]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
6585f7bcabe965f85f06dde4db7fa842e18795a8
[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
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(154 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1449 - int(delta) * 1032 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return improving ? (3 + depth * depth)
79                      : (3 + depth * depth) / 2;
80   }
81
82   // History and stats update bonus, based on depth
83   int stat_bonus(Depth d) {
84     return std::min(340 * d - 470, 1855);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99         {
100             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
101             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
102         }
103         else
104             level = double(skill_level);
105     }
106     bool enabled() const { return level < 20.0; }
107     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
108     Move pick_best(size_t multiPV);
109
110     double level;
111     Move best = MOVE_NONE;
112   };
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
116
117   template <NodeType nodeType>
118   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
119
120   Value value_to_tt(Value v, int ply);
121   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
122   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
123   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
124   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
125   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
126                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
127
128   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
129   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
130   template<bool Root>
131   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
132
133     StateInfo st;
134     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
135
136     uint64_t cnt, nodes = 0;
137     const bool leaf = (depth == 2);
138
139     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
140     {
141         if (Root && depth <= 1)
142             cnt = 1, nodes++;
143         else
144         {
145             pos.do_move(m, st);
146             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
147             nodes += cnt;
148             pos.undo_move(m);
149         }
150         if (Root)
151             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
152     }
153     return nodes;
154   }
155
156 } // namespace
157
158
159 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
160
161 void Search::init() {
162
163   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
164       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
165 }
166
167
168 /// Search::clear() resets search state to its initial value
169
170 void Search::clear() {
171
172   Threads.main()->wait_for_search_finished();
173
174   Time.availableNodes = 0;
175   TT.clear();
176   Threads.clear();
177   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
178 }
179
180
181 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
182 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
183
184 void MainThread::search() {
185
186   if (Limits.perft)
187   {
188       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
189       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
190       return;
191   }
192
193   Color us = rootPos.side_to_move();
194   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
195   TT.new_search();
196
197   Eval::NNUE::verify();
198
199   if (rootMoves.empty())
200   {
201       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
202       sync_cout << "info depth 0 score "
203                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
204                 << sync_endl;
205   }
206   else
207   {
208       Threads.start_searching(); // start non-main threads
209       Thread::search();          // main thread start searching
210   }
211
212   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
213   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
214   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
215   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
216   // until the GUI sends one of those commands.
217
218   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
219   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
220
221   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
222   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
223   Threads.stop = true;
224
225   // Wait until all threads have finished
226   Threads.wait_for_search_finished();
227
228   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
229   // the available ones before exiting.
230   if (Limits.npmsec)
231       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
232
233   Thread* bestThread = this;
234   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
235
236   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
237       && !Limits.depth
238       && !skill.enabled()
239       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
240       bestThread = Threads.get_best_thread();
241
242   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
243   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; --i)
280   {
281       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
282       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
283   }
284
285   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
286       (ss+i)->ply = i;
287
288   ss->pv = pv;
289
290   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
291   beta = VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   complexityAverage.set(153, 1);
314
315   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
316
317   int searchAgainCounter = 0;
318
319   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
320   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
321          && !Threads.stop
322          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
323   {
324       // Age out PV variability metric
325       if (mainThread)
326           totBestMoveChanges /= 2;
327
328       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
329       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
330       for (RootMove& rm : rootMoves)
331           rm.previousScore = rm.score;
332
333       size_t pvFirst = 0;
334       pvLast = 0;
335
336       if (!Threads.increaseDepth)
337           searchAgainCounter++;
338
339       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
340       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
341       {
342           if (pvIdx == pvLast)
343           {
344               pvFirst = pvLast;
345               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
346                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
347                       break;
348           }
349
350           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
351           selDepth = 0;
352
353           // Reset aspiration window starting size
354           if (rootDepth >= 4)
355           {
356               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
357               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
358               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
359               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
360
361               // Adjust optimism based on root move's previousScore
362               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
363               optimism[ us] = Value(opt);
364               optimism[~us] = -optimism[us];
365           }
366
367           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
368           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
369           // high/low anymore.
370           int failedHighCnt = 0;
371           while (true)
372           {
373               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
374               // four searchAgain steps (see issue #2717).
375               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
376               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
377
378               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
379               // is done with a stable algorithm because all the values but the
380               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
381               // and we want to keep the same order for all the moves except the
382               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
383               // search the already searched PV lines are preserved.
384               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
385
386               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
387               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
388               // the previous iteration.
389               if (Threads.stop)
390                   break;
391
392               // When failing high/low give some update (without cluttering
393               // the UI) before a re-search.
394               if (   mainThread
395                   && multiPV == 1
396                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
397                   && Time.elapsed() > 3000)
398                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
399
400               // In case of failing low/high increase aspiration window and
401               // re-search, otherwise exit the loop.
402               if (bestValue <= alpha)
403               {
404                   beta = (alpha + beta) / 2;
405                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
406
407                   failedHighCnt = 0;
408                   if (mainThread)
409                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
410               }
411               else if (bestValue >= beta)
412               {
413                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
414                   ++failedHighCnt;
415               }
416               else
417                   break;
418
419               delta += delta / 4 + 2;
420
421               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
422           }
423
424           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
425           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
426
427           if (    mainThread
428               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
429               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
430       }
431
432       if (!Threads.stop)
433           completedDepth = rootDepth;
434
435       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
436       {
437           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
438           lastBestMoveDepth = rootDepth;
439       }
440
441       // Have we found a "mate in x"?
442       if (   Limits.mate
443           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
444           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
445           Threads.stop = true;
446
447       if (!mainThread)
448           continue;
449
450       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
451       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
452           skill.pick_best(multiPV);
453
454       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
455       for (Thread* th : Threads)
456       {
457           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
458           th->bestMoveChanges = 0;
459       }
460
461       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
462       if (    Limits.use_time_management()
463           && !Threads.stop
464           && !mainThread->stopOnPonderhit)
465       {
466           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
467                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
468           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
469
470           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
471           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
472           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
473           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
474           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
475           double complexPosition = std::min(1.03 + (complexity - 241) / 1552.0, 1.45);
476
477           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
478
479           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
480           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
481           if (rootMoves.size() == 1)
482               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
483
484           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
485           if (Time.elapsed() > totalTime)
486           {
487               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
488               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
489               if (mainThread->ponder)
490                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
491               else
492                   Threads.stop = true;
493           }
494           else if (   !mainThread->ponder
495                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
496               Threads.increaseDepth = false;
497           else
498               Threads.increaseDepth = true;
499       }
500
501       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
502       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
503   }
504
505   if (!mainThread)
506       return;
507
508   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
509
510   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
511   if (skill.enabled())
512       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
513                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
514 }
515
516
517 namespace {
518
519   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
520
521   template <NodeType nodeType>
522   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
523
524     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
525     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
526
527     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
528     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
529     if (   !rootNode
530         && pos.rule50_count() >= 3
531         && alpha < VALUE_DRAW
532         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
533     {
534         alpha = value_draw(pos.this_thread());
535         if (alpha >= beta)
536             return alpha;
537     }
538
539     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
540     if (depth <= 0)
541         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
542
543     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
544     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
545     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
546     assert(!(PvNode && cutNode));
547
548     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
549     StateInfo st;
550     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
551
552     TTEntry* tte;
553     Key posKey;
554     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
555     Depth extension, newDepth;
556     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
557     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
558     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
559     Piece movedPiece;
560     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
561
562     // Step 1. Initialize node
563     Thread* thisThread = pos.this_thread();
564     ss->inCheck        = pos.checkers();
565     priorCapture       = pos.captured_piece();
566     Color us           = pos.side_to_move();
567     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
568     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
569     maxValue           = VALUE_INFINITE;
570
571     // Check for the available remaining time
572     if (thisThread == Threads.main())
573         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
574
575     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
576     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
577         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
578
579     if (!rootNode)
580     {
581         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
582         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
583             || pos.is_draw(ss->ply)
584             || ss->ply >= MAX_PLY)
585             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
586                                                         : value_draw(pos.this_thread());
587
588         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
589         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
590         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
591         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
592         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
593         // mate. In this case return a fail-high score.
594         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
595         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
596         if (alpha >= beta)
597             return alpha;
598     }
599     else
600         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
601
602     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
603
604     (ss+1)->ttPv         = false;
605     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
607     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
608     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
609     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
610
611     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
612     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
613     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
614     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
615     // LMR which are based on the statScore of parent position.
616     if (!rootNode)
617         (ss+2)->statScore = 0;
618
619     // Step 4. Transposition table lookup.
620     excludedMove = ss->excludedMove;
621     posKey = pos.key();
622     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
623     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
624     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
625             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
626     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
627
628     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
629     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
630     if (!excludedMove)
631         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
632
633     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
634     if (  !PvNode
635         && ss->ttHit
636         && !excludedMove
637         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
638         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
639         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
640     {
641         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
642         if (ttMove)
643         {
644             if (ttValue >= beta)
645             {
646                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
647                 if (!ttCapture)
648                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
649
650                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
651                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
652                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
653             }
654             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
655             else if (!ttCapture)
656             {
657                 int penalty = -stat_bonus(depth);
658                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
659                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
660             }
661         }
662
663         // Partial workaround for the graph history interaction problem
664         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
665         if (pos.rule50_count() < 90)
666             return ttValue;
667     }
668
669     // Step 5. Tablebases probe
670     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
671     {
672         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
673
674         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
675             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
676             &&  pos.rule50_count() == 0
677             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
678         {
679             TB::ProbeState err;
680             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
681
682             // Force check of time on the next occasion
683             if (thisThread == Threads.main())
684                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
685
686             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
687             {
688                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
689
690                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
691
692                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
693                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
694                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
695                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
696
697                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
698                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
699
700                 if (    b == BOUND_EXACT
701                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
702                 {
703                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
704                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
705                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
706
707                     return value;
708                 }
709
710                 if (PvNode)
711                 {
712                     if (b == BOUND_LOWER)
713                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
714                     else
715                         maxValue = value;
716                 }
717             }
718         }
719     }
720
721     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
722
723     // Step 6. Static evaluation of the position
724     if (ss->inCheck)
725     {
726         // Skip early pruning when in check
727         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
728         improving = false;
729         improvement = 0;
730         complexity = 0;
731         goto moves_loop;
732     }
733     else if (excludedMove)
734     {
735         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 elo)
736         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
737         eval = ss->staticEval;
738         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
739     }
740     else if (ss->ttHit)
741     {
742         // Never assume anything about values stored in TT
743         ss->staticEval = eval = tte->eval();
744         if (eval == VALUE_NONE)
745             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
746         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
747         {
748             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
749             if (PvNode)
750                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
751         }
752
753         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
754         if (    ttValue != VALUE_NONE
755             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
756             eval = ttValue;
757     }
758     else
759     {
760         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
761         // Save static evaluation into transposition table
762         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
763     }
764
765     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
766
767     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
768     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
769     {
770         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
771         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
772     }
773
774     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
775     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
776     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
777     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
778     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
779                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
780                   :                                    156;
781     improving = improvement > 0;
782
783     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
784     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
785     // return a fail low.
786     if (eval < alpha - 426 - 252 * depth * depth)
787     {
788         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
789         if (value < alpha)
790             return value;
791     }
792
793     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
794     // The depth condition is important for mate finding.
795     if (   !ss->ttPv
796         &&  depth < 9
797         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
798         &&  eval >= beta
799         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
800         return eval;
801
802     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
803     if (   !PvNode
804         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
805         && (ss-1)->statScore < 18755
806         &&  eval >= beta
807         &&  eval >= ss->staticEval
808         &&  ss->staticEval >= beta - 19 * depth - improvement / 13 + 253 + complexity / 25
809         && !excludedMove
810         &&  pos.non_pawn_material(us)
811         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
812     {
813         assert(eval - beta >= 0);
814
815         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
816         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 825);
817
818         ss->currentMove = MOVE_NULL;
819         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
820
821         pos.do_null_move(st);
822
823         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
824
825         pos.undo_null_move();
826
827         if (nullValue >= beta)
828         {
829             // Do not return unproven mate or TB scores
830             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
831                 nullValue = beta;
832
833             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
834                 return nullValue;
835
836             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
837
838             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
839             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
840             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
841             thisThread->nmpColor = us;
842
843             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
844
845             thisThread->nmpMinPly = 0;
846
847             if (v >= beta)
848                 return nullValue;
849         }
850     }
851
852     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
853
854     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
855     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
856     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
857     if (   !PvNode
858         &&  depth > 4
859         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
860         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
861         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
862         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
863         // so effective depth is equal to depth - 3
864         && !(   ss->ttHit
865              && tte->depth() >= depth - 3
866              && ttValue != VALUE_NONE
867              && ttValue < probCutBeta))
868     {
869         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
870
871         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
872
873         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
874             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
875             {
876                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
877
878                 ss->currentMove = move;
879                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
880                                                                           [true]
881                                                                           [pos.moved_piece(move)]
882                                                                           [to_sq(move)];
883
884                 pos.do_move(move, st);
885
886                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
887                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
888
889                 // If the qsearch held, perform the regular search
890                 if (value >= probCutBeta)
891                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
892
893                 pos.undo_move(move);
894
895                 if (value >= probCutBeta)
896                 {
897                     // Save ProbCut data into transposition table
898                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
899                     return value;
900                 }
901             }
902
903         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
904     }
905
906     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
907     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
908     if (    PvNode
909         && !ttMove)
910         depth -= 3;
911
912     if (depth <= 0)
913         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
914
915     if (    cutNode
916         &&  depth >= 7
917         && !ttMove)
918         depth -= 2;
919
920 moves_loop: // When in check, search starts here
921
922     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
923     probCutBeta = beta + 391;
924     if (   ss->inCheck
925         && !PvNode
926         && depth >= 2
927         && ttCapture
928         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
929         && tte->depth() >= depth - 3
930         && ttValue >= probCutBeta
931         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
932         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
933         return probCutBeta;
934
935     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
936                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
937                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
938
939     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
940
941     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
942                                       &captureHistory,
943                                       contHist,
944                                       countermove,
945                                       ss->killers);
946
947     value = bestValue;
948     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
949
950     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
951     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
952     bool likelyFailLow =    PvNode
953                          && ttMove
954                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
955                          && tte->depth() >= depth;
956
957     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
958     // or a beta cutoff occurs.
959     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
960     {
961       assert(is_ok(move));
962
963       if (move == excludedMove)
964           continue;
965
966       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
967       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
968       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
969       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
970       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
971                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
972           continue;
973
974       // Check for legality
975       if (!rootNode && !pos.legal(move))
976           continue;
977
978       ss->moveCount = ++moveCount;
979
980       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
981           sync_cout << "info depth " << depth
982                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
983                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
984       if (PvNode)
985           (ss+1)->pv = nullptr;
986
987       extension = 0;
988       capture = pos.capture(move);
989       movedPiece = pos.moved_piece(move);
990       givesCheck = pos.gives_check(move);
991
992       // Calculate new depth for this move
993       newDepth = depth - 1;
994
995       Value delta = beta - alpha;
996
997       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
998
999       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1000       if (  !rootNode
1001           && pos.non_pawn_material(us)
1002           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1003       {
1004           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
1005           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1006
1007           // Reduced depth of the next LMR search
1008           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1009
1010           if (   capture
1011               || givesCheck)
1012           {
1013               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1014               if (   !givesCheck
1015                   && !PvNode
1016                   && lmrDepth < 6
1017                   && !ss->inCheck
1018                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1019                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1020                   continue;
1021
1022               // SEE based pruning (~11 Elo)
1023               if (!pos.see_ge(move, Value(-206) * depth))
1024                   continue;
1025           }
1026           else
1027           {
1028               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1030                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1031
1032               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1033               if (   lmrDepth < 5
1034                   && history < -4405 * (depth - 1))
1035                   continue;
1036
1037               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1038
1039               lmrDepth += history / 7278;
1040               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1041
1042               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1043               if (   !ss->inCheck
1044                   && lmrDepth < 13
1045                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1046                   continue;
1047
1048               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1049
1050               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1051               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1052                   continue;
1053           }
1054       }
1055
1056       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1057       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1058       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1059       {
1060           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1061           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1062           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1063           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1064           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1065           if (   !rootNode
1066               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1067               &&  move == ttMove
1068               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1069            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1070               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1071               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1072               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1073           {
1074               Value singularBeta = ttValue - (2 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1075               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1076
1077               ss->excludedMove = move;
1078               // the search with excludedMove will update ss->staticEval
1079               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1080               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1081
1082               if (value < singularBeta)
1083               {
1084                   extension = 1;
1085                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1086
1087                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1088                   if (  !PvNode
1089                       && value < singularBeta - 25
1090                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1091                   {
1092                       extension = 2;
1093                       depth += depth < 13;
1094                   }
1095               }
1096
1097               // Multi-cut pruning
1098               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1099               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1100               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1101               // a soft bound.
1102               else if (singularBeta >= beta)
1103                   return singularBeta;
1104
1105               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1106               else if (ttValue >= beta)
1107                   extension = -2;
1108
1109               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension)
1110               else if (ttValue <= value)
1111                   extension = -1;
1112           }
1113
1114           // Check extensions (~1 Elo)
1115           else if (   givesCheck
1116                    && depth > 10
1117                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1118               extension = 1;
1119
1120           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1121           else if (   PvNode
1122                    && move == ttMove
1123                    && move == ss->killers[0]
1124                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1125               extension = 1;
1126       }
1127
1128       // Add extension to new depth
1129       newDepth += extension;
1130       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1131
1132       // Speculative prefetch as early as possible
1133       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1134
1135       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1136       ss->currentMove = move;
1137       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1138                                                                 [capture]
1139                                                                 [movedPiece]
1140                                                                 [to_sq(move)];
1141
1142       // Step 16. Make the move
1143       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1144
1145       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1146       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1147       if (   ss->ttPv
1148           && !likelyFailLow)
1149           r -= 2;
1150
1151       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1152       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1153           r--;
1154
1155       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1156       if (cutNode)
1157           r += 2;
1158
1159       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1160       if (ttCapture)
1161           r++;
1162
1163       // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1164       if (PvNode)
1165           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1166
1167       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1168       if (singularQuietLMR)
1169           r--;
1170
1171       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1172       if (   depth > 9
1173           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1174           r--;
1175
1176       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1177       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1178           r++;
1179
1180       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history
1181       if (move == ss->killers[0]
1182           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3722)
1183           r--;
1184
1185       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1186                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1187                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1188                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1189                      - 4182;
1190
1191       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1192       r -= ss->statScore / (11791 + 3992 * (depth > 6 && depth < 19));
1193
1194       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1195       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1196       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1197       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1198       if (    depth >= 2
1199           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1200           && (   !ss->ttPv
1201               || !capture
1202               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1203       {
1204           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1205           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1206           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1207           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1208
1209           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1210
1211           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1212           if (value > alpha && d < newDepth)
1213           {
1214               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1215               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1216               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1217               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1218               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1219
1220               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1221
1222               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1223
1224               if (newDepth > d)
1225                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1226
1227               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1228                                         : -stat_bonus(newDepth);
1229
1230               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1231           }
1232       }
1233
1234       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1235       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1236       {
1237           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1238           if (!ttMove && cutNode)
1239               r += 2;
1240
1241           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1242       }
1243
1244       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1245       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1246       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1247       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1248       {
1249           (ss+1)->pv = pv;
1250           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1251
1252           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1253       }
1254
1255       // Step 19. Undo move
1256       pos.undo_move(move);
1257
1258       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1259
1260       // Step 20. Check for a new best move
1261       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1262       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1263       // updating best move, PV and TT.
1264       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1265           return VALUE_ZERO;
1266
1267       if (rootNode)
1268       {
1269           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1270                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1271
1272           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1273
1274           // PV move or new best move?
1275           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1276           {
1277               rm.score =  rm.uciScore = value;
1278               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1279               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1280
1281               if (value >= beta)
1282               {
1283                   rm.scoreLowerbound = true;
1284                   rm.uciScore = beta;
1285               }
1286               else if (value <= alpha)
1287               {
1288                   rm.scoreUpperbound = true;
1289                   rm.uciScore = alpha;
1290               }
1291
1292               rm.pv.resize(1);
1293
1294               assert((ss+1)->pv);
1295
1296               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1297                   rm.pv.push_back(*m);
1298
1299               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1300               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1301               // we must take care to only do this for the first PV line.
1302               if (   moveCount > 1
1303                   && !thisThread->pvIdx)
1304                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1305           }
1306           else
1307               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1308               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1309               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1310               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1311       }
1312
1313       if (value > bestValue)
1314       {
1315           bestValue = value;
1316
1317           if (value > alpha)
1318           {
1319               bestMove = move;
1320
1321               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1322                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1323
1324               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1325               {
1326                   alpha = value;
1327
1328                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1329                   if (   depth > 1
1330                       && depth < 6
1331                       && beta  <  10534
1332                       && alpha > -10534)
1333                       depth -= 1;
1334
1335                   assert(depth > 0);
1336               }
1337               else
1338               {
1339                   ss->cutoffCnt++;
1340                   assert(value >= beta); // Fail high
1341                   break;
1342               }
1343           }
1344       }
1345
1346
1347       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1348       if (move != bestMove)
1349       {
1350           if (capture && captureCount < 32)
1351               capturesSearched[captureCount++] = move;
1352
1353           else if (!capture && quietCount < 64)
1354               quietsSearched[quietCount++] = move;
1355       }
1356     }
1357
1358     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1359     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1360     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1361     /*
1362        if (Threads.stop)
1363         return VALUE_DRAW;
1364     */
1365
1366     // Step 21. Check for mate and stalemate
1367     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1368     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1369     // return a fail low score.
1370
1371     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1372
1373     if (!moveCount)
1374         bestValue = excludedMove ? alpha :
1375                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1376                                  : VALUE_DRAW;
1377
1378     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1379     else if (bestMove)
1380         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1381                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1382
1383     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1384     else if (!priorCapture)
1385     {
1386         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1387         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1388     }
1389
1390     if (PvNode)
1391         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1392
1393     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1394     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1395     if (bestValue <= alpha)
1396         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1397
1398     // Write gathered information in transposition table
1399     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1400         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1401                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1402                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1403                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1404
1405     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1406
1407     return bestValue;
1408   }
1409
1410
1411   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1412   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1413   // (~155 elo)
1414   template <NodeType nodeType>
1415   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1416
1417     static_assert(nodeType != Root);
1418     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1419
1420     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1421     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1422     assert(depth <= 0);
1423
1424     Move pv[MAX_PLY+1];
1425     StateInfo st;
1426     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1427
1428     TTEntry* tte;
1429     Key posKey;
1430     Move ttMove, move, bestMove;
1431     Depth ttDepth;
1432     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1433     bool pvHit, givesCheck, capture;
1434     int moveCount;
1435
1436     // Step 1. Initialize node
1437     if (PvNode)
1438     {
1439         (ss+1)->pv = pv;
1440         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1441     }
1442
1443     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1444     bestMove = MOVE_NONE;
1445     ss->inCheck = pos.checkers();
1446     moveCount = 0;
1447
1448     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1449     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1450         || ss->ply >= MAX_PLY)
1451         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1452
1453     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1454
1455     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1456     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1457     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1458     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1459                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1460
1461     // Step 3. Transposition table lookup
1462     posKey = pos.key();
1463     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1464     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1465     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1466     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1467
1468     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1469     if (  !PvNode
1470         && ss->ttHit
1471         && tte->depth() >= ttDepth
1472         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1473         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1474         return ttValue;
1475
1476     // Step 4. Static evaluation of the position
1477     if (ss->inCheck)
1478     {
1479         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1480         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1481     }
1482     else
1483     {
1484         if (ss->ttHit)
1485         {
1486             // Never assume anything about values stored in TT
1487             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1488                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1489
1490             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1491             if (    ttValue != VALUE_NONE
1492                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1493                 bestValue = ttValue;
1494         }
1495         else
1496             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1497             ss->staticEval = bestValue =
1498             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1499                                              : -(ss-1)->staticEval;
1500
1501         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1502         if (bestValue >= beta)
1503         {
1504             // Save gathered info in transposition table
1505             if (!ss->ttHit)
1506                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1507                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1508
1509             return bestValue;
1510         }
1511
1512         if (PvNode && bestValue > alpha)
1513             alpha = bestValue;
1514
1515         futilityBase = bestValue + 168;
1516     }
1517
1518     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1519                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1520                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1521
1522     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1523     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1524     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1525     // will be generated.
1526     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1527     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1528                                       &thisThread->captureHistory,
1529                                       contHist,
1530                                       prevSq);
1531
1532     int quietCheckEvasions = 0;
1533
1534     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1535     // or a beta cutoff occurs.
1536     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1537     {
1538       assert(is_ok(move));
1539
1540       // Check for legality
1541       if (!pos.legal(move))
1542           continue;
1543
1544       givesCheck = pos.gives_check(move);
1545       capture = pos.capture(move);
1546
1547       moveCount++;
1548
1549     // Step 6. Pruning.
1550     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1551     {
1552       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1553       if (   !givesCheck
1554           &&  to_sq(move) != prevSq
1555           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1556           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1557       {
1558           if (moveCount > 2)
1559               continue;
1560
1561           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1562
1563           if (futilityValue <= alpha)
1564           {
1565               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1566               continue;
1567           }
1568
1569           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1570           {
1571               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1572               continue;
1573           }
1574       }
1575
1576       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1577       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1578       if (quietCheckEvasions > 1)
1579           break;
1580
1581       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1582       if (   !capture
1583           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1584           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1585           continue;
1586
1587       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1588       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1589           continue;
1590     }
1591
1592       // Speculative prefetch as early as possible
1593       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1594
1595       // Update the current move
1596       ss->currentMove = move;
1597       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1598                                                                 [capture]
1599                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1600                                                                 [to_sq(move)];
1601
1602       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1603
1604       // Step 7. Make and search the move
1605       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1606       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1607       pos.undo_move(move);
1608
1609       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1610
1611       // Step 8. Check for a new best move
1612       if (value > bestValue)
1613       {
1614           bestValue = value;
1615
1616           if (value > alpha)
1617           {
1618               bestMove = move;
1619
1620               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1621                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1622
1623               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1624                   alpha = value;
1625               else
1626                   break; // Fail high
1627           }
1628        }
1629     }
1630
1631     // Step 9. Check for mate
1632     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1633     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1634     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1635     {
1636         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1637
1638         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1639     }
1640
1641     // Save gathered info in transposition table
1642     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1643               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1644               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1645
1646     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1647
1648     return bestValue;
1649   }
1650
1651
1652   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1653   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1654   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1655
1656   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1657
1658     assert(v != VALUE_NONE);
1659
1660     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1661           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1662   }
1663
1664
1665   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1666   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1667   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1668   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1669   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1670
1671   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1672
1673     if (v == VALUE_NONE)
1674         return VALUE_NONE;
1675
1676     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1677     {
1678         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1679             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1680
1681         return v - ply;
1682     }
1683
1684     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1685     {
1686         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1687             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1688
1689         return v + ply;
1690     }
1691
1692     return v;
1693   }
1694
1695
1696   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1697
1698   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1699
1700     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1701         *pv++ = *childPv++;
1702     *pv = MOVE_NONE;
1703   }
1704
1705
1706   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1707
1708   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1709                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1710
1711     Color us = pos.side_to_move();
1712     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1713     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1714     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1715     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1716     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1717
1718     if (!pos.capture(bestMove))
1719     {
1720         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1721                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1722
1723         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1724         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1725
1726         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1727         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1728         {
1729             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1730             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1731         }
1732     }
1733     else
1734         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1735         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1736
1737     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1738     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1739     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1740         && !pos.captured_piece())
1741             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1742
1743     // Decrease stats for all non-best capture moves
1744     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1745     {
1746         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1747         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1748         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1749     }
1750   }
1751
1752
1753   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1754   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1755
1756   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1757
1758     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1759     {
1760         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1761         if (ss->inCheck && i > 2)
1762             break;
1763         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1764             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1765     }
1766   }
1767
1768
1769   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1770
1771   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1772
1773     // Update killers
1774     if (ss->killers[0] != move)
1775     {
1776         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1777         ss->killers[0] = move;
1778     }
1779
1780     Color us = pos.side_to_move();
1781     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1782     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1783     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1784
1785     // Update countermove history
1786     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1787     {
1788         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1789         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1790     }
1791   }
1792
1793   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1794   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1795
1796   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1797
1798     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1799     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1800
1801     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1802     Value topScore = rootMoves[0].score;
1803     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1804     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1805     double weakness = 120 - 2 * level;
1806
1807     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1808     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1809     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1810     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1811     {
1812         // This is our magic formula
1813         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1814                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1815
1816         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1817         {
1818             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1819             best = rootMoves[i].pv[0];
1820         }
1821     }
1822
1823     return best;
1824   }
1825
1826 } // namespace
1827
1828
1829 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1830 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1831
1832 void MainThread::check_time() {
1833
1834   if (--callsCnt > 0)
1835       return;
1836
1837   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1838   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1839
1840   static TimePoint lastInfoTime = now();
1841
1842   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1843   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1844
1845   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1846   {
1847       lastInfoTime = tick;
1848       dbg_print();
1849   }
1850
1851   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1852   if (ponder)
1853       return;
1854
1855   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1856       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1857       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1858       Threads.stop = true;
1859 }
1860
1861
1862 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1863 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1864
1865 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1866
1867   std::stringstream ss;
1868   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1869   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1870   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1871   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1872   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1873   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1874
1875   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1876   {
1877       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1878
1879       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1880           continue;
1881
1882       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1883       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1884
1885       if (v == -VALUE_INFINITE)
1886           v = VALUE_ZERO;
1887
1888       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1889       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1890
1891       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1892           ss << "\n";
1893
1894       ss << "info"
1895          << " depth "    << d
1896          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1897          << " multipv "  << i + 1
1898          << " score "    << UCI::value(v);
1899
1900       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1901           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1902
1903       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1904          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1905
1906       ss << " nodes "    << nodesSearched
1907          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1908          << " hashfull " << TT.hashfull()
1909          << " tbhits "   << tbHits
1910          << " time "     << elapsed
1911          << " pv";
1912
1913       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1914           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1915   }
1916
1917   return ss.str();
1918 }
1919
1920
1921 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1922 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1923 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1924 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1925
1926 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1927
1928     StateInfo st;
1929     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1930
1931     bool ttHit;
1932
1933     assert(pv.size() == 1);
1934
1935     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1936         return false;
1937
1938     pos.do_move(pv[0], st);
1939     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1940
1941     if (ttHit)
1942     {
1943         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1944         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1945             pv.push_back(m);
1946     }
1947
1948     pos.undo_move(pv[0]);
1949     return pv.size() > 1;
1950 }
1951
1952 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1953
1954     RootInTB = false;
1955     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1956     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1957     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1958     bool dtz_available = true;
1959
1960     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1961     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1962     if (Cardinality > MaxCardinality)
1963     {
1964         Cardinality = MaxCardinality;
1965         ProbeDepth = 0;
1966     }
1967
1968     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1969     {
1970         // Rank moves using DTZ tables
1971         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1972
1973         if (!RootInTB)
1974         {
1975             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1976             dtz_available = false;
1977             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1978         }
1979     }
1980
1981     if (RootInTB)
1982     {
1983         // Sort moves according to TB rank
1984         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1985                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1986
1987         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1988         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1989             Cardinality = 0;
1990     }
1991     else
1992     {
1993         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1994         for (auto& m : rootMoves)
1995             m.tbRank = 0;
1996     }
1997 }
1998
1999 } // namespace Stockfish