheck)
1028           {
1029               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
1030               if (   lmrDepth < 4 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
1031                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1032                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1033                   continue;
1034
1035               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1036               if (   lmrDepth < 6
1037                   && !ss->inCheck
1038                   && ss->staticEval + 235 + 172 * lmrDepth <= alpha
1039                   &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1040                     + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1041                     + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] < 27400)
1042                   continue;
1043
1044               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-(32 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
1046                   continue;
1047           }
1048           else
1049           {
1050               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1051               if (   !givesCheck
1052                   && lmrDepth < 1
1053                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1054                   continue;
1055
1056               // Futility pruning for captures
1057               if (   !givesCheck
1058                   && lmrDepth < 6
1059                   && !(PvNode && abs(bestValue) < 2)
1060                   && !ss->inCheck
1061                   && ss->staticEval + 270 + 384 * lmrDepth + PieceValue[MG][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] <= alpha)
1062                   continue;
1063
1064               // See based pruning
1065               if (!pos.see_ge(move, Value(-194) * depth)) // (~25 Elo)
1066                   continue;
1067           }
1068       }
1069
1070       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1071
1072       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1073       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1074       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1075       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1076       // result is lower than ttValue minus a margin then we will extend the ttMove.
1077       if (    depth >= 6
1078           &&  move == ttMove
1079           && !rootNode
1080           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1081        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1082           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1083           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1084           &&  tte->depth() >= depth - 3
1085           &&  pos.legal(move))
1086       {
1087           Value singularBeta = ttValue - ((formerPv + 4) * depth) / 2;
1088           Depth singularDepth = (depth - 1 + 3 * formerPv) / 2;
1089           ss->excludedMove = move;
1090           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1091           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1092
1093           if (value < singularBeta)
1094           {
1095               extension = 1;
1096               singularQuietLMR = !ttCapture;
1097           }
1098
1099           // Multi-cut pruning
1100           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1101           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1102           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1103           // a soft bound.
1104           else if (singularBeta >= beta)
1105               return singularBeta;
1106
1107           // If the eval of ttMove is greater than beta we try also if there is an other move that
1108           // pushes it over beta, if so also produce a cutoff
1109           else if (ttValue >= beta)
1110           {
1111               ss->excludedMove = move;
1112               value = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, (depth + 3) / 2, cutNode);
1113               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1114
1115               if (value >= beta)
1116                   return beta;
1117           }
1118       }
1119
1120       // Check extension (~2 Elo)
1121       else if (    givesCheck
1122                && (pos.is_discovery_check_on_king(~us, move) || pos.see_ge(move)))
1123           extension = 1;
1124
1125       // Passed pawn extension
1126       else if (   move == ss->killers[0]
1127                && pos.advanced_pawn_push(move)
1128                && pos.pawn_passed(us, to_sq(move)))
1129           extension = 1;
1130
1131       // Last captures extension
1132       else if (   PieceValue[EG][pos.captured_piece()] > PawnValueEg
1133                && pos.non_pawn_material() <= 2 * RookValueMg)
1134           extension = 1;
1135
1136       // Castling extension
1137       if (type_of(move) == CASTLING)
1138           extension = 1;
1139
1140       // Late irreversible move extension
1141       if (   move == ttMove
1142           && pos.rule50_count() > 80
1143           && (captureOrPromotion || type_of(movedPiece) == PAWN))
1144           extension = 2;
1145
1146       // Add extension to new depth
1147       newDepth += extension;
1148
1149       // Speculative prefetch as early as possible
1150       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1151
1152       // Check for legality just before making the move
1153       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1154       {
1155           ss->moveCount = --moveCount;
1156           continue;
1157       }
1158
1159       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1160       ss->currentMove = move;
1161       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1162                                                                 [captureOrPromotion]
1163                                                                 [movedPiece]
1164                                                                 [to_sq(move)];
1165
1166       // Step 15. Make the move
1167       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1168
1169       // Step 16. Reduced depth search (LMR, ~200 Elo). If the move fails high it will be
1170       // re-searched at full depth.
1171       if (    depth >= 3
1172           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1173           && (!rootNode || thisThread->best_move_count(move) == 0)
1174           && (  !captureOrPromotion
1175               || moveCountPruning
1176               || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha
1177               || cutNode
1178               || thisThread->ttHitAverage < 375 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024))
1179       {
1180           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1181
1182           // Decrease reduction if the ttHit running average is large
1183           if (thisThread->ttHitAverage > 500 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1184               r--;
1185
1186           // Reduction if other threads are searching this position.
1187           if (th.marked())
1188               r++;
1189
1190           // Decrease reduction if position is or has been on the PV (~10 Elo)
1191           if (ttPv)
1192               r -= 2;
1193
1194           if (moveCountPruning && !formerPv)
1195               r++;
1196
1197           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~5 Elo)
1198           if ((ss-1)->moveCount > 14)
1199               r--;
1200
1201           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~3 Elo)
1202           if (singularQuietLMR)
1203               r -= 1 + formerPv;
1204
1205           if (!captureOrPromotion)
1206           {
1207               // Increase reduction if ttMove is a capture (~5 Elo)
1208               if (ttCapture)
1209                   r++;
1210
1211               // Increase reduction for cut nodes (~10 Elo)
1212               if (cutNode)
1213                   r += 2;
1214
1215               // Decrease reduction for moves that escape a capture. Filter out
1216               // castling moves, because they are coded as "king captures rook" and
1217               // hence break make_move(). (~2 Elo)
1218               else if (    type_of(move) == NORMAL
1219                        && !pos.see_ge(reverse_move(move)))
1220                   r -= 2 + ttPv;
1221
1222               ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1223                              + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1224                              + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1225                              + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1226                              - 4926;
1227
1228               // Decrease/increase reduction by comparing opponent's stat score (~10 Elo)
1229               if (ss->statScore >= -102 && (ss-1)->statScore < -114)
1230                   r--;
1231
1232               else if ((ss-1)->statScore >= -116 && ss->statScore < -154)
1233                   r++;
1234
1235               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1236               r -= ss->statScore / 16434;
1237           }
1238           else
1239           {
1240             // Increase reduction for captures/promotions if late move and at low depth
1241             if (depth < 8 && moveCount > 2)
1242                 r++;
1243
1244             // Unless giving check, this capture is likely bad
1245             if (   !givesCheck
1246                 && ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] + 200 * depth <= alpha)
1247                 r++;
1248           }
1249
1250           Depth d = Utility::clamp(newDepth - r, 1, newDepth);
1251
1252           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1253
1254           doFullDepthSearch = value > alpha && d != newDepth;
1255
1256           didLMR = true;
1257       }
1258       else
1259       {
1260           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1261
1262           didLMR = false;
1263       }
1264
1265       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1266       if (doFullDepthSearch)
1267       {
1268           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1269
1270           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1271           {
1272               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1273                                         : -stat_bonus(newDepth);
1274
1275               if (move == ss->killers[0])
1276                   bonus += bonus / 4;
1277
1278               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1279           }
1280       }
1281
1282       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1283       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1284       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1285       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1286       {
1287           (ss+1)->pv = pv;
1288           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1289
1290           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1291       }
1292
1293       // Step 18. Undo move
1294       pos.undo_move(move);
1295
1296       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1297
1298       // Step 19. Check for a new best move
1299       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1300       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1301       // updating best move, PV and TT.
1302       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1303           return VALUE_ZERO;
1304
1305       if (rootNode)
1306       {
1307           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1308                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1309
1310           // PV move or new best move?
1311           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1312           {
1313               rm.score = value;
1314               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1315               rm.pv.resize(1);
1316
1317               assert((ss+1)->pv);
1318
1319               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1320                   rm.pv.push_back(*m);
1321
1322               // We record how often the best move has been changed in each
1323               // iteration. This information is used for time management: When
1324               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1325               if (moveCount > 1)
1326                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1327           }
1328           else
1329               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1330               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1331               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1332               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1333       }
1334
1335       if (value > bestValue)
1336       {
1337           bestValue = value;
1338
1339           if (value > alpha)
1340           {
1341               bestMove = move;
1342
1343               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1344                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1345
1346               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1347                   alpha = value;
1348               else
1349               {
1350                   assert(value >= beta); // Fail high
1351                   ss->statScore = 0;
1352                   break;
1353               }
1354           }
1355       }
1356
1357       if (move != bestMove)
1358       {
1359           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1360               capturesSearched[captureCount++] = move;
1361
1362           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1363               quietsSearched[quietCount++] = move;
1364       }
1365     }
1366
1367     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1368     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1369     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1370     /*
1371        if (Threads.stop)
1372         return VALUE_DRAW;
1373     */
1374
1375     // Step 20. Check for mate and stalemate
1376     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1377     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1378     // return a fail low score.
1379
1380     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1381
1382     if (!moveCount)
1383         bestValue = excludedMove ? alpha
1384                    :     ss->inCheck ? mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1385
1386     else if (bestMove)
1387         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1388                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1389
1390     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1391     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1392              && !priorCapture)
1393         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
1394
1395     if (PvNode)
1396         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1397
1398     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1399         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ttPv,
1400                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1401                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1402                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1403
1404     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1405
1406     return bestValue;
1407   }
1408
1409
1410   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1411   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1412   template <NodeType NT>
1413   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1414
1415     constexpr bool PvNode = NT == PV;
1416
1417     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1418     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1419     assert(depth <= 0);
1420
1421     Move pv[MAX_PLY+1];
1422     StateInfo st;
1423     TTEntry* tte;
1424     Key posKey;
1425     Move ttMove, move, bestMove;
1426     Depth ttDepth;
1427     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1428     bool ttHit, pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1429     int moveCount;
1430
1431     if (PvNode)
1432     {
1433         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1434         (ss+1)->pv = pv;
1435         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1436     }
1437
1438     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1439     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
1440     bestMove = MOVE_NONE;
1441     ss->inCheck = pos.checkers();
1442     moveCount = 0;
1443
1444     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1445     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1446         || ss->ply >= MAX_PLY)
1447         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1448
1449     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1450
1451     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1452     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1453     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1454     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1455                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1456     // Transposition table lookup
1457     posKey = pos.key();
1458     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
1459     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1460     ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1461     pvHit = ttHit && tte->is_pv();
1462
1463     if (  !PvNode
1464         && ttHit
1465         && tte->depth() >= ttDepth
1466         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1467         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1468                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1469         return ttValue;
1470
1471     // Evaluate the position statically
1472     if (ss->inCheck)
1473     {
1474         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1475         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1476     }
1477     else
1478     {
1479         if (ttHit)
1480         {
1481             // Never assume anything about values stored in TT
1482             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1483                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1484
1485             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1486             if (    ttValue != VALUE_NONE
1487                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1488                 bestValue = ttValue;
1489         }
1490         else
1491             ss->staticEval = bestValue =
1492             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1493                                              : -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
1494
1495         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1496         if (bestValue >= beta)
1497         {
1498             if (!ttHit)
1499                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1500                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1501
1502             return bestValue;
1503         }
1504
1505         if (PvNode && bestValue > alpha)
1506             alpha = bestValue;
1507
1508         futilityBase = bestValue + 154;
1509     }
1510
1511     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1512                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1513                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1514
1515     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1516     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1517     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1518     // be generated.
1519     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1520                                       &thisThread->captureHistory,
1521                                       contHist,
1522                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1523
1524     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1525     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1526     {
1527       assert(is_ok(move));
1528
1529       givesCheck = pos.gives_check(move);
1530       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1531
1532       moveCount++;
1533
1534       // Futility pruning
1535       if (   !ss->inCheck
1536           && !givesCheck
1537           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1538           && !pos.advanced_pawn_push(move))
1539       {
1540           assert(type_of(move) != ENPASSANT); // Due to !pos.advanced_pawn_push
1541
1542           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1543
1544           if (futilityValue <= alpha)
1545           {
1546               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1547               continue;
1548           }
1549
1550           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1551           {
1552               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1553               continue;
1554           }
1555       }
1556
1557       // Don't search moves with negative SEE values
1558       if (  !ss->inCheck && !pos.see_ge(move))
1559           continue;
1560
1561       // Speculative prefetch as early as possible
1562       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1563
1564       // Check for legality just before making the move
1565       if (!pos.legal(move))
1566       {
1567           moveCount--;
1568           continue;
1569       }
1570
1571       ss->currentMove = move;
1572       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1573                                                                 [captureOrPromotion]
1574                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1575                                                                 [to_sq(move)];
1576
1577       // Make and search the move
1578       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1579       value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1580       pos.undo_move(move);
1581
1582       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1583
1584       // Check for a new best move
1585       if (value > bestValue)
1586       {
1587           bestValue = value;
1588
1589           if (value > alpha)
1590           {
1591               bestMove = move;
1592
1593               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1594                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1595
1596               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1597                   alpha = value;
1598               else
1599                   break; // Fail high
1600           }
1601        }
1602     }
1603
1604     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1605     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1606     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1607         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1608
1609     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1610               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1611               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1612               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1613
1614     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1615
1616     return bestValue;
1617   }
1618
1619
1620   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1621   // "plies to mate from the current position". standard scores are unchanged.
1622   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1623
1624   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1625
1626     assert(v != VALUE_NONE);
1627
1628     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1629           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1630   }
1631
1632
1633   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate or TB score
1634   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated
1635   // from current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root".
1636   // However, for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule,
1637   // and the graph history interaction, return an optimal TB score instead.
1638
1639   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1640
1641     if (v == VALUE_NONE)
1642         return VALUE_NONE;
1643
1644     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1645     {
1646         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1647             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1648
1649         return v - ply;
1650     }
1651
1652     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1653     {
1654         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1655             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1656
1657         return v + ply;
1658     }
1659
1660     return v;
1661   }
1662
1663
1664   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1665
1666   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1667
1668     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1669         *pv++ = *childPv++;
1670     *pv = MOVE_NONE;
1671   }
1672
1673
1674   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1675
1676   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1677                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1678
1679     int bonus1, bonus2;
1680     Color us = pos.side_to_move();
1681     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1682     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1683     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1684     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1685
1686     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1687     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1688                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1689
1690     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1691     {
1692         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1693
1694         // Decrease all the non-best quiet moves
1695         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1696         {
1697             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1698             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1699         }
1700     }
1701     else
1702         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1703
1704     // Extra penalty for a quiet TT or main killer move in previous ply when it gets refuted
1705     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1706         && !pos.captured_piece())
1707             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1708
1709     // Decrease all the non-best capture moves
1710     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1711     {
1712         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1713         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1714         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1715     }
1716   }
1717
1718
1719   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1720   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1721
1722   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1723
1724     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1725     {
1726         if (ss->inCheck && i > 2)
1727             break;
1728         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1729             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1730     }
1731   }
1732
1733
1734   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1735
1736   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1737
1738     if (ss->killers[0] != move)
1739     {
1740         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1741         ss->killers[0] = move;
1742     }
1743
1744     Color us = pos.side_to_move();
1745     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1746     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1747     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1748
1749     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1750         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1751
1752     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1753     {
1754         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1755         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1756     }
1757
1758     if (depth > 12 && ss->ply < MAX_LPH)
1759         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1760   }
1761
1762   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1763   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1764
1765   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1766
1767     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1768     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1769
1770     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1771     Value topScore = rootMoves[0].score;
1772     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1773     int weakness = 120 - 2 * level;
1774     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1775
1776     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1777     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1778     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1779     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1780     {
1781         // This is our magic formula
1782         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1783                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1784
1785         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1786         {
1787             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1788             best = rootMoves[i].pv[0];
1789         }
1790     }
1791
1792     return best;
1793   }
1794
1795 } // namespace
1796
1797 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1798 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1799
1800 void MainThread::check_time() {
1801
1802   if (--callsCnt > 0)
1803       return;
1804
1805   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1806   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1807
1808   static TimePoint lastInfoTime = now();
1809
1810   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1811   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1812
1813   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1814   {
1815       lastInfoTime = tick;
1816       dbg_print();
1817   }
1818
1819   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1820   if (ponder)
1821       return;
1822
1823   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1824       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1825       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1826       Threads.stop = true;
1827 }
1828
1829
1830 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1831 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1832
1833 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1834
1835   std::stringstream ss;
1836   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1837   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1838   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1839   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1840   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1841   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1842
1843   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1844   {
1845       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1846
1847       if (depth == 1 && !updated)
1848           continue;
1849
1850       Depth d = updated ? depth : depth - 1;
1851       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1852
1853       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1854       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1855
1856       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1857           ss << "\n";
1858
1859       ss << "info"
1860          << " depth "    << d
1861          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1862          << " multipv "  << i + 1
1863          << " score "    << UCI::value(v);
1864
1865       if (!tb && i == pvIdx)
1866           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1867
1868       ss << " nodes "    << nodesSearched
1869          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1870
1871       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1872           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1873
1874       ss << " tbhits "   << tbHits
1875          << " time "     << elapsed
1876          << " pv";
1877
1878       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1879           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1880   }
1881
1882   return ss.str();
1883 }
1884
1885
1886 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1887 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1888 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1889 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1890
1891 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1892
1893     StateInfo st;
1894     bool ttHit;
1895
1896     assert(pv.size() == 1);
1897
1898     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1899         return false;
1900
1901     pos.do_move(pv[0], st);
1902     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1903
1904     if (ttHit)
1905     {
1906         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1907         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1908             pv.push_back(m);
1909     }
1910
1911     pos.undo_move(pv[0]);
1912     return pv.size() > 1;
1913 }
1914
1915 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1916
1917     RootInTB = false;
1918     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1919     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1920     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1921     bool dtz_available = true;
1922
1923     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1924     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1925     if (Cardinality > MaxCardinality)
1926     {
1927         Cardinality = MaxCardinality;
1928         ProbeDepth = 0;
1929     }
1930
1931     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1932     {
1933         // Rank moves using DTZ tables
1934         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1935
1936         if (!RootInTB)
1937         {
1938             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1939             dtz_available = false;
1940             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1941         }
1942     }
1943
1944     if (RootInTB)
1945     {
1946         // Sort moves according to TB rank
1947         std::sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1948                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1949
1950         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1951         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1952             Cardinality = 0;
1953     }
1954     else
1955     {
1956         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1957         for (auto& m : rootMoves)
1958             m.tbRank = 0;
1959     }
1960 }