]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplify away complexityAverage
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 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 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
67     return Value(154 * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table, initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1449 - int(delta) * 1032 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(340 * d - 470, 1855);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
292   beta = VALUE_INFINITE;
293
294   if (mainThread)
295   {
296
297       int rootComplexity;
298       if (Eval::useNNUE)
299           Eval::NNUE::evaluate(rootPos, true, &rootComplexity);
300       else
301           Eval::evaluate(rootPos, &rootComplexity);
302
303       mainThread->complexity = std::min(1.03 + (rootComplexity - 241) / 1552.0, 1.45);
304
305       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
306           for (int i = 0; i < 4; ++i)
307               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
308       else
309           for (int i = 0; i < 4; ++i)
310               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
311   }
312
313   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
314   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
315
316   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
317   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
318   if (skill.enabled())
319       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
320
321   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
322
323   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
324
325   int searchAgainCounter = 0;
326
327   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
328   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
329          && !Threads.stop
330          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
331   {
332       // Age out PV variability metric
333       if (mainThread)
334           totBestMoveChanges /= 2;
335
336       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
337       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
338       for (RootMove& rm : rootMoves)
339           rm.previousScore = rm.score;
340
341       size_t pvFirst = 0;
342       pvLast = 0;
343
344       if (!Threads.increaseDepth)
345           searchAgainCounter++;
346
347       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
348       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
349       {
350           if (pvIdx == pvLast)
351           {
352               pvFirst = pvLast;
353               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
354                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
355                       break;
356           }
357
358           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
359           selDepth = 0;
360
361           // Reset aspiration window starting size
362           if (rootDepth >= 4)
363           {
364               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
365               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
366               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
367               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
368
369               // Adjust optimism based on root move's previousScore
370               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
371               optimism[ us] = Value(opt);
372               optimism[~us] = -optimism[us];
373           }
374
375           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
376           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
377           // high/low anymore.
378           int failedHighCnt = 0;
379           while (true)
380           {
381               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
382               // four searchAgain steps (see issue #2717).
383               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
384               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
385
386               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
387               // is done with a stable algorithm because all the values but the
388               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
389               // and we want to keep the same order for all the moves except the
390               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
391               // search the already searched PV lines are preserved.
392               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
393
394               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
395               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
396               // the previous iteration.
397               if (Threads.stop)
398                   break;
399
400               // When failing high/low give some update (without cluttering
401               // the UI) before a re-search.
402               if (   mainThread
403                   && multiPV == 1
404                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
405                   && Time.elapsed() > 3000)
406                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
407
408               // In case of failing low/high increase aspiration window and
409               // re-search, otherwise exit the loop.
410               if (bestValue <= alpha)
411               {
412                   beta = (alpha + beta) / 2;
413                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
414
415                   failedHighCnt = 0;
416                   if (mainThread)
417                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
418               }
419               else if (bestValue >= beta)
420               {
421                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
422                   ++failedHighCnt;
423               }
424               else
425                   break;
426
427               delta += delta / 4 + 2;
428
429               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
430           }
431
432           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
433           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
434
435           if (    mainThread
436               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
437               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
438       }
439
440       if (!Threads.stop)
441           completedDepth = rootDepth;
442
443       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
444       {
445           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
446           lastBestMoveDepth = rootDepth;
447       }
448
449       // Have we found a "mate in x"?
450       if (   Limits.mate
451           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
452           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
453           Threads.stop = true;
454
455       if (!mainThread)
456           continue;
457
458       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
459       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
460           skill.pick_best(multiPV);
461
462       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
463       for (Thread* th : Threads)
464       {
465           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
466           th->bestMoveChanges = 0;
467       }
468
469       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
470       if (    Limits.use_time_management()
471           && !Threads.stop
472           && !mainThread->stopOnPonderhit)
473       {
474           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
475                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
476           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
477
478           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
479           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
480           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
481           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
482
483           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * mainThread->complexity;
484
485           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
486           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
487           if (rootMoves.size() == 1)
488               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
489
490           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
491           if (Time.elapsed() > totalTime)
492           {
493               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
494               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
495               if (mainThread->ponder)
496                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
497               else
498                   Threads.stop = true;
499           }
500           else if (   !mainThread->ponder
501                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
502               Threads.increaseDepth = false;
503           else
504               Threads.increaseDepth = true;
505       }
506
507       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
508       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
509   }
510
511   if (!mainThread)
512       return;
513
514   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
515
516   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
517   if (skill.enabled())
518       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
519                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
520 }
521
522
523 namespace {
524
525   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
526
527   template <NodeType nodeType>
528   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
529
530     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
531     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
532
533     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
534     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
535     if (   !rootNode
536         && pos.rule50_count() >= 3
537         && alpha < VALUE_DRAW
538         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
539     {
540         alpha = value_draw(pos.this_thread());
541         if (alpha >= beta)
542             return alpha;
543     }
544
545     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
546     if (depth <= 0)
547         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
548
549     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
550     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
551     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
552     assert(!(PvNode && cutNode));
553
554     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
555     StateInfo st;
556     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
557
558     TTEntry* tte;
559     Key posKey;
560     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
561     Depth extension, newDepth;
562     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
563     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
564     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
565     Piece movedPiece;
566     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
567
568     // Step 1. Initialize node
569     Thread* thisThread = pos.this_thread();
570     ss->inCheck        = pos.checkers();
571     priorCapture       = pos.captured_piece();
572     Color us           = pos.side_to_move();
573     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
574     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
575     maxValue           = VALUE_INFINITE;
576
577     // Check for the available remaining time
578     if (thisThread == Threads.main())
579         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
580
581     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
582     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
583         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
584
585     if (!rootNode)
586     {
587         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
588         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
589             || pos.is_draw(ss->ply)
590             || ss->ply >= MAX_PLY)
591             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
592                                                         : value_draw(pos.this_thread());
593
594         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
595         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
596         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
597         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
598         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
599         // mate. In this case return a fail-high score.
600         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
601         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
602         if (alpha >= beta)
603             return alpha;
604     }
605     else
606         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
607
608     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
609
610     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
611     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
612     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
613     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
614     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
615     ss->statScore        = 0;
616
617     // Step 4. Transposition table lookup.
618     excludedMove = ss->excludedMove;
619     posKey = pos.key();
620     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
621     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
622     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
623             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
624     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
625
626     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
627     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
628     if (!excludedMove)
629         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
630
631     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
632     if (  !PvNode
633         && ss->ttHit
634         && !excludedMove
635         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
636         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
637         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
638     {
639         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
640         if (ttMove)
641         {
642             if (ttValue >= beta)
643             {
644                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
645                 if (!ttCapture)
646                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
647
648                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
649                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
650                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
651             }
652             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
653             else if (!ttCapture)
654             {
655                 int penalty = -stat_bonus(depth);
656                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
657                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
658             }
659         }
660
661         // Partial workaround for the graph history interaction problem
662         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
663         if (pos.rule50_count() < 90)
664             return ttValue;
665     }
666
667     // Step 5. Tablebases probe
668     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
669     {
670         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
671
672         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
673             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
674             &&  pos.rule50_count() == 0
675             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
676         {
677             TB::ProbeState err;
678             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
679
680             // Force check of time on the next occasion
681             if (thisThread == Threads.main())
682                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
683
684             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
685             {
686                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
687
688                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
689
690                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
691                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
692                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
693                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
694
695                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
696                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
697
698                 if (    b == BOUND_EXACT
699                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
700                 {
701                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
702                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
703                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
704
705                     return value;
706                 }
707
708                 if (PvNode)
709                 {
710                     if (b == BOUND_LOWER)
711                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
712                     else
713                         maxValue = value;
714                 }
715             }
716         }
717     }
718
719     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
720
721     // Step 6. Static evaluation of the position
722     if (ss->inCheck)
723     {
724         // Skip early pruning when in check
725         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
726         improving = false;
727         improvement = 0;
728         complexity = 0;
729         goto moves_loop;
730     }
731     else if (excludedMove)
732     {
733         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
734         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
735         eval = ss->staticEval;
736         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
737     }
738     else if (ss->ttHit)
739     {
740         // Never assume anything about values stored in TT
741         ss->staticEval = eval = tte->eval();
742         if (eval == VALUE_NONE)
743             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
744         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
745         {
746             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
747             if (PvNode)
748                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
749         }
750
751         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
752         if (    ttValue != VALUE_NONE
753             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
754             eval = ttValue;
755     }
756     else
757     {
758         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
759         // Save static evaluation into transposition table
760         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
761     }
762
763     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
764     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
765     {
766         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
767         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
768     }
769
770     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
771     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
772     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
773     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
774     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
775                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
776                   :                                    156;
777     improving = improvement > 0;
778
779     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
780     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
781     // return a fail low.
782     if (eval < alpha - 426 - 252 * depth * depth)
783     {
784         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
785         if (value < alpha)
786             return value;
787     }
788
789     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
790     // The depth condition is important for mate finding.
791     if (   !ss->ttPv
792         &&  depth < 9
793         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
794         &&  eval >= beta
795         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
796         return eval;
797
798     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
799     if (   !PvNode
800         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
801         && (ss-1)->statScore < 18755
802         &&  eval >= beta
803         &&  eval >= ss->staticEval
804         &&  ss->staticEval >= beta - 19 * depth - improvement / 13 + 253 + complexity / 25
805         && !excludedMove
806         &&  pos.non_pawn_material(us)
807         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
808     {
809         assert(eval - beta >= 0);
810
811         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
812         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 825);
813
814         ss->currentMove = MOVE_NULL;
815         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
816
817         pos.do_null_move(st);
818
819         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
820
821         pos.undo_null_move();
822
823         if (nullValue >= beta)
824         {
825             // Do not return unproven mate or TB scores
826             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
827                 nullValue = beta;
828
829             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
830                 return nullValue;
831
832             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
833
834             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
835             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
836             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
837             thisThread->nmpColor = us;
838
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
840
841             thisThread->nmpMinPly = 0;
842
843             if (v >= beta)
844                 return nullValue;
845         }
846     }
847
848     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
849
850     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
851     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
852     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
853     if (   !PvNode
854         &&  depth > 4
855         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
856         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
857         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
858         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
859         // so effective depth is equal to depth - 3
860         && !(   ss->ttHit
861              && tte->depth() >= depth - 3
862              && ttValue != VALUE_NONE
863              && ttValue < probCutBeta))
864     {
865         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
866
867         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
868
869         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
870             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
871             {
872                 assert(pos.capture_stage(move));
873
874                 ss->currentMove = move;
875                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
876                                                                           [true]
877                                                                           [pos.moved_piece(move)]
878                                                                           [to_sq(move)];
879
880                 pos.do_move(move, st);
881
882                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
883                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
884
885                 // If the qsearch held, perform the regular search
886                 if (value >= probCutBeta)
887                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
888
889                 pos.undo_move(move);
890
891                 if (value >= probCutBeta)
892                 {
893                     // Save ProbCut data into transposition table
894                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
895                     return value;
896                 }
897             }
898
899         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
900     }
901
902     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
903     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
904     if (    PvNode
905         && !ttMove)
906         depth -= 3;
907
908     if (depth <= 0)
909         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
910
911     if (    cutNode
912         &&  depth >= 7
913         && !ttMove)
914         depth -= 2;
915
916 moves_loop: // When in check, search starts here
917
918     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
919     probCutBeta = beta + 391;
920     if (   ss->inCheck
921         && !PvNode
922         && depth >= 2
923         && ttCapture
924         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
925         && tte->depth() >= depth - 3
926         && ttValue >= probCutBeta
927         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
928         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
929         return probCutBeta;
930
931     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
932                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
933                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
934
935     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
936
937     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
938                                       &captureHistory,
939                                       contHist,
940                                       countermove,
941                                       ss->killers);
942
943     value = bestValue;
944     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
945
946     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
947     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
948     bool likelyFailLow =    PvNode
949                          && ttMove
950                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
951                          && tte->depth() >= depth;
952
953     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
954     // or a beta cutoff occurs.
955     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
956     {
957       assert(is_ok(move));
958
959       if (move == excludedMove)
960           continue;
961
962       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
963       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
964       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
965       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
966       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
967                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
968           continue;
969
970       // Check for legality
971       if (!rootNode && !pos.legal(move))
972           continue;
973
974       ss->moveCount = ++moveCount;
975
976       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
977           sync_cout << "info depth " << depth
978                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
979                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
980       if (PvNode)
981           (ss+1)->pv = nullptr;
982
983       extension = 0;
984       capture = pos.capture_stage(move);
985       movedPiece = pos.moved_piece(move);
986       givesCheck = pos.gives_check(move);
987
988       // Calculate new depth for this move
989       newDepth = depth - 1;
990
991       Value delta = beta - alpha;
992
993       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
994
995       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
996       if (  !rootNode
997           && pos.non_pawn_material(us)
998           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
999       {
1000           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
1001           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1002
1003           // Reduced depth of the next LMR search
1004           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1005
1006           if (   capture
1007               || givesCheck)
1008           {
1009               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1010               if (   !givesCheck
1011                   && lmrDepth < 6
1012                   && !ss->inCheck
1013                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1014                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1015                   continue;
1016
1017               Bitboard occupied;
1018               // SEE based pruning (~11 Elo)
1019               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-206) * depth))
1020               {
1021                   if (depth < 2 - capture)
1022                       continue;
1023                   // don't prune move if a heavy enemy piece (KQR) is under attack after the exchanges
1024                   Bitboard leftEnemies = (pos.pieces(~us, QUEEN, ROOK) | pos.pieces(~us, KING)) & occupied;
1025                   Bitboard attacks = 0;
1026                   occupied |= to_sq(move);
1027                   while (leftEnemies && !attacks)
1028                   {
1029                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1030                       attacks |= pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1031                       // exclude Queen/Rook(s) which were already threatened before SEE
1032                       if (attacks && (sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us))))
1033                           attacks = 0;
1034                   }
1035                   if (!attacks)
1036                       continue;
1037               }
1038           }
1039           else
1040           {
1041               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1042                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1043                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1044
1045               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1046               if (   lmrDepth < 5
1047                   && history < -4405 * (depth - 1))
1048                   continue;
1049
1050               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1051
1052               lmrDepth += history / 7278;
1053               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1054
1055               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1056               if (   !ss->inCheck
1057                   && lmrDepth < 13
1058                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1059                   continue;
1060
1061               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1062
1063               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1064               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1065                   continue;
1066           }
1067       }
1068
1069       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1070       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1071       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1072       {
1073           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1074           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1075           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1076           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1077           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1078           if (   !rootNode
1079               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1080               &&  move == ttMove
1081               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1082            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1083               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1084               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1085               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1086           {
1087               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1088               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1089
1090               ss->excludedMove = move;
1091               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1092               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1093
1094               if (value < singularBeta)
1095               {
1096                   extension = 1;
1097                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1098
1099                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1100                   if (  !PvNode
1101                       && value < singularBeta - 25
1102                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1103                   {
1104                       extension = 2;
1105                       depth += depth < 13;
1106                   }
1107               }
1108
1109               // Multi-cut pruning
1110               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1111               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1112               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1113               // a soft bound.
1114               else if (singularBeta >= beta)
1115                   return singularBeta;
1116
1117               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1118               else if (ttValue >= beta)
1119                   extension = -2 - !PvNode;
1120
1121               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1122               else if (ttValue <= value)
1123                   extension = -1;
1124
1125               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1126               else if (ttValue <= alpha)
1127                   extension = -1;
1128           }
1129
1130           // Check extensions (~1 Elo)
1131           else if (   givesCheck
1132                    && depth > 10
1133                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1134               extension = 1;
1135
1136           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1137           else if (   PvNode
1138                    && move == ttMove
1139                    && move == ss->killers[0]
1140                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1141               extension = 1;
1142       }
1143
1144       // Add extension to new depth
1145       newDepth += extension;
1146       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1147
1148       // Speculative prefetch as early as possible
1149       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1150
1151       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1152       ss->currentMove = move;
1153       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1154                                                                 [capture]
1155                                                                 [movedPiece]
1156                                                                 [to_sq(move)];
1157
1158       // Step 16. Make the move
1159       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1160
1161       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1162       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1163       if (   ss->ttPv
1164           && !likelyFailLow)
1165           r -= 2;
1166
1167       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1168       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1169           r--;
1170
1171       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1172       if (cutNode)
1173           r += 2;
1174
1175       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1176       if (ttCapture)
1177           r++;
1178
1179       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1180       if (PvNode)
1181           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1182
1183       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1184       if (singularQuietLMR)
1185           r--;
1186
1187       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1188       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1189           r++;
1190
1191       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history (~1 Elo)
1192       if (move == ss->killers[0]
1193           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3722)
1194           r--;
1195
1196       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1197                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1198                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1199                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1200                      - 4182;
1201
1202       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1203       r -= ss->statScore / (11791 + 3992 * (depth > 6 && depth < 19));
1204
1205       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1206       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1207       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1208       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1209       if (    depth >= 2
1210           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1211           && (   !ss->ttPv
1212               || !capture
1213               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1214       {
1215           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1216           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1217           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1218           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1219
1220           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1221
1222           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1223           if (value > alpha && d < newDepth)
1224           {
1225               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1226               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1227               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1228               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1229               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1230
1231               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1232
1233               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1234
1235               if (newDepth > d)
1236                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1237
1238               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1239                                         : -stat_bonus(newDepth);
1240
1241               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1242           }
1243       }
1244
1245       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1246       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1247       {
1248           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1249           if (!ttMove && cutNode)
1250               r += 2;
1251
1252           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1253       }
1254
1255       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1256       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1257       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1258       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1259       {
1260           (ss+1)->pv = pv;
1261           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1262
1263           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1264       }
1265
1266       // Step 19. Undo move
1267       pos.undo_move(move);
1268
1269       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1270
1271       // Step 20. Check for a new best move
1272       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1273       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1274       // updating best move, PV and TT.
1275       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1276           return VALUE_ZERO;
1277
1278       if (rootNode)
1279       {
1280           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1281                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1282
1283           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1284
1285           // PV move or new best move?
1286           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1287           {
1288               rm.score =  rm.uciScore = value;
1289               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1290               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1291
1292               if (value >= beta)
1293               {
1294                   rm.scoreLowerbound = true;
1295                   rm.uciScore = beta;
1296               }
1297               else if (value <= alpha)
1298               {
1299                   rm.scoreUpperbound = true;
1300                   rm.uciScore = alpha;
1301               }
1302
1303               rm.pv.resize(1);
1304
1305               assert((ss+1)->pv);
1306
1307               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1308                   rm.pv.push_back(*m);
1309
1310               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1311               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1312               // we must take care to only do this for the first PV line.
1313               if (   moveCount > 1
1314                   && !thisThread->pvIdx)
1315                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1316           }
1317           else
1318               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1319               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1320               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1321               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1322       }
1323
1324       if (value > bestValue)
1325       {
1326           bestValue = value;
1327
1328           if (value > alpha)
1329           {
1330               bestMove = move;
1331
1332               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1333                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1334
1335               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1336               {
1337                   alpha = value;
1338
1339                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1340                   if (   depth > 1
1341                       && depth < 6
1342                       && beta  <  10534
1343                       && alpha > -10534)
1344                       depth -= 1;
1345
1346                   assert(depth > 0);
1347               }
1348               else
1349               {
1350                   ss->cutoffCnt++;
1351                   assert(value >= beta); // Fail high
1352                   break;
1353               }
1354           }
1355       }
1356
1357
1358       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1359       if (move != bestMove)
1360       {
1361           if (capture && captureCount < 32)
1362               capturesSearched[captureCount++] = move;
1363
1364           else if (!capture && quietCount < 64)
1365               quietsSearched[quietCount++] = move;
1366       }
1367     }
1368
1369     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1370     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1371     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1372     /*
1373        if (Threads.stop)
1374         return VALUE_DRAW;
1375     */
1376
1377     // Step 21. Check for mate and stalemate
1378     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1379     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1380     // return a fail low score.
1381
1382     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1383
1384     if (!moveCount)
1385         bestValue = excludedMove ? alpha :
1386                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1387                                  : VALUE_DRAW;
1388
1389     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1390     else if (bestMove)
1391         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1392                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1393
1394     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1395     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1396     {
1397         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1398         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1399     }
1400
1401     if (PvNode)
1402         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1403
1404     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1405     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1406     if (bestValue <= alpha)
1407         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1408
1409     // Write gathered information in transposition table
1410     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1411         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1412                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1413                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1414                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1415
1416     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1417
1418     return bestValue;
1419   }
1420
1421
1422   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1423   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1424   // (~155 Elo)
1425   template <NodeType nodeType>
1426   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1427
1428     static_assert(nodeType != Root);
1429     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1430
1431     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1432     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1433     assert(depth <= 0);
1434
1435     Move pv[MAX_PLY+1];
1436     StateInfo st;
1437     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1438
1439     TTEntry* tte;
1440     Key posKey;
1441     Move ttMove, move, bestMove;
1442     Depth ttDepth;
1443     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1444     bool pvHit, givesCheck, capture;
1445     int moveCount;
1446
1447     // Step 1. Initialize node
1448     if (PvNode)
1449     {
1450         (ss+1)->pv = pv;
1451         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1452     }
1453
1454     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1455     bestMove = MOVE_NONE;
1456     ss->inCheck = pos.checkers();
1457     moveCount = 0;
1458
1459     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1460     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1461         || ss->ply >= MAX_PLY)
1462         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1463
1464     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1465
1466     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1467     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1468     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1469     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1470                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1471
1472     // Step 3. Transposition table lookup
1473     posKey = pos.key();
1474     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1475     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1476     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1477     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1478
1479     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1480     if (  !PvNode
1481         && ss->ttHit
1482         && tte->depth() >= ttDepth
1483         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1484         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1485         return ttValue;
1486
1487     // Step 4. Static evaluation of the position
1488     if (ss->inCheck)
1489     {
1490         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1491         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1492     }
1493     else
1494     {
1495         if (ss->ttHit)
1496         {
1497             // Never assume anything about values stored in TT
1498             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1499                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1500
1501             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1502             if (    ttValue != VALUE_NONE
1503                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1504                 bestValue = ttValue;
1505         }
1506         else
1507             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1508             ss->staticEval = bestValue =
1509             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1510                                              : -(ss-1)->staticEval;
1511
1512         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1513         if (bestValue >= beta)
1514         {
1515             // Save gathered info in transposition table
1516             if (!ss->ttHit)
1517                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1518                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1519
1520             return bestValue;
1521         }
1522
1523         if (PvNode && bestValue > alpha)
1524             alpha = bestValue;
1525
1526         futilityBase = bestValue + 168;
1527     }
1528
1529     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1530                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1531                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1532
1533     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1534     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1535     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1536     // will be generated.
1537     Square prevSq = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1538     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1539                                       &thisThread->captureHistory,
1540                                       contHist,
1541                                       prevSq);
1542
1543     int quietCheckEvasions = 0;
1544
1545     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1546     // or a beta cutoff occurs.
1547     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1548     {
1549       assert(is_ok(move));
1550
1551       // Check for legality
1552       if (!pos.legal(move))
1553           continue;
1554
1555       givesCheck = pos.gives_check(move);
1556       capture = pos.capture_stage(move);
1557
1558       moveCount++;
1559
1560     // Step 6. Pruning.
1561     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1562     {
1563       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1564       if (   !givesCheck
1565           &&  to_sq(move) != prevSq
1566           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1567           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1568       {
1569           if (moveCount > 2)
1570               continue;
1571
1572           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1573
1574           if (futilityValue <= alpha)
1575           {
1576               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1577               continue;
1578           }
1579
1580           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1581           {
1582               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1583               continue;
1584           }
1585       }
1586
1587       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1588       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1589       if (quietCheckEvasions > 1)
1590           break;
1591
1592       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1593       if (   !capture
1594           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1595           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1596           continue;
1597
1598       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1599       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1600           continue;
1601     }
1602
1603       // Speculative prefetch as early as possible
1604       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1605
1606       // Update the current move
1607       ss->currentMove = move;
1608       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1609                                                                 [capture]
1610                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1611                                                                 [to_sq(move)];
1612
1613       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1614
1615       // Step 7. Make and search the move
1616       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1617       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1618       pos.undo_move(move);
1619
1620       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1621
1622       // Step 8. Check for a new best move
1623       if (value > bestValue)
1624       {
1625           bestValue = value;
1626
1627           if (value > alpha)
1628           {
1629               bestMove = move;
1630
1631               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1632                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1633
1634               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1635                   alpha = value;
1636               else
1637                   break; // Fail high
1638           }
1639        }
1640     }
1641
1642     // Step 9. Check for mate
1643     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1644     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1645     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1646     {
1647         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1648
1649         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1650     }
1651
1652     // Save gathered info in transposition table
1653     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1654               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1655               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1656
1657     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1658
1659     return bestValue;
1660   }
1661
1662
1663   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1664   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1665   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1666
1667   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1668
1669     assert(v != VALUE_NONE);
1670
1671     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1672           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1673   }
1674
1675
1676   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1677   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1678   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1679   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1680   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1681
1682   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1683
1684     if (v == VALUE_NONE)
1685         return VALUE_NONE;
1686
1687     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1688     {
1689         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1690             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1691
1692         return v - ply;
1693     }
1694
1695     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1696     {
1697         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1698             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1699
1700         return v + ply;
1701     }
1702
1703     return v;
1704   }
1705
1706
1707   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1708
1709   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1710
1711     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1712         *pv++ = *childPv++;
1713     *pv = MOVE_NONE;
1714   }
1715
1716
1717   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1718
1719   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1720                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1721
1722     Color us = pos.side_to_move();
1723     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1724     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1725     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1726     PieceType captured;
1727
1728     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1729
1730     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1731     {
1732         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1733                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1734
1735         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1736         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1737
1738         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1739         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1740         {
1741             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1742             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1743         }
1744     }
1745     else
1746     {
1747         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1748         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1749         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1750     }
1751
1752     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1753     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1754     if (   prevSq != SQ_NONE
1755         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1756         && !pos.captured_piece())
1757             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1758
1759     // Decrease stats for all non-best capture moves
1760     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1761     {
1762         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1763         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1764         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1765     }
1766   }
1767
1768
1769   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1770   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1771
1772   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1773
1774     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1775     {
1776         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1777         if (ss->inCheck && i > 2)
1778             break;
1779         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1780             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1781     }
1782   }
1783
1784
1785   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1786
1787   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1788
1789     // Update killers
1790     if (ss->killers[0] != move)
1791     {
1792         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1793         ss->killers[0] = move;
1794     }
1795
1796     Color us = pos.side_to_move();
1797     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1798     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1799     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1800
1801     // Update countermove history
1802     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1803     {
1804         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1805         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1806     }
1807   }
1808
1809   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1810   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1811
1812   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1813
1814     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1815     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1816
1817     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1818     Value topScore = rootMoves[0].score;
1819     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1820     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1821     double weakness = 120 - 2 * level;
1822
1823     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1824     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1825     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1826     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1827     {
1828         // This is our magic formula
1829         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1830                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1831
1832         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1833         {
1834             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1835             best = rootMoves[i].pv[0];
1836         }
1837     }
1838
1839     return best;
1840   }
1841
1842 } // namespace
1843
1844
1845 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1846 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1847
1848 void MainThread::check_time() {
1849
1850   if (--callsCnt > 0)
1851       return;
1852
1853   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1854   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1855
1856   static TimePoint lastInfoTime = now();
1857
1858   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1859   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1860
1861   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1862   {
1863       lastInfoTime = tick;
1864       dbg_print();
1865   }
1866
1867   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1868   if (ponder)
1869       return;
1870
1871   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1872       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1873       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1874       Threads.stop = true;
1875 }
1876
1877
1878 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1879 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1880
1881 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1882
1883   std::stringstream ss;
1884   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1885   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1886   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1887   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1888   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1889   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1890
1891   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1892   {
1893       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1894
1895       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1896           continue;
1897
1898       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1899       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1900
1901       if (v == -VALUE_INFINITE)
1902           v = VALUE_ZERO;
1903
1904       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1905       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1906
1907       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1908           ss << "\n";
1909
1910       ss << "info"
1911          << " depth "    << d
1912          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1913          << " multipv "  << i + 1
1914          << " score "    << UCI::value(v);
1915
1916       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1917           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1918
1919       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1920          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1921
1922       ss << " nodes "    << nodesSearched
1923          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1924          << " hashfull " << TT.hashfull()
1925          << " tbhits "   << tbHits
1926          << " time "     << elapsed
1927          << " pv";
1928
1929       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1930           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1931   }
1932
1933   return ss.str();
1934 }
1935
1936
1937 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1938 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1939 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1940 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1941
1942 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1943
1944     StateInfo st;
1945     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1946
1947     bool ttHit;
1948
1949     assert(pv.size() == 1);
1950
1951     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1952         return false;
1953
1954     pos.do_move(pv[0], st);
1955     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1956
1957     if (ttHit)
1958     {
1959         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1960         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1961             pv.push_back(m);
1962     }
1963
1964     pos.undo_move(pv[0]);
1965     return pv.size() > 1;
1966 }
1967
1968 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1969
1970     RootInTB = false;
1971     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1972     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1973     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1974     bool dtz_available = true;
1975
1976     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1977     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1978     if (Cardinality > MaxCardinality)
1979     {
1980         Cardinality = MaxCardinality;
1981         ProbeDepth = 0;
1982     }
1983
1984     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1985     {
1986         // Rank moves using DTZ tables
1987         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1988
1989         if (!RootInTB)
1990         {
1991             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1992             dtz_available = false;
1993             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1994         }
1995     }
1996
1997     if (RootInTB)
1998     {
1999         // Sort moves according to TB rank
2000         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
2001                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
2002
2003         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
2004         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
2005             Cardinality = 0;
2006     }
2007     else
2008     {
2009         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
2010         for (auto& m : rootMoves)
2011             m.tbRank = 0;
2012     }
2013 }
2014
2015 } // namespace Stockfish