]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Update default net to nn-4401e826ebcc.nnue
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(214 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, bool rangeReduction) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 534) / 1024 + (!i && r > 904) + rangeReduction;
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
79   }
80
81   // History and stats update bonus, based on depth
82   int stat_bonus(Depth d) {
83     return std::min((6 * d + 229) * d - 215 , 2000);
84   }
85
86   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
87   Value value_draw(Thread* thisThread) {
88     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
89   }
90
91   // Check if the current thread is in a search explosion
92   ExplosionState search_explosion(Thread* thisThread) {
93
94     uint64_t nodesNow = thisThread->nodes;
95     bool explosive =    thisThread->doubleExtensionAverage[WHITE].is_greater(2, 100)
96                      || thisThread->doubleExtensionAverage[BLACK].is_greater(2, 100);
97
98     if (explosive)
99        thisThread->nodesLastExplosive = nodesNow;
100     else
101        thisThread->nodesLastNormal = nodesNow;
102
103     if (   explosive
104         && thisThread->state == EXPLOSION_NONE
105         && nodesNow - thisThread->nodesLastNormal > 6000000)
106         thisThread->state = MUST_CALM_DOWN;
107
108     if (   thisThread->state == MUST_CALM_DOWN
109         && nodesNow - thisThread->nodesLastExplosive > 6000000)
110         thisThread->state = EXPLOSION_NONE;
111
112     return thisThread->state;
113   }
114
115   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
116   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
117   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
118   // results spanning a wide range of k values.
119   struct Skill {
120     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
121         if (uci_elo)
122             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
123         else
124             level = double(skill_level);
125     }
126     bool enabled() const { return level < 20.0; }
127     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
128     Move pick_best(size_t multiPV);
129
130     double level;
131     Move best = MOVE_NONE;
132   };
133
134   template <NodeType nodeType>
135   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
136
137   template <NodeType nodeType>
138   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
139
140   Value value_to_tt(Value v, int ply);
141   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
142   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
143   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
144   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
145   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
146                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
147
148   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
149   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
150   template<bool Root>
151   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
152
153     StateInfo st;
154     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
155
156     uint64_t cnt, nodes = 0;
157     const bool leaf = (depth == 2);
158
159     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
160     {
161         if (Root && depth <= 1)
162             cnt = 1, nodes++;
163         else
164         {
165             pos.do_move(m, st);
166             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
167             nodes += cnt;
168             pos.undo_move(m);
169         }
170         if (Root)
171             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
172     }
173     return nodes;
174   }
175
176 } // namespace
177
178
179 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
180
181 void Search::init() {
182
183   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
184       Reductions[i] = int((21.9 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
185 }
186
187
188 /// Search::clear() resets search state to its initial value
189
190 void Search::clear() {
191
192   Threads.main()->wait_for_search_finished();
193
194   Time.availableNodes = 0;
195   TT.clear();
196   Threads.clear();
197   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
198 }
199
200
201 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
202 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
203
204 void MainThread::search() {
205
206   if (Limits.perft)
207   {
208       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
209       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
210       return;
211   }
212
213   Color us = rootPos.side_to_move();
214   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
215   TT.new_search();
216
217   Eval::NNUE::verify();
218
219   if (rootMoves.empty())
220   {
221       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
222       sync_cout << "info depth 0 score "
223                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
224                 << sync_endl;
225   }
226   else
227   {
228       Threads.start_searching(); // start non-main threads
229       Thread::search();          // main thread start searching
230   }
231
232   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
233   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
234   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
235   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
236   // until the GUI sends one of those commands.
237
238   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
239   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
240
241   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
242   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
243   Threads.stop = true;
244
245   // Wait until all threads have finished
246   Threads.wait_for_search_finished();
247
248   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
249   // the available ones before exiting.
250   if (Limits.npmsec)
251       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
252
253   Thread* bestThread = this;
254   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
255
256   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
257       && !Limits.depth
258       && !skill.enabled()
259       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
260       bestThread = Threads.get_best_thread();
261
262   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
263   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
264
265   // Send again PV info if we have a new best thread
266   if (bestThread != this)
267       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
268
269   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
270
271   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
272       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
273
274   std::cout << sync_endl;
275 }
276
277
278 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
279 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
280 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
281
282 void Thread::search() {
283
284   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
285   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
286   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
287   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
288   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
289   Move  pv[MAX_PLY+1];
290   Value alpha, beta, delta;
291   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
292   Depth lastBestMoveDepth = 0;
293   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
294   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
295   Color us = rootPos.side_to_move();
296   int iterIdx = 0;
297
298   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
299   for (int i = 7; i > 0; i--)
300       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
301
302   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
303       (ss+i)->ply = i;
304
305   ss->pv = pv;
306
307   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
308   beta = VALUE_INFINITE;
309
310   if (mainThread)
311   {
312       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
313           for (int i = 0; i < 4; ++i)
314               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
315       else
316           for (int i = 0; i < 4; ++i)
317               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
318   }
319
320   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
321   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
322
323   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
324   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
325
326   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
327   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
328   if (skill.enabled())
329       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
330
331   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
332
333   doubleExtensionAverage[WHITE].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
334   doubleExtensionAverage[BLACK].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
335
336   nodesLastExplosive = nodes;
337   nodesLastNormal    = nodes;
338   state              = EXPLOSION_NONE;
339   trend              = SCORE_ZERO;
340   optimism[ us]      = Value(25);
341   optimism[~us]      = -optimism[us];
342
343   int searchAgainCounter = 0;
344
345   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
346   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
347          && !Threads.stop
348          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
349   {
350       // Age out PV variability metric
351       if (mainThread)
352           totBestMoveChanges /= 2;
353
354       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
355       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
356       for (RootMove& rm : rootMoves)
357           rm.previousScore = rm.score;
358
359       size_t pvFirst = 0;
360       pvLast = 0;
361
362       if (!Threads.increaseDepth)
363          searchAgainCounter++;
364
365       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
366       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
367       {
368           if (pvIdx == pvLast)
369           {
370               pvFirst = pvLast;
371               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
372                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
373                       break;
374           }
375
376           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
377           selDepth = 0;
378
379           // Reset aspiration window starting size
380           if (rootDepth >= 4)
381           {
382               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
383               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
384               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
385               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
386
387               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
388               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
389               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
390                                    : -make_score(tr, tr / 2));
391
392               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
393               optimism[ us] = Value(opt);
394               optimism[~us] = -optimism[us];
395           }
396
397           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
398           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
399           // high/low anymore.
400           int failedHighCnt = 0;
401           while (true)
402           {
403               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
404               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
405
406               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
407               // is done with a stable algorithm because all the values but the
408               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
409               // and we want to keep the same order for all the moves except the
410               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
411               // search the already searched PV lines are preserved.
412               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
413
414               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
415               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
416               // the previous iteration.
417               if (Threads.stop)
418                   break;
419
420               // When failing high/low give some update (without cluttering
421               // the UI) before a re-search.
422               if (   mainThread
423                   && multiPV == 1
424                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
425                   && Time.elapsed() > 3000)
426                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
427
428               // In case of failing low/high increase aspiration window and
429               // re-search, otherwise exit the loop.
430               if (bestValue <= alpha)
431               {
432                   beta = (alpha + beta) / 2;
433                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
434
435                   failedHighCnt = 0;
436                   if (mainThread)
437                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
438               }
439               else if (bestValue >= beta)
440               {
441                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
442                   ++failedHighCnt;
443               }
444               else
445                   break;
446
447               delta += delta / 4 + 5;
448
449               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
450           }
451
452           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
453           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
454
455           if (    mainThread
456               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
457               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
458       }
459
460       if (!Threads.stop)
461           completedDepth = rootDepth;
462
463       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
464          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
465          lastBestMoveDepth = rootDepth;
466       }
467
468       // Have we found a "mate in x"?
469       if (   Limits.mate
470           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
471           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
472           Threads.stop = true;
473
474       if (!mainThread)
475           continue;
476
477       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
478       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
479           skill.pick_best(multiPV);
480
481       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
482       for (Thread* th : Threads)
483       {
484           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
485           th->bestMoveChanges = 0;
486       }
487
488       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
489       if (    Limits.use_time_management()
490           && !Threads.stop
491           && !mainThread->stopOnPonderhit)
492       {
493           double fallingEval = (142 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
494                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
495           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
496
497           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
498           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
499           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
500           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
501                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
502           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
503
504           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
505           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
506           if (rootMoves.size() == 1)
507               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
508
509           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
510           if (Time.elapsed() > totalTime)
511           {
512               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
513               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
514               if (mainThread->ponder)
515                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
516               else
517                   Threads.stop = true;
518           }
519           else if (   Threads.increaseDepth
520                    && !mainThread->ponder
521                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
522                    Threads.increaseDepth = false;
523           else
524                    Threads.increaseDepth = true;
525       }
526
527       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
528       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
529   }
530
531   if (!mainThread)
532       return;
533
534   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
535
536   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
537   if (skill.enabled())
538       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
539                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
540 }
541
542
543 namespace {
544
545   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
546
547   template <NodeType nodeType>
548   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
549
550     Thread* thisThread = pos.this_thread();
551
552     // Step 0. Limit search explosion
553     if (   ss->ply > 10
554         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
555         && depth > (ss-1)->depth)
556        depth = (ss-1)->depth;
557
558     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
559     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
560     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
561
562     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
563     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
564     if (   !rootNode
565         && pos.rule50_count() >= 3
566         && alpha < VALUE_DRAW
567         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
568     {
569         alpha = value_draw(pos.this_thread());
570         if (alpha >= beta)
571             return alpha;
572     }
573
574     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
575     if (depth <= 0)
576         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
577
578     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
579     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
580     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
581     assert(!(PvNode && cutNode));
582
583     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
584     StateInfo st;
585     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
586
587     TTEntry* tte;
588     Key posKey;
589     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
590     Depth extension, newDepth;
591     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
592     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
593     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
594          ttCapture, singularQuietLMR;
595     Piece movedPiece;
596     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement;
597
598     // Step 1. Initialize node
599     ss->inCheck        = pos.checkers();
600     priorCapture       = pos.captured_piece();
601     Color us           = pos.side_to_move();
602     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
603     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
604     maxValue           = VALUE_INFINITE;
605
606     // Check for the available remaining time
607     if (thisThread == Threads.main())
608         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
609
610     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
611     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
612         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
613
614     if (!rootNode)
615     {
616         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
617         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
618             || pos.is_draw(ss->ply)
619             || ss->ply >= MAX_PLY)
620             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
621                                                         : value_draw(pos.this_thread());
622
623         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
624         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
625         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
626         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
627         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
628         // mate. In this case return a fail-high score.
629         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
630         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
631         if (alpha >= beta)
632             return alpha;
633     }
634     else
635         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
636
637     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
638
639     (ss+1)->ttPv         = false;
640     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
641     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
642     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
643     ss->depth            = depth;
644     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
645
646     // Update the running average statistics for double extensions
647     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
648
649     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
650     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
651     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
652     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
653     // LMR which are based on the statScore of parent position.
654     if (!rootNode)
655         (ss+2)->statScore = 0;
656
657     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
658     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
659     // position key in case of an excluded move.
660     excludedMove = ss->excludedMove;
661     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
662     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
663     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
664     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
665             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
666     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
667     if (!excludedMove)
668         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
669
670     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
671     if (   ss->ttPv
672         && depth > 12
673         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
674         && !priorCapture
675         && is_ok((ss-1)->currentMove))
676         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
677
678     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
679     if (  !PvNode
680         && ss->ttHit
681         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
682         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
683         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
684                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
685     {
686         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
687         if (ttMove)
688         {
689             if (ttValue >= beta)
690             {
691                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
692                 if (!ttCapture)
693                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
694
695                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
696                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
697                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
698             }
699             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
700             else if (!ttCapture)
701             {
702                 int penalty = -stat_bonus(depth);
703                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
704                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
705             }
706         }
707
708         // Partial workaround for the graph history interaction problem
709         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
710         if (pos.rule50_count() < 90)
711             return ttValue;
712     }
713
714     // Step 5. Tablebases probe
715     if (!rootNode && TB::Cardinality)
716     {
717         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
718
719         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
720             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
721             &&  pos.rule50_count() == 0
722             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
723         {
724             TB::ProbeState err;
725             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
726
727             // Force check of time on the next occasion
728             if (thisThread == Threads.main())
729                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
730
731             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
732             {
733                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
734
735                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
736
737                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
738                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
739                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
740                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
741
742                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
743                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
744
745                 if (    b == BOUND_EXACT
746                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
747                 {
748                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
749                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
750                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
751
752                     return value;
753                 }
754
755                 if (PvNode)
756                 {
757                     if (b == BOUND_LOWER)
758                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
759                     else
760                         maxValue = value;
761                 }
762             }
763         }
764     }
765
766     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
767
768     // Step 6. Static evaluation of the position
769     if (ss->inCheck)
770     {
771         // Skip early pruning when in check
772         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
773         improving = false;
774         improvement = 0;
775         goto moves_loop;
776     }
777     else if (ss->ttHit)
778     {
779         // Never assume anything about values stored in TT
780         ss->staticEval = eval = tte->eval();
781         if (eval == VALUE_NONE)
782             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
783
784         // Randomize draw evaluation
785         if (eval == VALUE_DRAW)
786             eval = value_draw(thisThread);
787
788         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
789         if (    ttValue != VALUE_NONE
790             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
791             eval = ttValue;
792     }
793     else
794     {
795         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
796
797         // Save static evaluation into transposition table
798         if (!excludedMove)
799             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
800     }
801
802     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
803     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
804     {
805         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
806         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
807     }
808
809     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
810     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
811     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
812     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
813     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
814                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
815                   :                                    200;
816
817     improving = improvement > 0;
818
819     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
820     // The depth condition is important for mate finding.
821     if (   !ss->ttPv
822         &&  depth < 9
823         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
824         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
825         return eval;
826
827     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
828     if (   !PvNode
829         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
830         && (ss-1)->statScore < 23767
831         &&  eval >= beta
832         &&  eval >= ss->staticEval
833         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204
834         && !excludedMove
835         &&  pos.non_pawn_material(us)
836         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
837     {
838         assert(eval - beta >= 0);
839
840         // Null move dynamic reduction based on depth and value
841         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
842
843         ss->currentMove = MOVE_NULL;
844         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
845
846         pos.do_null_move(st);
847
848         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
849
850         pos.undo_null_move();
851
852         if (nullValue >= beta)
853         {
854             // Do not return unproven mate or TB scores
855             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
856                 nullValue = beta;
857
858             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
859                 return nullValue;
860
861             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
862
863             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
864             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
865             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
866             thisThread->nmpColor = us;
867
868             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
869
870             thisThread->nmpMinPly = 0;
871
872             if (v >= beta)
873                 return nullValue;
874         }
875     }
876
877     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
878
879     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
880     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
881     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
882     if (   !PvNode
883         &&  depth > 4
884         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
885         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
886         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
887         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
888         // so effective depth is equal to depth - 3
889         && !(   ss->ttHit
890              && tte->depth() >= depth - 3
891              && ttValue != VALUE_NONE
892              && ttValue < probCutBeta))
893     {
894         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
895
896         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
897         bool ttPv = ss->ttPv;
898         ss->ttPv = false;
899
900         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
901             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
902             {
903                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
904                 assert(depth >= 5);
905
906                 captureOrPromotion = true;
907
908                 ss->currentMove = move;
909                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
910                                                                           [captureOrPromotion]
911                                                                           [pos.moved_piece(move)]
912                                                                           [to_sq(move)];
913
914                 pos.do_move(move, st);
915
916                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
917                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
918
919                 // If the qsearch held, perform the regular search
920                 if (value >= probCutBeta)
921                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
922
923                 pos.undo_move(move);
924
925                 if (value >= probCutBeta)
926                 {
927                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
928                     if ( !(ss->ttHit
929                        && tte->depth() >= depth - 3
930                        && ttValue != VALUE_NONE))
931                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
932                             BOUND_LOWER,
933                             depth - 3, move, ss->staticEval);
934                     return value;
935                 }
936             }
937          ss->ttPv = ttPv;
938     }
939
940     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
941     if (   PvNode
942         && depth >= 6
943         && !ttMove)
944         depth -= 2;
945
946     if (   cutNode
947         && depth >= 9
948         && !ttMove)
949         depth--;
950
951 moves_loop: // When in check, search starts here
952
953     int rangeReduction = 0;
954
955     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
956     probCutBeta = beta + 409;
957     if (   ss->inCheck
958         && !PvNode
959         && depth >= 4
960         && ttCapture
961         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
962         && tte->depth() >= depth - 3
963         && ttValue >= probCutBeta
964         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
965         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
966        )
967         return probCutBeta;
968
969
970     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
971                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
972                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
973
974     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
975
976     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
977                                       &thisThread->lowPlyHistory,
978                                       &captureHistory,
979                                       contHist,
980                                       countermove,
981                                       ss->killers,
982                                       ss->ply);
983
984     value = bestValue;
985     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
986
987     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
988     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
989     bool likelyFailLow =    PvNode
990                          && ttMove
991                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
992                          && tte->depth() >= depth;
993
994     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
995     // or a beta cutoff occurs.
996     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
997     {
998       assert(is_ok(move));
999
1000       if (move == excludedMove)
1001           continue;
1002
1003       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
1004       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
1005       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
1006       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
1007       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
1008                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
1009           continue;
1010
1011       // Check for legality
1012       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1013           continue;
1014
1015       ss->moveCount = ++moveCount;
1016
1017       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1018           sync_cout << "info depth " << depth
1019                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1020                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1021       if (PvNode)
1022           (ss+1)->pv = nullptr;
1023
1024       extension = 0;
1025       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1026       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1027       givesCheck = pos.gives_check(move);
1028
1029       // Calculate new depth for this move
1030       newDepth = depth - 1;
1031
1032       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1033       if (  !rootNode
1034           && pos.non_pawn_material(us)
1035           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1036       {
1037           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1038           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1039
1040           // Reduced depth of the next LMR search
1041           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2), 0);
1042
1043           if (   captureOrPromotion
1044               || givesCheck)
1045           {
1046               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1047               if (   !givesCheck
1048                   && lmrDepth < 1
1049                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1050                   continue;
1051
1052               // SEE based pruning
1053               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1054                   continue;
1055           }
1056           else
1057           {
1058               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1059                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1060                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1061
1062               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1063               if (   lmrDepth < 5
1064                   && history < -3000 * depth + 3000)
1065                   continue;
1066
1067               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1068
1069               lmrDepth = std::max(0, lmrDepth - (beta - alpha < thisThread->rootDelta / 4));
1070
1071               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1072               if (   !ss->inCheck
1073                   && lmrDepth < 8
1074                   && ss->staticEval + 142 + 139 * lmrDepth + history / 64 <= alpha)
1075                   continue;
1076
1077               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1078               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1079                   continue;
1080           }
1081       }
1082
1083       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1084
1085       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1086       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1087       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1088       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1089       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1090       if (   !rootNode
1091           &&  depth >= 6 + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1092           &&  move == ttMove
1093           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1094        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1095           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1096           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1097           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1098       {
1099           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1100           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1101
1102           ss->excludedMove = move;
1103           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1104           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1105
1106           if (value < singularBeta)
1107           {
1108               extension = 1;
1109               singularQuietLMR = !ttCapture;
1110
1111               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1112               if (   !PvNode
1113                   && value < singularBeta - 75
1114                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1115                   extension = 2;
1116           }
1117
1118           // Multi-cut pruning
1119           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1120           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1121           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1122           // a soft bound.
1123           else if (singularBeta >= beta)
1124               return singularBeta;
1125
1126           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1127           else if (ttValue >= beta)
1128               extension = -2;
1129       }
1130
1131       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1132       else if (   (PvNode || cutNode)
1133                && captureOrPromotion
1134                && moveCount != 1)
1135           extension = 1;
1136
1137       // Check extensions
1138       else if (   givesCheck
1139                && depth > 6
1140                && abs(ss->staticEval) > 100)
1141           extension = 1;
1142
1143       // Quiet ttMove extensions
1144       else if (   PvNode
1145                && move == ttMove
1146                && move == ss->killers[0]
1147                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1148           extension = 1;
1149
1150       // Add extension to new depth
1151       newDepth += extension;
1152       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1153
1154       // Speculative prefetch as early as possible
1155       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1156
1157       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1158       ss->currentMove = move;
1159       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1160                                                                 [captureOrPromotion]
1161                                                                 [movedPiece]
1162                                                                 [to_sq(move)];
1163
1164       // Step 15. Make the move
1165       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1166
1167       bool doDeeperSearch = false;
1168
1169       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1170       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1171       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1172       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1173       if (    depth >= 3
1174           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1175           && (   !ss->ttPv
1176               || !captureOrPromotion
1177               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1178       {
1179           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2);
1180
1181           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1182           if (   PvNode
1183               && bestMoveCount <= 3
1184               && beta - alpha >= thisThread->rootDelta / 4)
1185               r--;
1186
1187           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1188           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1189           if (   ss->ttPv
1190               && !likelyFailLow)
1191               r -= 2;
1192
1193           // Increase reduction at non-PV nodes
1194           if (!PvNode)
1195               r++;
1196
1197           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1198           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1199               r--;
1200
1201           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1202           if (singularQuietLMR)
1203               r--;
1204
1205           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1206           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1207               r += 2;
1208
1209           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1210           if (ttCapture)
1211               r++;
1212
1213           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1214                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1215                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1216                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1217                          - 4923;
1218
1219           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1220           r -= ss->statScore / 14721;
1221
1222           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1223           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1224           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1225           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1226                        : moveCount <= 5            ? 2
1227                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1228                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1229                        :                             0;
1230
1231           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1232
1233           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1234
1235           // Range reductions (~3 Elo)
1236           if (ss->staticEval - value < 30 && depth > 7)
1237               rangeReduction++;
1238
1239           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1240           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1241           doDeeperSearch = value > alpha + 88;
1242           didLMR = true;
1243       }
1244       else
1245       {
1246           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1247           didLMR = false;
1248       }
1249
1250       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1251       if (doFullDepthSearch)
1252       {
1253           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1254
1255           // If the move passed LMR update its stats
1256           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1257           {
1258               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1259                                         : -stat_bonus(newDepth);
1260
1261               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1262           }
1263       }
1264
1265       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1266       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1267       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1268       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1269       {
1270           (ss+1)->pv = pv;
1271           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1272
1273           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1274                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1275       }
1276
1277       // Step 18. Undo move
1278       pos.undo_move(move);
1279
1280       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1281
1282       // Step 19. Check for a new best move
1283       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1284       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1285       // updating best move, PV and TT.
1286       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1287           return VALUE_ZERO;
1288
1289       if (rootNode)
1290       {
1291           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1292                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1293
1294           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1295
1296           // PV move or new best move?
1297           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1298           {
1299               rm.score = value;
1300               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1301               rm.pv.resize(1);
1302
1303               assert((ss+1)->pv);
1304
1305               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1306                   rm.pv.push_back(*m);
1307
1308               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1309               // This information is used for time management and LMR. In MultiPV mode,
1310               // we must take care to only do this for the first PV line.
1311               if (   moveCount > 1
1312                   && !thisThread->pvIdx)
1313                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1314           }
1315           else
1316               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1317               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1318               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1319               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1320       }
1321
1322       if (value > bestValue)
1323       {
1324           bestValue = value;
1325
1326           if (value > alpha)
1327           {
1328               bestMove = move;
1329
1330               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1331                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1332
1333               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1334               {
1335                   alpha = value;
1336                   bestMoveCount++;
1337               }
1338               else
1339               {
1340                   assert(value >= beta); // Fail high
1341                   break;
1342               }
1343           }
1344       }
1345
1346       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1347       if (move != bestMove)
1348       {
1349           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1350               capturesSearched[captureCount++] = move;
1351
1352           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1353               quietsSearched[quietCount++] = move;
1354       }
1355     }
1356
1357     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1358     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1359     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1360     /*
1361        if (Threads.stop)
1362         return VALUE_DRAW;
1363     */
1364
1365     // Step 20. Check for mate and stalemate
1366     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1367     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1368     // return a fail low score.
1369
1370     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1371
1372     if (!moveCount)
1373         bestValue = excludedMove ? alpha :
1374                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1375                                  : VALUE_DRAW;
1376
1377     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1378     else if (bestMove)
1379         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1380                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1381
1382     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1383     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1384              && !priorCapture)
1385     {
1386         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1387         //or fail low was really bad
1388         bool extraBonus =    PvNode
1389                           || cutNode
1390                           || bestValue < alpha - 94 * depth;
1391
1392         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1393     }
1394
1395     if (PvNode)
1396         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1397
1398     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1399     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1400     if (bestValue <= alpha)
1401         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1402     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1403     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1404     else if (depth > 3)
1405         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1406
1407     // Write gathered information in transposition table
1408     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1409         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1410                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1411                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1412                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1413
1414     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1415
1416     return bestValue;
1417   }
1418
1419
1420   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1421   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1422   template <NodeType nodeType>
1423   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1424
1425     static_assert(nodeType != Root);
1426     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1427
1428     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1429     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1430     assert(depth <= 0);
1431
1432     Move pv[MAX_PLY+1];
1433     StateInfo st;
1434     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1435
1436     TTEntry* tte;
1437     Key posKey;
1438     Move ttMove, move, bestMove;
1439     Depth ttDepth;
1440     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1441     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1442     int moveCount;
1443
1444     if (PvNode)
1445     {
1446         (ss+1)->pv = pv;
1447         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1448     }
1449
1450     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1451     bestMove = MOVE_NONE;
1452     ss->inCheck = pos.checkers();
1453     moveCount = 0;
1454
1455     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1456     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1457         || ss->ply >= MAX_PLY)
1458         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1459
1460     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1461
1462     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1463     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1464     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1465     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1466                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1467     // Transposition table lookup
1468     posKey = pos.key();
1469     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1470     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1471     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1472     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1473
1474     if (  !PvNode
1475         && ss->ttHit
1476         && tte->depth() >= ttDepth
1477         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1478         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1479                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1480         return ttValue;
1481
1482     // Evaluate the position statically
1483     if (ss->inCheck)
1484     {
1485         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1486         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1487     }
1488     else
1489     {
1490         if (ss->ttHit)
1491         {
1492             // Never assume anything about values stored in TT
1493             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1494                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1495
1496             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1497             if (    ttValue != VALUE_NONE
1498                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1499                 bestValue = ttValue;
1500         }
1501         else
1502             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1503             ss->staticEval = bestValue =
1504             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1505                                              : -(ss-1)->staticEval;
1506
1507         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1508         if (bestValue >= beta)
1509         {
1510             // Save gathered info in transposition table
1511             if (!ss->ttHit)
1512                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1513                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1514
1515             return bestValue;
1516         }
1517
1518         if (PvNode && bestValue > alpha)
1519             alpha = bestValue;
1520
1521         futilityBase = bestValue + 155;
1522     }
1523
1524     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1525                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1526                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1527
1528     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1529     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1530     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1531     // will be generated.
1532     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1533                                       &thisThread->captureHistory,
1534                                       contHist,
1535                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1536
1537     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1538     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1539     {
1540       assert(is_ok(move));
1541
1542       // Check for legality
1543       if (!pos.legal(move))
1544           continue;
1545
1546       givesCheck = pos.gives_check(move);
1547       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1548
1549       moveCount++;
1550
1551       // Futility pruning and moveCount pruning
1552       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1553           && !givesCheck
1554           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1555           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1556       {
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       // Do not search moves with negative SEE values
1577       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1578           && !pos.see_ge(move))
1579           continue;
1580
1581       // Speculative prefetch as early as possible
1582       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1583
1584       ss->currentMove = move;
1585       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1586                                                                 [captureOrPromotion]
1587                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1588                                                                 [to_sq(move)];
1589
1590       // Continuation history based pruning
1591       if (  !captureOrPromotion
1592           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1593           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1594           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1595           continue;
1596
1597       // Make and search the move
1598       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1599       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1600       pos.undo_move(move);
1601
1602       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1603
1604       // Check for a new best move
1605       if (value > bestValue)
1606       {
1607           bestValue = value;
1608
1609           if (value > alpha)
1610           {
1611               bestMove = move;
1612
1613               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1614                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1615
1616               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1617                   alpha = value;
1618               else
1619                   break; // Fail high
1620           }
1621        }
1622     }
1623
1624     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1625     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1626     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1627     {
1628         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1629
1630         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1631     }
1632
1633     // Save gathered info in transposition table
1634     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1635               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1636               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1637
1638     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1639
1640     return bestValue;
1641   }
1642
1643
1644   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1645   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1646   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1647
1648   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1649
1650     assert(v != VALUE_NONE);
1651
1652     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1653           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1654   }
1655
1656
1657   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1658   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1659   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1660   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1661   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1662
1663   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1664
1665     if (v == VALUE_NONE)
1666         return VALUE_NONE;
1667
1668     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1669     {
1670         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1671             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1672
1673         return v - ply;
1674     }
1675
1676     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1677     {
1678         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1679             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1680
1681         return v + ply;
1682     }
1683
1684     return v;
1685   }
1686
1687
1688   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1689
1690   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1691
1692     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1693         *pv++ = *childPv++;
1694     *pv = MOVE_NONE;
1695   }
1696
1697
1698   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1699
1700   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1701                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1702
1703     int bonus1, bonus2;
1704     Color us = pos.side_to_move();
1705     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1706     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1707     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1708     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1709
1710     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1711     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1712                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1713
1714     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1715     {
1716         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1717         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1718
1719         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1720         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1721         {
1722             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1723             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1724         }
1725     }
1726     else
1727         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1728         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1729
1730     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1731     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1732     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1733         && !pos.captured_piece())
1734             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1735
1736     // Decrease stats for all non-best capture moves
1737     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1738     {
1739         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1740         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1741         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1742     }
1743   }
1744
1745
1746   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1747   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1748
1749   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1750
1751     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1752     {
1753         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1754         if (ss->inCheck && i > 2)
1755             break;
1756         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1757             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1758     }
1759   }
1760
1761
1762   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1763
1764   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1765
1766     // Update killers
1767     if (ss->killers[0] != move)
1768     {
1769         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1770         ss->killers[0] = move;
1771     }
1772
1773     Color us = pos.side_to_move();
1774     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1775     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1776     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1777
1778     // Update countermove history
1779     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1780     {
1781         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1782         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1783     }
1784
1785     // Update low ply history
1786     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1787         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1788   }
1789
1790   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1791   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1792
1793   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1794
1795     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1796     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1797
1798     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1799     Value topScore = rootMoves[0].score;
1800     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1801     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1802     double weakness = 120 - 2 * level;
1803
1804     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1805     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1806     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1807     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1808     {
1809         // This is our magic formula
1810         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1811                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1812
1813         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1814         {
1815             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1816             best = rootMoves[i].pv[0];
1817         }
1818     }
1819
1820     return best;
1821   }
1822
1823 } // namespace
1824
1825
1826 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1827 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1828
1829 void MainThread::check_time() {
1830
1831   if (--callsCnt > 0)
1832       return;
1833
1834   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1835   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1836
1837   static TimePoint lastInfoTime = now();
1838
1839   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1840   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1841
1842   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1843   {
1844       lastInfoTime = tick;
1845       dbg_print();
1846   }
1847
1848   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1849   if (ponder)
1850       return;
1851
1852   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1853       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1854       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1855       Threads.stop = true;
1856 }
1857
1858
1859 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1860 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1861
1862 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1863
1864   std::stringstream ss;
1865   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1866   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1867   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1868   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1869   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1870   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1871
1872   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1873   {
1874       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1875
1876       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1877           continue;
1878
1879       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1880       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1881
1882       if (v == -VALUE_INFINITE)
1883           v = VALUE_ZERO;
1884
1885       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1886       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1887
1888       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1889           ss << "\n";
1890
1891       ss << "info"
1892          << " depth "    << d
1893          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1894          << " multipv "  << i + 1
1895          << " score "    << UCI::value(v);
1896
1897       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1898           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1899
1900       if (!tb && i == pvIdx)
1901           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1902
1903       ss << " nodes "    << nodesSearched
1904          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1905
1906       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1907           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1908
1909       ss << " 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