]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Clean up repetitive declarations for see_ge
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
67     return Value(154 * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table, initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1449 - int(delta) * 1032 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(340 * d - 470, 1855);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
292   beta = VALUE_INFINITE;
293
294   if (mainThread)
295   {
296       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
297           for (int i = 0; i < 4; ++i)
298               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
299       else
300           for (int i = 0; i < 4; ++i)
301               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
302   }
303
304   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
305   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
306
307   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
308   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
309   if (skill.enabled())
310       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
311
312   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
313
314   complexityAverage.set(153, 1);
315
316   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
317
318   int searchAgainCounter = 0;
319
320   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
321   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
322          && !Threads.stop
323          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
324   {
325       // Age out PV variability metric
326       if (mainThread)
327           totBestMoveChanges /= 2;
328
329       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
330       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
331       for (RootMove& rm : rootMoves)
332           rm.previousScore = rm.score;
333
334       size_t pvFirst = 0;
335       pvLast = 0;
336
337       if (!Threads.increaseDepth)
338           searchAgainCounter++;
339
340       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
341       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
342       {
343           if (pvIdx == pvLast)
344           {
345               pvFirst = pvLast;
346               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
347                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
348                       break;
349           }
350
351           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
352           selDepth = 0;
353
354           // Reset aspiration window starting size
355           if (rootDepth >= 4)
356           {
357               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
358               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
359               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
360               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
361
362               // Adjust optimism based on root move's previousScore
363               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
364               optimism[ us] = Value(opt);
365               optimism[~us] = -optimism[us];
366           }
367
368           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
369           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
370           // high/low anymore.
371           int failedHighCnt = 0;
372           while (true)
373           {
374               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
375               // four searchAgain steps (see issue #2717).
376               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
377               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
378
379               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
380               // is done with a stable algorithm because all the values but the
381               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
382               // and we want to keep the same order for all the moves except the
383               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
384               // search the already searched PV lines are preserved.
385               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
386
387               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
388               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
389               // the previous iteration.
390               if (Threads.stop)
391                   break;
392
393               // When failing high/low give some update (without cluttering
394               // the UI) before a re-search.
395               if (   mainThread
396                   && multiPV == 1
397                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
398                   && Time.elapsed() > 3000)
399                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
400
401               // In case of failing low/high increase aspiration window and
402               // re-search, otherwise exit the loop.
403               if (bestValue <= alpha)
404               {
405                   beta = (alpha + beta) / 2;
406                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
407
408                   failedHighCnt = 0;
409                   if (mainThread)
410                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
411               }
412               else if (bestValue >= beta)
413               {
414                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
415                   ++failedHighCnt;
416               }
417               else
418                   break;
419
420               delta += delta / 4 + 2;
421
422               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
423           }
424
425           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
426           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
427
428           if (    mainThread
429               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
430               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
431       }
432
433       if (!Threads.stop)
434           completedDepth = rootDepth;
435
436       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
437       {
438           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
439           lastBestMoveDepth = rootDepth;
440       }
441
442       // Have we found a "mate in x"?
443       if (   Limits.mate
444           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
445           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
446           Threads.stop = true;
447
448       if (!mainThread)
449           continue;
450
451       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
452       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
453           skill.pick_best(multiPV);
454
455       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
456       for (Thread* th : Threads)
457       {
458           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
459           th->bestMoveChanges = 0;
460       }
461
462       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
463       if (    Limits.use_time_management()
464           && !Threads.stop
465           && !mainThread->stopOnPonderhit)
466       {
467           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
468                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
469           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
470
471           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
472           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
473           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
474           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
475           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
476           double complexPosition = std::min(1.03 + (complexity - 241) / 1552.0, 1.45);
477
478           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
479
480           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
481           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
482           if (rootMoves.size() == 1)
483               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
484
485           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
486           if (Time.elapsed() > totalTime)
487           {
488               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
489               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
490               if (mainThread->ponder)
491                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
492               else
493                   Threads.stop = true;
494           }
495           else if (   !mainThread->ponder
496                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
497               Threads.increaseDepth = false;
498           else
499               Threads.increaseDepth = true;
500       }
501
502       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
503       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
504   }
505
506   if (!mainThread)
507       return;
508
509   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
510
511   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
512   if (skill.enabled())
513       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
514                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
515 }
516
517
518 namespace {
519
520   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
521
522   template <NodeType nodeType>
523   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
524
525     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
526     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
527
528     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
529     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
530     if (   !rootNode
531         && pos.rule50_count() >= 3
532         && alpha < VALUE_DRAW
533         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
534     {
535         alpha = value_draw(pos.this_thread());
536         if (alpha >= beta)
537             return alpha;
538     }
539
540     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
541     if (depth <= 0)
542         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
543
544     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
545     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
546     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
547     assert(!(PvNode && cutNode));
548
549     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
550     StateInfo st;
551     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
552
553     TTEntry* tte;
554     Key posKey;
555     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
556     Depth extension, newDepth;
557     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
558     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
559     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
560     Piece movedPiece;
561     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
562
563     // Step 1. Initialize node
564     Thread* thisThread = pos.this_thread();
565     ss->inCheck        = pos.checkers();
566     priorCapture       = pos.captured_piece();
567     Color us           = pos.side_to_move();
568     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
569     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
570     maxValue           = VALUE_INFINITE;
571
572     // Check for the available remaining time
573     if (thisThread == Threads.main())
574         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
575
576     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
577     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
578         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
579
580     if (!rootNode)
581     {
582         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
583         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
584             || pos.is_draw(ss->ply)
585             || ss->ply >= MAX_PLY)
586             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
587                                                         : value_draw(pos.this_thread());
588
589         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
590         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
591         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
592         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
593         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
594         // mate. In this case return a fail-high score.
595         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
596         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
597         if (alpha >= beta)
598             return alpha;
599     }
600     else
601         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
602
603     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
604
605     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
607     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
608     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
609     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
610     ss->statScore        = 0;
611
612     // Step 4. Transposition table lookup.
613     excludedMove = ss->excludedMove;
614     posKey = pos.key();
615     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
616     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
617     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
618             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
619     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
620
621     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
622     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
623     if (!excludedMove)
624         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
625
626     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
627     if (  !PvNode
628         && ss->ttHit
629         && !excludedMove
630         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
631         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
632         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
633     {
634         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
635         if (ttMove)
636         {
637             if (ttValue >= beta)
638             {
639                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
640                 if (!ttCapture)
641                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
642
643                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
644                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
645                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
646             }
647             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
648             else if (!ttCapture)
649             {
650                 int penalty = -stat_bonus(depth);
651                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
652                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
653             }
654         }
655
656         // Partial workaround for the graph history interaction problem
657         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
658         if (pos.rule50_count() < 90)
659             return ttValue;
660     }
661
662     // Step 5. Tablebases probe
663     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
664     {
665         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
666
667         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
668             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
669             &&  pos.rule50_count() == 0
670             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
671         {
672             TB::ProbeState err;
673             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
674
675             // Force check of time on the next occasion
676             if (thisThread == Threads.main())
677                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
678
679             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
680             {
681                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
682
683                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
684
685                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
686                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
687                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
688                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
689
690                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
691                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
692
693                 if (    b == BOUND_EXACT
694                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
695                 {
696                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
697                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
698                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
699
700                     return value;
701                 }
702
703                 if (PvNode)
704                 {
705                     if (b == BOUND_LOWER)
706                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
707                     else
708                         maxValue = value;
709                 }
710             }
711         }
712     }
713
714     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
715
716     // Step 6. Static evaluation of the position
717     if (ss->inCheck)
718     {
719         // Skip early pruning when in check
720         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
721         improving = false;
722         improvement = 0;
723         complexity = 0;
724         goto moves_loop;
725     }
726     else if (excludedMove)
727     {
728         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
729         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
730         eval = ss->staticEval;
731         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
732     }
733     else if (ss->ttHit)
734     {
735         // Never assume anything about values stored in TT
736         ss->staticEval = eval = tte->eval();
737         if (eval == VALUE_NONE)
738             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
739         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
740         {
741             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
742             if (PvNode)
743                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
744         }
745
746         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
747         if (    ttValue != VALUE_NONE
748             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
749             eval = ttValue;
750     }
751     else
752     {
753         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
754         // Save static evaluation into transposition table
755         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
756     }
757
758     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
759
760     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
761     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
762     {
763         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
764         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
765     }
766
767     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
768     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
769     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
770     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
771     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
772                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
773                   :                                    156;
774     improving = improvement > 0;
775
776     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
777     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
778     // return a fail low.
779     if (eval < alpha - 426 - 252 * depth * depth)
780     {
781         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
782         if (value < alpha)
783             return value;
784     }
785
786     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
787     // The depth condition is important for mate finding.
788     if (   !ss->ttPv
789         &&  depth < 9
790         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
791         &&  eval >= beta
792         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
793         return eval;
794
795     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
796     if (   !PvNode
797         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
798         && (ss-1)->statScore < 18755
799         &&  eval >= beta
800         &&  eval >= ss->staticEval
801         &&  ss->staticEval >= beta - 19 * depth - improvement / 13 + 253 + complexity / 25
802         && !excludedMove
803         &&  pos.non_pawn_material(us)
804         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
805     {
806         assert(eval - beta >= 0);
807
808         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
809         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 825);
810
811         ss->currentMove = MOVE_NULL;
812         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
813
814         pos.do_null_move(st);
815
816         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
817
818         pos.undo_null_move();
819
820         if (nullValue >= beta)
821         {
822             // Do not return unproven mate or TB scores
823             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
824                 nullValue = beta;
825
826             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
827                 return nullValue;
828
829             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
830
831             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
832             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
833             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
834             thisThread->nmpColor = us;
835
836             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
837
838             thisThread->nmpMinPly = 0;
839
840             if (v >= beta)
841                 return nullValue;
842         }
843     }
844
845     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
846
847     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
848     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
849     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
850     if (   !PvNode
851         &&  depth > 4
852         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
853         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
854         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
855         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
856         // so effective depth is equal to depth - 3
857         && !(   ss->ttHit
858              && tte->depth() >= depth - 3
859              && ttValue != VALUE_NONE
860              && ttValue < probCutBeta))
861     {
862         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
863
864         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
865
866         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
867             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
868             {
869                 assert(pos.capture_stage(move));
870
871                 ss->currentMove = move;
872                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
873                                                                           [true]
874                                                                           [pos.moved_piece(move)]
875                                                                           [to_sq(move)];
876
877                 pos.do_move(move, st);
878
879                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
880                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
881
882                 // If the qsearch held, perform the regular search
883                 if (value >= probCutBeta)
884                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
885
886                 pos.undo_move(move);
887
888                 if (value >= probCutBeta)
889                 {
890                     // Save ProbCut data into transposition table
891                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
892                     return value;
893                 }
894             }
895
896         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
897     }
898
899     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
900     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
901     if (    PvNode
902         && !ttMove)
903         depth -= 3;
904
905     if (depth <= 0)
906         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
907
908     if (    cutNode
909         &&  depth >= 7
910         && !ttMove)
911         depth -= 2;
912
913 moves_loop: // When in check, search starts here
914
915     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
916     probCutBeta = beta + 391;
917     if (   ss->inCheck
918         && !PvNode
919         && depth >= 2
920         && ttCapture
921         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
922         && tte->depth() >= depth - 3
923         && ttValue >= probCutBeta
924         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
925         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
926         return probCutBeta;
927
928     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
929                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
930                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
931
932     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
933
934     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
935                                       &captureHistory,
936                                       contHist,
937                                       countermove,
938                                       ss->killers);
939
940     value = bestValue;
941     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
942
943     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
944     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
945     bool likelyFailLow =    PvNode
946                          && ttMove
947                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
948                          && tte->depth() >= depth;
949
950     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
951     // or a beta cutoff occurs.
952     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
953     {
954       assert(is_ok(move));
955
956       if (move == excludedMove)
957           continue;
958
959       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
960       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
961       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
962       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
963       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
964                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
965           continue;
966
967       // Check for legality
968       if (!rootNode && !pos.legal(move))
969           continue;
970
971       ss->moveCount = ++moveCount;
972
973       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
974           sync_cout << "info depth " << depth
975                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
976                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
977       if (PvNode)
978           (ss+1)->pv = nullptr;
979
980       extension = 0;
981       capture = pos.capture_stage(move);
982       movedPiece = pos.moved_piece(move);
983       givesCheck = pos.gives_check(move);
984
985       // Calculate new depth for this move
986       newDepth = depth - 1;
987
988       Value delta = beta - alpha;
989
990       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
991
992       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
993       if (  !rootNode
994           && pos.non_pawn_material(us)
995           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
996       {
997           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
998           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
999
1000           // Reduced depth of the next LMR search
1001           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1002
1003           if (   capture
1004               || givesCheck)
1005           {
1006               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1007               if (   !givesCheck
1008                   && !PvNode
1009                   && lmrDepth < 6
1010                   && !ss->inCheck
1011                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1012                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1013                   continue;
1014
1015               Bitboard occupied;
1016               // SEE based pruning (~11 Elo)
1017               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-206) * depth))
1018               {
1019                   if (depth < 2 - capture)
1020                       continue;
1021                   // don't prune move if a heavy enemy piece (KQR) is under attack after the exchanges
1022                   Bitboard leftEnemies = (pos.pieces(~us, QUEEN, ROOK) | pos.pieces(~us, KING)) & occupied;
1023                   Bitboard attacks = 0;
1024                   occupied |= to_sq(move);
1025                   while (leftEnemies && !attacks)
1026                   {
1027                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1028                       attacks |= pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1029                       // exclude Queen/Rook(s) which were already threatened before SEE
1030                       if (attacks && (sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us))))
1031                           attacks = 0;
1032                   }
1033                   if (!attacks)
1034                       continue;
1035               }
1036           }
1037           else
1038           {
1039               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1040                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1041                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1042
1043               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1044               if (   lmrDepth < 5
1045                   && history < -4405 * (depth - 1))
1046                   continue;
1047
1048               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1049
1050               lmrDepth += history / 7278;
1051               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1052
1053               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1054               if (   !ss->inCheck
1055                   && lmrDepth < 13
1056                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1057                   continue;
1058
1059               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1060
1061               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1062               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1063                   continue;
1064           }
1065       }
1066
1067       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1068       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1069       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1070       {
1071           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1072           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1073           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1074           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1075           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1076           if (   !rootNode
1077               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1078               &&  move == ttMove
1079               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1080            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1081               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1082               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1083               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1084           {
1085               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1086               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1087
1088               ss->excludedMove = move;
1089               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1090               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1091
1092               if (value < singularBeta)
1093               {
1094                   extension = 1;
1095                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1096
1097                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1098                   if (  !PvNode
1099                       && value < singularBeta - 25
1100                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1101                   {
1102                       extension = 2;
1103                       depth += depth < 13;
1104                   }
1105               }
1106
1107               // Multi-cut pruning
1108               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1109               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1110               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1111               // a soft bound.
1112               else if (singularBeta >= beta)
1113                   return singularBeta;
1114
1115               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1116               else if (ttValue >= beta)
1117                   extension = -2 - !PvNode;
1118
1119               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1120               else if (ttValue <= value)
1121                   extension = -1;
1122
1123               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1124               else if (ttValue <= alpha)
1125                   extension = -1;
1126           }
1127
1128           // Check extensions (~1 Elo)
1129           else if (   givesCheck
1130                    && depth > 10
1131                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1132               extension = 1;
1133
1134           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1135           else if (   PvNode
1136                    && move == ttMove
1137                    && move == ss->killers[0]
1138                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1139               extension = 1;
1140       }
1141
1142       // Add extension to new depth
1143       newDepth += extension;
1144       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1145
1146       // Speculative prefetch as early as possible
1147       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1148
1149       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1150       ss->currentMove = move;
1151       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1152                                                                 [capture]
1153                                                                 [movedPiece]
1154                                                                 [to_sq(move)];
1155
1156       // Step 16. Make the move
1157       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1158
1159       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1160       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1161       if (   ss->ttPv
1162           && !likelyFailLow)
1163           r -= 2;
1164
1165       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1166       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1167           r--;
1168
1169       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1170       if (cutNode)
1171           r += 2;
1172
1173       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1174       if (ttCapture)
1175           r++;
1176
1177       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1178       if (PvNode)
1179           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1180
1181       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1182       if (singularQuietLMR)
1183           r--;
1184
1185       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1186       if (   depth > 9
1187           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1188           r--;
1189
1190       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1191       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1192           r++;
1193
1194       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history (~1 Elo)
1195       if (move == ss->killers[0]
1196           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3722)
1197           r--;
1198
1199       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1200                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1201                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1202                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1203                      - 4182;
1204
1205       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1206       r -= ss->statScore / (11791 + 3992 * (depth > 6 && depth < 19));
1207
1208       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1209       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1210       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1211       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1212       if (    depth >= 2
1213           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1214           && (   !ss->ttPv
1215               || !capture
1216               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1217       {
1218           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1219           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1220           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1221           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1222
1223           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1224
1225           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1226           if (value > alpha && d < newDepth)
1227           {
1228               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1229               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1230               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1231               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1232               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1233
1234               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1235
1236               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1237
1238               if (newDepth > d)
1239                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1240
1241               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1242                                         : -stat_bonus(newDepth);
1243
1244               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1245           }
1246       }
1247
1248       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1249       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1250       {
1251           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1252           if (!ttMove && cutNode)
1253               r += 2;
1254
1255           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1256       }
1257
1258       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1259       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1260       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1261       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1262       {
1263           (ss+1)->pv = pv;
1264           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1265
1266           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1267       }
1268
1269       // Step 19. Undo move
1270       pos.undo_move(move);
1271
1272       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1273
1274       // Step 20. Check for a new best move
1275       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1276       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1277       // updating best move, PV and TT.
1278       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1279           return VALUE_ZERO;
1280
1281       if (rootNode)
1282       {
1283           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1284                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1285
1286           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1287
1288           // PV move or new best move?
1289           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1290           {
1291               rm.score =  rm.uciScore = value;
1292               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1293               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1294
1295               if (value >= beta)
1296               {
1297                   rm.scoreLowerbound = true;
1298                   rm.uciScore = beta;
1299               }
1300               else if (value <= alpha)
1301               {
1302                   rm.scoreUpperbound = true;
1303                   rm.uciScore = alpha;
1304               }
1305
1306               rm.pv.resize(1);
1307
1308               assert((ss+1)->pv);
1309
1310               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1311                   rm.pv.push_back(*m);
1312
1313               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1314               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1315               // we must take care to only do this for the first PV line.
1316               if (   moveCount > 1
1317                   && !thisThread->pvIdx)
1318                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1319           }
1320           else
1321               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1322               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1323               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1324               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1325       }
1326
1327       if (value > bestValue)
1328       {
1329           bestValue = value;
1330
1331           if (value > alpha)
1332           {
1333               bestMove = move;
1334
1335               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1336                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1337
1338               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1339               {
1340                   alpha = value;
1341
1342                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1343                   if (   depth > 1
1344                       && depth < 6
1345                       && beta  <  10534
1346                       && alpha > -10534)
1347                       depth -= 1;
1348
1349                   assert(depth > 0);
1350               }
1351               else
1352               {
1353                   ss->cutoffCnt++;
1354                   assert(value >= beta); // Fail high
1355                   break;
1356               }
1357           }
1358       }
1359
1360
1361       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1362       if (move != bestMove)
1363       {
1364           if (capture && captureCount < 32)
1365               capturesSearched[captureCount++] = move;
1366
1367           else if (!capture && quietCount < 64)
1368               quietsSearched[quietCount++] = move;
1369       }
1370     }
1371
1372     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1373     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1374     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1375     /*
1376        if (Threads.stop)
1377         return VALUE_DRAW;
1378     */
1379
1380     // Step 21. Check for mate and stalemate
1381     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1382     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1383     // return a fail low score.
1384
1385     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1386
1387     if (!moveCount)
1388         bestValue = excludedMove ? alpha :
1389                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1390                                  : VALUE_DRAW;
1391
1392     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1393     else if (bestMove)
1394         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1395                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1396
1397     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1398     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1399     {
1400         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1401         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1402     }
1403
1404     if (PvNode)
1405         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1406
1407     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1408     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1409     if (bestValue <= alpha)
1410         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1411
1412     // Write gathered information in transposition table
1413     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1414         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1415                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1416                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1417                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1418
1419     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1420
1421     return bestValue;
1422   }
1423
1424
1425   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1426   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1427   // (~155 Elo)
1428   template <NodeType nodeType>
1429   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1430
1431     static_assert(nodeType != Root);
1432     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1433
1434     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1435     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1436     assert(depth <= 0);
1437
1438     Move pv[MAX_PLY+1];
1439     StateInfo st;
1440     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1441
1442     TTEntry* tte;
1443     Key posKey;
1444     Move ttMove, move, bestMove;
1445     Depth ttDepth;
1446     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1447     bool pvHit, givesCheck, capture;
1448     int moveCount;
1449
1450     // Step 1. Initialize node
1451     if (PvNode)
1452     {
1453         (ss+1)->pv = pv;
1454         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1455     }
1456
1457     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1458     bestMove = MOVE_NONE;
1459     ss->inCheck = pos.checkers();
1460     moveCount = 0;
1461
1462     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1463     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1464         || ss->ply >= MAX_PLY)
1465         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1466
1467     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1468
1469     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1470     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1471     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1472     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1473                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1474
1475     // Step 3. Transposition table lookup
1476     posKey = pos.key();
1477     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1478     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1479     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1480     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1481
1482     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1483     if (  !PvNode
1484         && ss->ttHit
1485         && tte->depth() >= ttDepth
1486         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1487         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1488         return ttValue;
1489
1490     // Step 4. Static evaluation of the position
1491     if (ss->inCheck)
1492     {
1493         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1494         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1495     }
1496     else
1497     {
1498         if (ss->ttHit)
1499         {
1500             // Never assume anything about values stored in TT
1501             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1502                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1503
1504             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1505             if (    ttValue != VALUE_NONE
1506                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1507                 bestValue = ttValue;
1508         }
1509         else
1510             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1511             ss->staticEval = bestValue =
1512             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1513                                              : -(ss-1)->staticEval;
1514
1515         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1516         if (bestValue >= beta)
1517         {
1518             // Save gathered info in transposition table
1519             if (!ss->ttHit)
1520                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1521                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1522
1523             return bestValue;
1524         }
1525
1526         if (PvNode && bestValue > alpha)
1527             alpha = bestValue;
1528
1529         futilityBase = bestValue + 168;
1530     }
1531
1532     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1533                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1534                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1535
1536     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1537     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1538     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1539     // will be generated.
1540     Square prevSq = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1541     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1542                                       &thisThread->captureHistory,
1543                                       contHist,
1544                                       prevSq);
1545
1546     int quietCheckEvasions = 0;
1547
1548     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1549     // or a beta cutoff occurs.
1550     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1551     {
1552       assert(is_ok(move));
1553
1554       // Check for legality
1555       if (!pos.legal(move))
1556           continue;
1557
1558       givesCheck = pos.gives_check(move);
1559       capture = pos.capture_stage(move);
1560
1561       moveCount++;
1562
1563     // Step 6. Pruning.
1564     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1565     {
1566       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1567       if (   !givesCheck
1568           &&  to_sq(move) != prevSq
1569           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1570           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1571       {
1572           if (moveCount > 2)
1573               continue;
1574
1575           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1576
1577           if (futilityValue <= alpha)
1578           {
1579               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1580               continue;
1581           }
1582
1583           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1584           {
1585               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1586               continue;
1587           }
1588       }
1589
1590       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1591       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1592       if (quietCheckEvasions > 1)
1593           break;
1594
1595       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1596       if (   !capture
1597           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1598           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1599           continue;
1600
1601       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1602       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1603           continue;
1604     }
1605
1606       // Speculative prefetch as early as possible
1607       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1608
1609       // Update the current move
1610       ss->currentMove = move;
1611       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1612                                                                 [capture]
1613                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1614                                                                 [to_sq(move)];
1615
1616       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1617
1618       // Step 7. Make and search the move
1619       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1620       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1621       pos.undo_move(move);
1622
1623       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1624
1625       // Step 8. Check for a new best move
1626       if (value > bestValue)
1627       {
1628           bestValue = value;
1629
1630           if (value > alpha)
1631           {
1632               bestMove = move;
1633
1634               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1635                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1636
1637               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1638                   alpha = value;
1639               else
1640                   break; // Fail high
1641           }
1642        }
1643     }
1644
1645     // Step 9. Check for mate
1646     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1647     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1648     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1649     {
1650         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1651
1652         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1653     }
1654
1655     // Save gathered info in transposition table
1656     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1657               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1658               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1659
1660     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1661
1662     return bestValue;
1663   }
1664
1665
1666   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1667   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1668   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1669
1670   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1671
1672     assert(v != VALUE_NONE);
1673
1674     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1675           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1676   }
1677
1678
1679   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1680   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1681   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1682   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1683   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1684
1685   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1686
1687     if (v == VALUE_NONE)
1688         return VALUE_NONE;
1689
1690     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1691     {
1692         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1693             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1694
1695         return v - ply;
1696     }
1697
1698     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1699     {
1700         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1701             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1702
1703         return v + ply;
1704     }
1705
1706     return v;
1707   }
1708
1709
1710   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1711
1712   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1713
1714     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1715         *pv++ = *childPv++;
1716     *pv = MOVE_NONE;
1717   }
1718
1719
1720   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1721
1722   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1723                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1724
1725     Color us = pos.side_to_move();
1726     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1727     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1728     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1729     PieceType captured;
1730
1731     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1732
1733     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1734     {
1735         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1736                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1737
1738         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1739         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1740
1741         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1742         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1743         {
1744             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1745             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1746         }
1747     }
1748     else
1749     {
1750         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1751         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1752         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1753     }
1754
1755     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1756     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1757     if (   prevSq != SQ_NONE
1758         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1759         && !pos.captured_piece())
1760             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1761
1762     // Decrease stats for all non-best capture moves
1763     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1764     {
1765         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1766         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1767         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1768     }
1769   }
1770
1771
1772   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1773   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1774
1775   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1776
1777     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1778     {
1779         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1780         if (ss->inCheck && i > 2)
1781             break;
1782         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1783             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1784     }
1785   }
1786
1787
1788   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1789
1790   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1791
1792     // Update killers
1793     if (ss->killers[0] != move)
1794     {
1795         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1796         ss->killers[0] = move;
1797     }
1798
1799     Color us = pos.side_to_move();
1800     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1801     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1802     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1803
1804     // Update countermove history
1805     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1806     {
1807         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1808         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1809     }
1810   }
1811
1812   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1813   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1814
1815   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1816
1817     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1818     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1819
1820     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1821     Value topScore = rootMoves[0].score;
1822     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1823     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1824     double weakness = 120 - 2 * level;
1825
1826     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1827     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1828     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1829     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1830     {
1831         // This is our magic formula
1832         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1833                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1834
1835         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1836         {
1837             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1838             best = rootMoves[i].pv[0];
1839         }
1840     }
1841
1842     return best;
1843   }
1844
1845 } // namespace
1846
1847
1848 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1849 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1850
1851 void MainThread::check_time() {
1852
1853   if (--callsCnt > 0)
1854       return;
1855
1856   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1857   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1858
1859   static TimePoint lastInfoTime = now();
1860
1861   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1862   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1863
1864   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1865   {
1866       lastInfoTime = tick;
1867       dbg_print();
1868   }
1869
1870   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1871   if (ponder)
1872       return;
1873
1874   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1875       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1876       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1877       Threads.stop = true;
1878 }
1879
1880
1881 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1882 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1883
1884 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1885
1886   std::stringstream ss;
1887   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1888   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1889   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1890   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1891   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1892   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1893
1894   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1895   {
1896       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1897
1898       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1899           continue;
1900
1901       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1902       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1903
1904       if (v == -VALUE_INFINITE)
1905           v = VALUE_ZERO;
1906
1907       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1908       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1909
1910       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1911           ss << "\n";
1912
1913       ss << "info"
1914          << " depth "    << d
1915          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1916          << " multipv "  << i + 1
1917          << " score "    << UCI::value(v);
1918
1919       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1920           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1921
1922       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1923          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1924
1925       ss << " nodes "    << nodesSearched
1926          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1927          << " hashfull " << TT.hashfull()
1928          << " tbhits "   << tbHits
1929          << " time "     << elapsed
1930          << " pv";
1931
1932       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1933           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1934   }
1935
1936   return ss.str();
1937 }
1938
1939
1940 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1941 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1942 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1943 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1944
1945 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1946
1947     StateInfo st;
1948     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1949
1950     bool ttHit;
1951
1952     assert(pv.size() == 1);
1953
1954     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1955         return false;
1956
1957     pos.do_move(pv[0], st);
1958     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1959
1960     if (ttHit)
1961     {
1962         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1963         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1964             pv.push_back(m);
1965     }
1966
1967     pos.undo_move(pv[0]);
1968     return pv.size() > 1;
1969 }
1970
1971 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1972
1973     RootInTB = false;
1974     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1975     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1976     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1977     bool dtz_available = true;
1978
1979     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1980     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1981     if (Cardinality > MaxCardinality)
1982     {
1983         Cardinality = MaxCardinality;
1984         ProbeDepth = 0;
1985     }
1986
1987     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1988     {
1989         // Rank moves using DTZ tables
1990         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1991
1992         if (!RootInTB)
1993         {
1994             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1995             dtz_available = false;
1996             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1997         }
1998     }
1999
2000     if (RootInTB)
2001     {
2002         // Sort moves according to TB rank
2003         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
2004                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
2005
2006         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
2007         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
2008             Cardinality = 0;
2009     }
2010     else
2011     {
2012         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
2013         for (auto& m : rootMoves)
2014             m.tbRank = 0;
2015     }
2016 }
2017
2018 } // namespace Stockfish