]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
7c0601e60e2b2f1ab2c3ce83c8d2641bc8743d1d
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 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(168 * (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 + 1463 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 1010);
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((8 * d + 240) * d - 276 , 1907);
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             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
100         else
101             level = double(skill_level);
102     }
103     bool enabled() const { return level < 20.0; }
104     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
105     Move pick_best(size_t multiPV);
106
107     double level;
108     Move best = MOVE_NONE;
109   };
110
111   template <NodeType nodeType>
112   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
116
117   Value value_to_tt(Value v, int ply);
118   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
119   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
120   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
121   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
122   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
123                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
124
125   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
126   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
127   template<bool Root>
128   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
129
130     StateInfo st;
131     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
132
133     uint64_t cnt, nodes = 0;
134     const bool leaf = (depth == 2);
135
136     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
137     {
138         if (Root && depth <= 1)
139             cnt = 1, nodes++;
140         else
141         {
142             pos.do_move(m, st);
143             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
144             nodes += cnt;
145             pos.undo_move(m);
146         }
147         if (Root)
148             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
149     }
150     return nodes;
151   }
152
153 } // namespace
154
155
156 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
157
158 void Search::init() {
159
160   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
161       Reductions[i] = int((20.81 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
162 }
163
164
165 /// Search::clear() resets search state to its initial value
166
167 void Search::clear() {
168
169   Threads.main()->wait_for_search_finished();
170
171   Time.availableNodes = 0;
172   TT.clear();
173   Threads.clear();
174   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
175 }
176
177
178 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
179 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
180
181 void MainThread::search() {
182
183   if (Limits.perft)
184   {
185       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
186       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
187       return;
188   }
189
190   Color us = rootPos.side_to_move();
191   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
192   TT.new_search();
193
194   Eval::NNUE::verify();
195
196   if (rootMoves.empty())
197   {
198       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
199       sync_cout << "info depth 0 score "
200                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
201                 << sync_endl;
202   }
203   else
204   {
205       Threads.start_searching(); // start non-main threads
206       Thread::search();          // main thread start searching
207   }
208
209   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
210   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
211   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
212   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
213   // until the GUI sends one of those commands.
214
215   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
216   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
217
218   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
219   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
220   Threads.stop = true;
221
222   // Wait until all threads have finished
223   Threads.wait_for_search_finished();
224
225   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
226   // the available ones before exiting.
227   if (Limits.npmsec)
228       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
229
230   Thread* bestThread = this;
231   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
232
233   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
234       && !Limits.depth
235       && !skill.enabled()
236       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
237       bestThread = Threads.get_best_thread();
238
239   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
240   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
241
242   for (Thread* th : Threads)
243     th->previousDepth = bestThread->completedDepth;
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, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << 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       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
281
282   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
283       (ss+i)->ply = i;
284
285   ss->pv = pv;
286
287   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
288   beta = VALUE_INFINITE;
289
290   if (mainThread)
291   {
292       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
293           for (int i = 0; i < 4; ++i)
294               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
295       else
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
298   }
299
300   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
301   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
302
303   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
304   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
305   if (skill.enabled())
306       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
307
308   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
309
310   complexityAverage.set(174, 1);
311
312   trend         = SCORE_ZERO;
313   optimism[ us] = Value(39);
314   optimism[~us] = -optimism[us];
315
316   int searchAgainCounter = 0;
317
318   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
319   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
320          && !Threads.stop
321          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
322   {
323       // Age out PV variability metric
324       if (mainThread)
325           totBestMoveChanges /= 2;
326
327       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
328       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
329       for (RootMove& rm : rootMoves)
330           rm.previousScore = rm.score;
331
332       size_t pvFirst = 0;
333       pvLast = 0;
334
335       if (!Threads.increaseDepth)
336          searchAgainCounter++;
337
338       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
339       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
340       {
341           if (pvIdx == pvLast)
342           {
343               pvFirst = pvLast;
344               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
345                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
346                       break;
347           }
348
349           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
350           selDepth = 0;
351
352           // Reset aspiration window starting size
353           if (rootDepth >= 4)
354           {
355               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
356               delta = Value(16) + int(prev) * prev / 19178;
357               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
358               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
359
360               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
361               int tr = sigmoid(prev, 3, 8, 90, 125, 1);
362               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
363                                    : -make_score(tr, tr / 2));
364
365               int opt = sigmoid(prev, 8, 17, 144, 13966, 183);
366               optimism[ us] = Value(opt);
367               optimism[~us] = -optimism[us];
368           }
369
370           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
371           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
372           // high/low anymore.
373           int failedHighCnt = 0;
374           while (true)
375           {
376               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
377               // four searchAgain steps (see issue #2717).
378               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
379               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
380
381               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
382               // is done with a stable algorithm because all the values but the
383               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
384               // and we want to keep the same order for all the moves except the
385               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
386               // search the already searched PV lines are preserved.
387               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
388
389               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
390               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
391               // the previous iteration.
392               if (Threads.stop)
393                   break;
394
395               // When failing high/low give some update (without cluttering
396               // the UI) before a re-search.
397               if (   mainThread
398                   && multiPV == 1
399                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
400                   && Time.elapsed() > 3000)
401                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
402
403               // In case of failing low/high increase aspiration window and
404               // re-search, otherwise exit the loop.
405               if (bestValue <= alpha)
406               {
407                   beta = (alpha + beta) / 2;
408                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
409
410                   failedHighCnt = 0;
411                   if (mainThread)
412                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
413               }
414               else if (bestValue >= beta)
415               {
416                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
417                   ++failedHighCnt;
418               }
419               else
420                   break;
421
422               delta += delta / 4 + 2;
423
424               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
425           }
426
427           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
428           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
429
430           if (    mainThread
431               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
432               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
433       }
434
435       if (!Threads.stop)
436           completedDepth = rootDepth;
437
438       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
439          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
440          lastBestMoveDepth = rootDepth;
441       }
442
443       // Have we found a "mate in x"?
444       if (   Limits.mate
445           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
446           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
447           Threads.stop = true;
448
449       if (!mainThread)
450           continue;
451
452       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
453       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
454           skill.pick_best(multiPV);
455
456       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
457       for (Thread* th : Threads)
458       {
459           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
460           th->bestMoveChanges = 0;
461       }
462
463       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
464       if (    Limits.use_time_management()
465           && !Threads.stop
466           && !mainThread->stopOnPonderhit)
467       {
468           double fallingEval = (69 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
469                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
470           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
471
472           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
473           timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
474           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
475           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
476           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
477           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 277) / 1819.1, 1.5);
478
479           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
480
481           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
482           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
483           if (rootMoves.size() == 1)
484               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
485
486           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
487           if (Time.elapsed() > totalTime)
488           {
489               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
490               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
491               if (mainThread->ponder)
492                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
493               else
494                   Threads.stop = true;
495           }
496           else if (   Threads.increaseDepth
497                    && !mainThread->ponder
498                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
499                    Threads.increaseDepth = false;
500           else
501                    Threads.increaseDepth = true;
502       }
503
504       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
505       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
506   }
507
508   if (!mainThread)
509       return;
510
511   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
512
513   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
514   if (skill.enabled())
515       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
516                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
517 }
518
519
520 namespace {
521
522   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
523
524   template <NodeType nodeType>
525   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
526
527     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
528     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
529     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
530
531     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
532     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
533     if (   !rootNode
534         && pos.rule50_count() >= 3
535         && alpha < VALUE_DRAW
536         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
537     {
538         alpha = value_draw(pos.this_thread());
539         if (alpha >= beta)
540             return alpha;
541     }
542
543     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
544     if (depth <= 0)
545         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
546
547     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
548     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
549     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
550     assert(!(PvNode && cutNode));
551
552     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
553     StateInfo st;
554     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
555
556     TTEntry* tte;
557     Key posKey;
558     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
559     Depth extension, newDepth;
560     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
561     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture, singularQuietLMR;
562     bool capture, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
563     Piece movedPiece;
564     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
565
566     // Step 1. Initialize node
567     Thread* thisThread = pos.this_thread();
568     thisThread->depth  = depth;
569     ss->inCheck        = pos.checkers();
570     priorCapture       = pos.captured_piece();
571     Color us           = pos.side_to_move();
572     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
573     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
574     maxValue           = VALUE_INFINITE;
575
576     // Check for the available remaining time
577     if (thisThread == Threads.main())
578         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
579
580     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
581     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
582         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
583
584     if (!rootNode)
585     {
586         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
587         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
588             || pos.is_draw(ss->ply)
589             || ss->ply >= MAX_PLY)
590             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
591                                                         : value_draw(pos.this_thread());
592
593         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
594         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
595         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
596         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
597         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
598         // mate. In this case return a fail-high score.
599         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
600         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
601         if (alpha >= beta)
602             return alpha;
603     }
604     else
605         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
606
607     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
608
609     (ss+1)->ttPv         = false;
610     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
611     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
612     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
613     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
614     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
615
616     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
617     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
618     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
619     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
620     // LMR which are based on the statScore of parent position.
621     if (!rootNode)
622         (ss+2)->statScore = 0;
623
624     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
625     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
626     // position key in case of an excluded move.
627     excludedMove = ss->excludedMove;
628     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
629     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
630     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
631     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
632             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
633     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
634     if (!excludedMove)
635         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
636
637     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
638     if (  !PvNode
639         && ss->ttHit
640         && tte->depth() > depth - ((int)thisThread->id() & 0x1) - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
641         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
642         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
643     {
644         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
645         if (ttMove)
646         {
647             if (ttValue >= beta)
648             {
649                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
650                 if (!ttCapture)
651                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
652
653                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
654                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
655                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
656             }
657             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
658             else if (!ttCapture)
659             {
660                 int penalty = -stat_bonus(depth);
661                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
662                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
663             }
664         }
665
666         // Partial workaround for the graph history interaction problem
667         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
668         if (pos.rule50_count() < 90)
669             return ttValue;
670     }
671
672     // Step 5. Tablebases probe
673     if (!rootNode && TB::Cardinality)
674     {
675         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
676
677         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
678             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
679             &&  pos.rule50_count() == 0
680             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
681         {
682             TB::ProbeState err;
683             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
684
685             // Force check of time on the next occasion
686             if (thisThread == Threads.main())
687                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
688
689             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
690             {
691                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
692
693                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
694
695                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
696                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
697                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
698                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
699
700                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
701                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
702
703                 if (    b == BOUND_EXACT
704                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
705                 {
706                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
707                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
708                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
709
710                     return value;
711                 }
712
713                 if (PvNode)
714                 {
715                     if (b == BOUND_LOWER)
716                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
717                     else
718                         maxValue = value;
719                 }
720             }
721         }
722     }
723
724     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
725
726     // Step 6. Static evaluation of the position
727     if (ss->inCheck)
728     {
729         // Skip early pruning when in check
730         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
731         improving = false;
732         improvement = 0;
733         complexity = 0;
734         goto moves_loop;
735     }
736     else if (ss->ttHit)
737     {
738         // Never assume anything about values stored in TT
739         ss->staticEval = eval = tte->eval();
740         if (eval == VALUE_NONE)
741             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
742         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
743             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
744
745         // Randomize draw evaluation
746         if (eval == VALUE_DRAW)
747             eval = value_draw(thisThread);
748
749         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
750         if (    ttValue != VALUE_NONE
751             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
752             eval = ttValue;
753     }
754     else
755     {
756         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
757
758         // Save static evaluation into transposition table
759         if (!excludedMove)
760             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
761     }
762
763     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
764
765     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
766     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
767     {
768         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
769         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
770     }
771
772     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
773     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
774     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
775     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
776     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
777                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
778                   :                                    175;
779     improving = improvement > 0;
780
781     // Step 7. Razoring.
782     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
783     // return a fail low.
784     if (   !PvNode
785         && depth <= 7
786         && eval < alpha - 348 - 258 * 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 (~25 Elo).
794     // The depth condition is important for mate finding.
795     if (   !ss->ttPv
796         &&  depth < 8
797         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
798         &&  eval >= beta
799         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
800         return eval;
801
802     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
803     if (   !PvNode
804         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
805         && (ss-1)->statScore < 14695
806         &&  eval >= beta
807         &&  eval >= ss->staticEval
808         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 201 + complexity / 24
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) / 147, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 650);
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 + 179 - 46 * improving;
853
854     // Step 10. ProbCut (~4 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, depth - 3, &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
904     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
905     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~4 Elo)
906     if (    PvNode
907         && !ttMove)
908         depth -= 3;
909
910     if (depth <= 0)
911         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
912
913     if (    cutNode
914         &&  depth >= 8
915         && !ttMove)
916         depth--;
917
918 moves_loop: // When in check, search starts here
919
920     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
921     probCutBeta = beta + 481;
922     if (   ss->inCheck
923         && !PvNode
924         && depth >= 2
925         && ttCapture
926         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
927         && tte->depth() >= depth - 3
928         && ttValue >= probCutBeta
929         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
930         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
931        )
932         return probCutBeta;
933
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       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
998       if (  !rootNode
999           && pos.non_pawn_material(us)
1000           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1001       {
1002           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1003           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1004
1005           // Reduced depth of the next LMR search
1006           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1007
1008           if (   capture
1009               || givesCheck)
1010           {
1011               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1012               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1013                   && !givesCheck
1014                   && !PvNode
1015                   && lmrDepth < 6
1016                   && !ss->inCheck
1017                   && ss->staticEval + 281 + 179 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1018                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1019                   continue;
1020
1021               // SEE based pruning (~9 Elo)
1022               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1023                   continue;
1024           }
1025           else
1026           {
1027               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1028                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1030
1031               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1032               if (   lmrDepth < 5
1033                   && history < -3875 * (depth - 1))
1034                   continue;
1035
1036               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1037
1038               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1039               if (   !ss->inCheck
1040                   && lmrDepth < 11
1041                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1042                   continue;
1043
1044               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1046                   continue;
1047           }
1048       }
1049
1050       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1051       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1052       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1053       {
1054           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1055           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1056           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1057           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1058           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1059           if (   !rootNode
1060               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 27) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1061               &&  move == ttMove
1062               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1063            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1064               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1065               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1066               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1067           {
1068               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1069               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1070
1071               ss->excludedMove = move;
1072               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1073               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1074
1075               if (value < singularBeta)
1076               {
1077                   extension = 1;
1078                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1079
1080                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1081                   if (  !PvNode
1082                       && value < singularBeta - 26
1083                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1084                       extension = 2;
1085               }
1086
1087               // Multi-cut pruning
1088               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1089               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1090               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1091               // a soft bound.
1092               else if (singularBeta >= beta)
1093                   return singularBeta;
1094
1095               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1096               else if (ttValue >= beta)
1097                   extension = -2;
1098
1099               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1100               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1101                   extension = -1;
1102           }
1103
1104           // Check extensions (~1 Elo)
1105           else if (   givesCheck
1106                    && depth > 9
1107                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1108               extension = 1;
1109
1110           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1111           else if (   PvNode
1112                    && move == ttMove
1113                    && move == ss->killers[0]
1114                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1115               extension = 1;
1116       }
1117
1118       // Add extension to new depth
1119       newDepth += extension;
1120       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1121
1122       // Speculative prefetch as early as possible
1123       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1124
1125       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1126       ss->currentMove = move;
1127       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1128                                                                 [capture]
1129                                                                 [movedPiece]
1130                                                                 [to_sq(move)];
1131
1132       // Step 16. Make the move
1133       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1134
1135       bool doDeeperSearch = false;
1136
1137       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1138       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1139       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1140       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1141       if (    depth >= 2
1142           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1143           && (   !ss->ttPv
1144               || !capture
1145               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1146       {
1147           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1148
1149           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1150           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1151           if (   ss->ttPv
1152               && !likelyFailLow)
1153               r -= 2;
1154
1155           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1156           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1157               r--;
1158
1159           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1160           if (cutNode)
1161               r += 2;
1162
1163           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1164           if (ttCapture)
1165               r++;
1166
1167           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1168           if (PvNode)
1169               r -= 1 + 15 / (3 + depth);
1170
1171           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1172           if (singularQuietLMR)
1173               r--;
1174
1175           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1176           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1177               r++;
1178
1179           ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1180                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1181                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1182                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1183                          - 4334;
1184
1185           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1186           r -= ss->statScore / 15914;
1187
1188           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1189           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1190           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1191           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1192
1193           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1194
1195           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1196           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1197           doDeeperSearch = value > (alpha + 78 + 11 * (newDepth - d));
1198           didLMR = true;
1199       }
1200       else
1201       {
1202           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1203           didLMR = false;
1204       }
1205
1206       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1207       if (doFullDepthSearch)
1208       {
1209           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1210
1211           // If the move passed LMR update its stats
1212           if (didLMR)
1213           {
1214               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1215                                         : -stat_bonus(newDepth);
1216
1217               if (capture)
1218                   bonus /= 6;
1219
1220               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1221           }
1222       }
1223
1224       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1225       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1226       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1227       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1228       {
1229           (ss+1)->pv = pv;
1230           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1231
1232           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1233                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1234       }
1235
1236       // Step 19. Undo move
1237       pos.undo_move(move);
1238
1239       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1240
1241       // Step 20. Check for a new best move
1242       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1243       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1244       // updating best move, PV and TT.
1245       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1246           return VALUE_ZERO;
1247
1248       if (rootNode)
1249       {
1250           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1251                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1252
1253           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1254
1255           // PV move or new best move?
1256           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1257           {
1258               rm.score = value;
1259               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1260               rm.pv.resize(1);
1261
1262               assert((ss+1)->pv);
1263
1264               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1265                   rm.pv.push_back(*m);
1266
1267               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1268               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1269               // we must take care to only do this for the first PV line.
1270               if (   moveCount > 1
1271                   && !thisThread->pvIdx)
1272                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1273           }
1274           else
1275               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1276               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1277               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1278               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1279       }
1280
1281       if (value > bestValue)
1282       {
1283           bestValue = value;
1284
1285           if (value > alpha)
1286           {
1287               bestMove = move;
1288
1289               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1290                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1291
1292               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1293               {
1294                   alpha = value;
1295
1296                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1297                   if (   depth > 2
1298                       && depth < 7
1299                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1300                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1301                      depth -= 1;
1302
1303                   assert(depth > 0);
1304               }
1305               else
1306               {
1307                   ss->cutoffCnt++;
1308                   assert(value >= beta); // Fail high
1309                   break;
1310               }
1311           }
1312       }
1313       else
1314          ss->cutoffCnt = 0;
1315
1316
1317       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1318       if (move != bestMove)
1319       {
1320           if (capture && captureCount < 32)
1321               capturesSearched[captureCount++] = move;
1322
1323           else if (!capture && quietCount < 64)
1324               quietsSearched[quietCount++] = move;
1325       }
1326     }
1327
1328     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1329     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1330     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1331     /*
1332        if (Threads.stop)
1333         return VALUE_DRAW;
1334     */
1335
1336     // Step 21. Check for mate and stalemate
1337     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1338     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1339     // return a fail low score.
1340
1341     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1342
1343     if (!moveCount)
1344         bestValue = excludedMove ? alpha :
1345                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1346                                  : VALUE_DRAW;
1347
1348     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1349     else if (bestMove)
1350         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1351                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1352
1353     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1354     else if (   (depth >= 4 || PvNode)
1355              && !priorCapture)
1356     {
1357         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1358         //or fail low was really bad
1359         bool extraBonus =    PvNode
1360                           || cutNode
1361                           || bestValue < alpha - 70 * depth;
1362
1363         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1364     }
1365
1366     if (PvNode)
1367         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1368
1369     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1370     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1371     if (bestValue <= alpha)
1372         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1373
1374     // Write gathered information in transposition table
1375     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1376         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1377                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1378                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1379                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1380
1381     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1382
1383     return bestValue;
1384   }
1385
1386
1387   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1388   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1389   // (~155 elo)
1390   template <NodeType nodeType>
1391   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1392
1393     static_assert(nodeType != Root);
1394     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1395
1396     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1397     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1398     assert(depth <= 0);
1399
1400     Move pv[MAX_PLY+1];
1401     StateInfo st;
1402     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1403
1404     TTEntry* tte;
1405     Key posKey;
1406     Move ttMove, move, bestMove;
1407     Depth ttDepth;
1408     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1409     bool pvHit, givesCheck, capture;
1410     int moveCount;
1411
1412     if (PvNode)
1413     {
1414         (ss+1)->pv = pv;
1415         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1416     }
1417
1418     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1419     bestMove = MOVE_NONE;
1420     ss->inCheck = pos.checkers();
1421     moveCount = 0;
1422
1423     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1424     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1425         || ss->ply >= MAX_PLY)
1426         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1427
1428     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1429
1430     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1431     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1432     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1433     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1434                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1435     // Transposition table lookup
1436     posKey = pos.key();
1437     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1438     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1439     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1440     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1441
1442     if (  !PvNode
1443         && ss->ttHit
1444         && tte->depth() >= ttDepth
1445         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1446         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1447         return ttValue;
1448
1449     // Evaluate the position statically
1450     if (ss->inCheck)
1451     {
1452         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1453         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1454     }
1455     else
1456     {
1457         if (ss->ttHit)
1458         {
1459             // Never assume anything about values stored in TT
1460             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1461                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1462
1463             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1464             if (    ttValue != VALUE_NONE
1465                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1466                 bestValue = ttValue;
1467         }
1468         else
1469             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1470             ss->staticEval = bestValue =
1471             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1472                                              : -(ss-1)->staticEval;
1473
1474         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1475         if (bestValue >= beta)
1476         {
1477             // Save gathered info in transposition table
1478             if (!ss->ttHit)
1479                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1480                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1481
1482             return bestValue;
1483         }
1484
1485         if (PvNode && bestValue > alpha)
1486             alpha = bestValue;
1487
1488         futilityBase = bestValue + 118;
1489     }
1490
1491     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1492                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1493                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1494
1495     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1496     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1497     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1498     // will be generated.
1499     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1500     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1501                                       &thisThread->captureHistory,
1502                                       contHist,
1503                                       prevSq);
1504
1505     int quietCheckEvasions = 0;
1506
1507     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1508     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1509     {
1510       assert(is_ok(move));
1511
1512       // Check for legality
1513       if (!pos.legal(move))
1514           continue;
1515
1516       givesCheck = pos.gives_check(move);
1517       capture = pos.capture(move);
1518
1519       moveCount++;
1520
1521       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1522       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1523           && !givesCheck
1524           &&  to_sq(move) != prevSq
1525           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1526           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1527       {
1528
1529           if (moveCount > 2)
1530               continue;
1531
1532           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1533
1534           if (futilityValue <= alpha)
1535           {
1536               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1537               continue;
1538           }
1539
1540           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1541           {
1542               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1543               continue;
1544           }
1545       }
1546
1547       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1548       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1549           && !pos.see_ge(move))
1550           continue;
1551
1552       // Speculative prefetch as early as possible
1553       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1554
1555       ss->currentMove = move;
1556       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1557                                                                 [capture]
1558                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1559                                                                 [to_sq(move)];
1560
1561       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1562       if (   !capture
1563           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1564           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1565           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1566           continue;
1567
1568       // movecount pruning for quiet check evasions
1569       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1570           && quietCheckEvasions > 1
1571           && !capture
1572           && ss->inCheck)
1573           continue;
1574
1575       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1576
1577       // Make and search the move
1578       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1579       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1580       pos.undo_move(move);
1581
1582       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1583
1584       // Check for a new best move
1585       if (value > bestValue)
1586       {
1587           bestValue = value;
1588
1589           if (value > alpha)
1590           {
1591               bestMove = move;
1592
1593               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1594                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1595
1596               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1597                   alpha = value;
1598               else
1599                   break; // Fail high
1600           }
1601        }
1602     }
1603
1604     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1605     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1606     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1607     {
1608         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1609
1610         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1611     }
1612
1613     // Save gathered info in transposition table
1614     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1615               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1616               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1617
1618     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1619
1620     return bestValue;
1621   }
1622
1623
1624   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1625   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1626   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1627
1628   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1629
1630     assert(v != VALUE_NONE);
1631
1632     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1633           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1634   }
1635
1636
1637   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1638   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1639   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1640   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1641   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1642
1643   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1644
1645     if (v == VALUE_NONE)
1646         return VALUE_NONE;
1647
1648     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1649     {
1650         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1651             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1652
1653         return v - ply;
1654     }
1655
1656     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1657     {
1658         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1659             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1660
1661         return v + ply;
1662     }
1663
1664     return v;
1665   }
1666
1667
1668   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1669
1670   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1671
1672     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1673         *pv++ = *childPv++;
1674     *pv = MOVE_NONE;
1675   }
1676
1677
1678   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1679
1680   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1681                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1682
1683     Color us = pos.side_to_move();
1684     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1685     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1686     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1687     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1688     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1689
1690     if (!pos.capture(bestMove))
1691     {
1692         int bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1693                                                     : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1694
1695         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1696         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1697
1698         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1699         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1700         {
1701             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1702             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1703         }
1704     }
1705     else
1706         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1707         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1708
1709     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1710     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1711     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1712         && !pos.captured_piece())
1713             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1714
1715     // Decrease stats for all non-best capture moves
1716     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1717     {
1718         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1719         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1720         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1721     }
1722   }
1723
1724
1725   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1726   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1727
1728   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1729
1730     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1731     {
1732         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1733         if (ss->inCheck && i > 2)
1734             break;
1735         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1736             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1737     }
1738   }
1739
1740
1741   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1742
1743   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1744
1745     // Update killers
1746     if (ss->killers[0] != move)
1747     {
1748         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1749         ss->killers[0] = move;
1750     }
1751
1752     Color us = pos.side_to_move();
1753     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1754     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1755     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1756
1757     // Update countermove history
1758     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1759     {
1760         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1761         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1762     }
1763   }
1764
1765   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1766   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1767
1768   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1769
1770     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1771     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1772
1773     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1774     Value topScore = rootMoves[0].score;
1775     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1776     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1777     double weakness = 120 - 2 * level;
1778
1779     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1780     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1781     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1782     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1783     {
1784         // This is our magic formula
1785         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1786                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1787
1788         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1789         {
1790             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1791             best = rootMoves[i].pv[0];
1792         }
1793     }
1794
1795     return best;
1796   }
1797
1798 } // namespace
1799
1800
1801 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1802 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1803
1804 void MainThread::check_time() {
1805
1806   if (--callsCnt > 0)
1807       return;
1808
1809   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1810   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1811
1812   static TimePoint lastInfoTime = now();
1813
1814   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1815   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1816
1817   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1818   {
1819       lastInfoTime = tick;
1820       dbg_print();
1821   }
1822
1823   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1824   if (ponder)
1825       return;
1826
1827   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1828       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1829       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1830       Threads.stop = true;
1831 }
1832
1833
1834 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1835 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1836
1837 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1838
1839   std::stringstream ss;
1840   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1841   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1842   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1843   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1844   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1845   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1846
1847   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1848   {
1849       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1850
1851       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1852           continue;
1853
1854       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1855       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1856
1857       if (v == -VALUE_INFINITE)
1858           v = VALUE_ZERO;
1859
1860       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1861       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1862
1863       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1864           ss << "\n";
1865
1866       ss << "info"
1867          << " depth "    << d
1868          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1869          << " multipv "  << i + 1
1870          << " score "    << UCI::value(v);
1871
1872       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1873           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1874
1875       if (!tb && i == pvIdx)
1876           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1877
1878       ss << " nodes "    << nodesSearched
1879          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1880
1881       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1882           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1883
1884       ss << " tbhits "   << tbHits
1885          << " time "     << elapsed
1886          << " pv";
1887
1888       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1889           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1890   }
1891
1892   return ss.str();
1893 }
1894
1895
1896 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1897 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1898 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1899 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1900
1901 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1902
1903     StateInfo st;
1904     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1905
1906     bool ttHit;
1907
1908     assert(pv.size() == 1);
1909
1910     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1911         return false;
1912
1913     pos.do_move(pv[0], st);
1914     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1915
1916     if (ttHit)
1917     {
1918         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1919         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1920             pv.push_back(m);
1921     }
1922
1923     pos.undo_move(pv[0]);
1924     return pv.size() > 1;
1925 }
1926
1927 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1928
1929     RootInTB = false;
1930     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1931     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1932     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1933     bool dtz_available = true;
1934
1935     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1936     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1937     if (Cardinality > MaxCardinality)
1938     {
1939         Cardinality = MaxCardinality;
1940         ProbeDepth = 0;
1941     }
1942
1943     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1944     {
1945         // Rank moves using DTZ tables
1946         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1947
1948         if (!RootInTB)
1949         {
1950             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1951             dtz_available = false;
1952             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1953         }
1954     }
1955
1956     if (RootInTB)
1957     {
1958         // Sort moves according to TB rank
1959         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1960                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1961
1962         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1963         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1964             Cardinality = 0;
1965     }
1966     else
1967     {
1968         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1969         for (auto& m : rootMoves)
1970             m.tbRank = 0;
1971     }
1972 }
1973
1974 } // namespace Stockfish