]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Remove `previousDepth` in favor of `completedDepth + 2`
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(158 * (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 + 1460 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 937);
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(350 * d - 400, 1650);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99         {
100             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
101             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
102         }
103         else
104             level = double(skill_level);
105     }
106     bool enabled() const { return level < 20.0; }
107     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
108     Move pick_best(size_t multiPV);
109
110     double level;
111     Move best = MOVE_NONE;
112   };
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
116
117   template <NodeType nodeType>
118   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
119
120   Value value_to_tt(Value v, int ply);
121   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
122   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
123   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
124   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
125   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
126                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
127
128   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
129   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
130   template<bool Root>
131   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
132
133     StateInfo st;
134     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
135
136     uint64_t cnt, nodes = 0;
137     const bool leaf = (depth == 2);
138
139     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
140     {
141         if (Root && depth <= 1)
142             cnt = 1, nodes++;
143         else
144         {
145             pos.do_move(m, st);
146             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
147             nodes += cnt;
148             pos.undo_move(m);
149         }
150         if (Root)
151             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
152     }
153     return nodes;
154   }
155
156 } // namespace
157
158
159 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
160
161 void Search::init() {
162
163   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
164       Reductions[i] = int((20.26 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
165 }
166
167
168 /// Search::clear() resets search state to its initial value
169
170 void Search::clear() {
171
172   Threads.main()->wait_for_search_finished();
173
174   Time.availableNodes = 0;
175   TT.clear();
176   Threads.clear();
177   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
178 }
179
180
181 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
182 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
183
184 void MainThread::search() {
185
186   if (Limits.perft)
187   {
188       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
189       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
190       return;
191   }
192
193   Color us = rootPos.side_to_move();
194   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
195   TT.new_search();
196
197   Eval::NNUE::verify();
198
199   if (rootMoves.empty())
200   {
201       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
202       sync_cout << "info depth 0 score "
203                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
204                 << sync_endl;
205   }
206   else
207   {
208       Threads.start_searching(); // start non-main threads
209       Thread::search();          // main thread start searching
210   }
211
212   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
213   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
214   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
215   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
216   // until the GUI sends one of those commands.
217
218   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
219   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
220
221   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
222   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
223   Threads.stop = true;
224
225   // Wait until all threads have finished
226   Threads.wait_for_search_finished();
227
228   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
229   // the available ones before exiting.
230   if (Limits.npmsec)
231       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
232
233   Thread* bestThread = this;
234   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
235
236   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
237       && !Limits.depth
238       && !skill.enabled()
239       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
240       bestThread = Threads.get_best_thread();
241
242   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
243   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; --i)
280   {
281       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
282       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
283   }
284
285   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
286       (ss+i)->ply = i;
287
288   ss->pv = pv;
289
290   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
291   beta = VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   complexityAverage.set(153, 1);
314
315   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
316
317   int searchAgainCounter = 0;
318
319   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
320   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
321          && !Threads.stop
322          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
323   {
324       // Age out PV variability metric
325       if (mainThread)
326           totBestMoveChanges /= 2;
327
328       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
329       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
330       for (RootMove& rm : rootMoves)
331           rm.previousScore = rm.score;
332
333       size_t pvFirst = 0;
334       pvLast = 0;
335
336       if (!Threads.increaseDepth)
337          searchAgainCounter++;
338
339       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
340       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
341       {
342           if (pvIdx == pvLast)
343           {
344               pvFirst = pvLast;
345               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
346                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
347                       break;
348           }
349
350           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
351           selDepth = 0;
352
353           // Reset aspiration window starting size
354           if (rootDepth >= 4)
355           {
356               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
357               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15400;
358               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
359               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
360
361               // Adjust optimism based on root move's previousScore
362               int opt = 116 * prev / (std::abs(prev) + 170);
363               optimism[ us] = Value(opt);
364               optimism[~us] = -optimism[us];
365           }
366
367           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
368           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
369           // high/low anymore.
370           int failedHighCnt = 0;
371           while (true)
372           {
373               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
374               // four searchAgain steps (see issue #2717).
375               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
376               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
377
378               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
379               // is done with a stable algorithm because all the values but the
380               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
381               // and we want to keep the same order for all the moves except the
382               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
383               // search the already searched PV lines are preserved.
384               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
385
386               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
387               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
388               // the previous iteration.
389               if (Threads.stop)
390                   break;
391
392               // When failing high/low give some update (without cluttering
393               // the UI) before a re-search.
394               if (   mainThread
395                   && multiPV == 1
396                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
397                   && Time.elapsed() > 3000)
398                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
399
400               // In case of failing low/high increase aspiration window and
401               // re-search, otherwise exit the loop.
402               if (bestValue <= alpha)
403               {
404                   beta = (alpha + beta) / 2;
405                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
406
407                   failedHighCnt = 0;
408                   if (mainThread)
409                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
410               }
411               else if (bestValue >= beta)
412               {
413                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
414                   ++failedHighCnt;
415               }
416               else
417                   break;
418
419               delta += delta / 4 + 2;
420
421               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
422           }
423
424           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
425           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
426
427           if (    mainThread
428               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
429               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
430       }
431
432       if (!Threads.stop)
433           completedDepth = rootDepth;
434
435       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
436          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
437          lastBestMoveDepth = rootDepth;
438       }
439
440       // Have we found a "mate in x"?
441       if (   Limits.mate
442           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
443           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
444           Threads.stop = true;
445
446       if (!mainThread)
447           continue;
448
449       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
450       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
451           skill.pick_best(multiPV);
452
453       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
454       for (Thread* th : Threads)
455       {
456           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
457           th->bestMoveChanges = 0;
458       }
459
460       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
461       if (    Limits.use_time_management()
462           && !Threads.stop
463           && !mainThread->stopOnPonderhit)
464       {
465           double fallingEval = (71 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
466                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 656.7;
467           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
468
469           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
470           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.37 : 0.65;
471           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.15 * timeReduction);
472           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
473           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
474           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 261) / 1738.7, 1.5);
475
476           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
477
478           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
479           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
480           if (rootMoves.size() == 1)
481               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
482
483           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
484           if (Time.elapsed() > totalTime)
485           {
486               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
487               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
488               if (mainThread->ponder)
489                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
490               else
491                   Threads.stop = true;
492           }
493           else if (   !mainThread->ponder
494                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.53)
495               Threads.increaseDepth = false;
496           else
497               Threads.increaseDepth = true;
498       }
499
500       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
501       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
502   }
503
504   if (!mainThread)
505       return;
506
507   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
508
509   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
510   if (skill.enabled())
511       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
512                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
513 }
514
515
516 namespace {
517
518   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
519
520   template <NodeType nodeType>
521   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
522
523     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
524     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
525     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
526
527     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
528     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
529     if (   !rootNode
530         && pos.rule50_count() >= 3
531         && alpha < VALUE_DRAW
532         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
533     {
534         alpha = value_draw(pos.this_thread());
535         if (alpha >= beta)
536             return alpha;
537     }
538
539     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
540     if (depth <= 0)
541         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
542
543     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
544     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
545     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
546     assert(!(PvNode && cutNode));
547
548     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
549     StateInfo st;
550     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
551
552     TTEntry* tte;
553     Key posKey;
554     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
555     Depth extension, newDepth;
556     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
557     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
558     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
559     Piece movedPiece;
560     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
561
562     // Step 1. Initialize node
563     Thread* thisThread = pos.this_thread();
564     ss->inCheck        = pos.checkers();
565     priorCapture       = pos.captured_piece();
566     Color us           = pos.side_to_move();
567     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
568     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
569     maxValue           = VALUE_INFINITE;
570
571     // Check for the available remaining time
572     if (thisThread == Threads.main())
573         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
574
575     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
576     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
577         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
578
579     if (!rootNode)
580     {
581         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
582         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
583             || pos.is_draw(ss->ply)
584             || ss->ply >= MAX_PLY)
585             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
586                                                         : value_draw(pos.this_thread());
587
588         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
589         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
590         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
591         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
592         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
593         // mate. In this case return a fail-high score.
594         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
595         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
596         if (alpha >= beta)
597             return alpha;
598     }
599     else
600         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
601
602     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
603
604     (ss+1)->ttPv         = false;
605     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
607     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
608     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
609     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
610
611     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
612     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
613     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
614     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
615     // LMR which are based on the statScore of parent position.
616     if (!rootNode)
617         (ss+2)->statScore = 0;
618
619     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
620     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
621     // position key in case of an excluded move.
622     excludedMove = ss->excludedMove;
623     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
624     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
625     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
626     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
627             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
628     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
629     if (!excludedMove)
630         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
631
632     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
633     if (  !PvNode
634         && ss->ttHit
635         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
636         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
637         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
638     {
639         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
640         if (ttMove)
641         {
642             if (ttValue >= beta)
643             {
644                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
645                 if (!ttCapture)
646                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
647
648                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
649                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
650                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
651             }
652             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
653             else if (!ttCapture)
654             {
655                 int penalty = -stat_bonus(depth);
656                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
657                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
658             }
659         }
660
661         // Partial workaround for the graph history interaction problem
662         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
663         if (pos.rule50_count() < 90)
664             return ttValue;
665     }
666
667     // Step 5. Tablebases probe
668     if (!rootNode && TB::Cardinality)
669     {
670         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
671
672         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
673             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
674             &&  pos.rule50_count() == 0
675             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
676         {
677             TB::ProbeState err;
678             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
679
680             // Force check of time on the next occasion
681             if (thisThread == Threads.main())
682                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
683
684             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
685             {
686                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
687
688                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
689
690                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
691                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
692                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
693                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
694
695                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
696                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
697
698                 if (    b == BOUND_EXACT
699                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
700                 {
701                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
702                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
703                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
704
705                     return value;
706                 }
707
708                 if (PvNode)
709                 {
710                     if (b == BOUND_LOWER)
711                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
712                     else
713                         maxValue = value;
714                 }
715             }
716         }
717     }
718
719     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
720
721     // Step 6. Static evaluation of the position
722     if (ss->inCheck)
723     {
724         // Skip early pruning when in check
725         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
726         improving = false;
727         improvement = 0;
728         complexity = 0;
729         goto moves_loop;
730     }
731     else if (ss->ttHit)
732     {
733         // Never assume anything about values stored in TT
734         ss->staticEval = eval = tte->eval();
735         if (eval == VALUE_NONE)
736             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
737         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
738             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
739
740         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
741         if (    ttValue != VALUE_NONE
742             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
743             eval = ttValue;
744     }
745     else
746     {
747         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
748
749         // Save static evaluation into transposition table
750         if (!excludedMove)
751             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
752     }
753
754     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
755
756     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
757     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
758     {
759         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1940, 1940);
760         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
761     }
762
763     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
764     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
765     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
766     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
767     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
768                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
769                   :                                    172;
770     improving = improvement > 0;
771
772     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
773     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
774     // return a fail low.
775     if (eval < alpha - 394 - 255 * depth * depth)
776     {
777         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
778         if (value < alpha)
779             return value;
780     }
781
782     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
783     // The depth condition is important for mate finding.
784     if (   !ss->ttPv
785         &&  depth < 8
786         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 304 >= beta
787         &&  eval >= beta
788         &&  eval < 28580) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
789         return eval;
790
791     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
792     if (   !PvNode
793         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
794         && (ss-1)->statScore < 18200
795         &&  eval >= beta
796         &&  eval >= ss->staticEval
797         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 14 + 235 + complexity / 24
798         && !excludedMove
799         &&  pos.non_pawn_material(us)
800         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
801     {
802         assert(eval - beta >= 0);
803
804         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
805         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 165, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 800);
806
807         ss->currentMove = MOVE_NULL;
808         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
809
810         pos.do_null_move(st);
811
812         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
813
814         pos.undo_null_move();
815
816         if (nullValue >= beta)
817         {
818             // Do not return unproven mate or TB scores
819             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
820                 nullValue = beta;
821
822             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
823                 return nullValue;
824
825             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
826
827             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
828             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
829             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
830             thisThread->nmpColor = us;
831
832             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
833
834             thisThread->nmpMinPly = 0;
835
836             if (v >= beta)
837                 return nullValue;
838         }
839     }
840
841     probCutBeta = beta + 180 - 54 * improving;
842
843     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
844     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
845     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
846     if (   !PvNode
847         &&  depth > 4
848         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
849         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
850         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
851         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
852         // so effective depth is equal to depth - 3
853         && !(   ss->ttHit
854              && tte->depth() >= depth - 3
855              && ttValue != VALUE_NONE
856              && ttValue < probCutBeta))
857     {
858         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
859
860         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
861
862         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
863             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
864             {
865                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
866
867                 ss->currentMove = move;
868                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
869                                                                           [true]
870                                                                           [pos.moved_piece(move)]
871                                                                           [to_sq(move)];
872
873                 pos.do_move(move, st);
874
875                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
876                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
877
878                 // If the qsearch held, perform the regular search
879                 if (value >= probCutBeta)
880                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
881
882                 pos.undo_move(move);
883
884                 if (value >= probCutBeta)
885                 {
886                     // Save ProbCut data into transposition table
887                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
888                     return value;
889                 }
890             }
891     }
892
893     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
894     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
895     if (    PvNode
896         && !ttMove)
897         depth -= 3;
898
899     if (depth <= 0)
900         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
901
902     if (    cutNode
903         &&  depth >= 9
904         && !ttMove)
905         depth -= 2;
906
907 moves_loop: // When in check, search starts here
908
909     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
910     probCutBeta = beta + 402;
911     if (   ss->inCheck
912         && !PvNode
913         && depth >= 2
914         && ttCapture
915         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
916         && tte->depth() >= depth - 3
917         && ttValue >= probCutBeta
918         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
919         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
920        )
921         return probCutBeta;
922
923
924     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
925                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
926                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
927
928     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
929
930     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
931                                       &captureHistory,
932                                       contHist,
933                                       countermove,
934                                       ss->killers);
935
936     value = bestValue;
937     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
938
939     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
940     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
941     bool likelyFailLow =    PvNode
942                          && ttMove
943                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
944                          && tte->depth() >= depth;
945
946     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
947     // or a beta cutoff occurs.
948     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
949     {
950       assert(is_ok(move));
951
952       if (move == excludedMove)
953           continue;
954
955       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
956       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
957       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
958       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
959       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
960                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
961           continue;
962
963       // Check for legality
964       if (!rootNode && !pos.legal(move))
965           continue;
966
967       ss->moveCount = ++moveCount;
968
969       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
970           sync_cout << "info depth " << depth
971                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
972                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
973       if (PvNode)
974           (ss+1)->pv = nullptr;
975
976       extension = 0;
977       capture = pos.capture(move);
978       movedPiece = pos.moved_piece(move);
979       givesCheck = pos.gives_check(move);
980
981       // Calculate new depth for this move
982       newDepth = depth - 1;
983
984       Value delta = beta - alpha;
985
986       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
987       if (  !rootNode
988           && pos.non_pawn_material(us)
989           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
990       {
991           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
992           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
993
994           // Reduced depth of the next LMR search
995           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
996
997           if (   capture
998               || givesCheck)
999           {
1000               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1001               if (   !givesCheck
1002                   && !PvNode
1003                   && lmrDepth < 7
1004                   && !ss->inCheck
1005                   && ss->staticEval + 185 + 203 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1006                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1007                   continue;
1008
1009               // SEE based pruning (~11 Elo)
1010               if (!pos.see_ge(move, Value(-220) * depth))
1011                   continue;
1012           }
1013           else
1014           {
1015               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1016                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1017                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1018
1019               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1020               if (   lmrDepth < 5
1021                   && history < -4180 * (depth - 1))
1022                   continue;
1023
1024               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1025
1026               lmrDepth += history / 7208;
1027               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1028
1029               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1030               if (   !ss->inCheck
1031                   && lmrDepth < 13
1032                   && ss->staticEval + 103 + 136 * lmrDepth <= alpha)
1033                   continue;
1034
1035               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1036
1037               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1038               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1039                   continue;
1040           }
1041       }
1042
1043       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1044       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1045       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1046       {
1047           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1048           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1049           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1050           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1051           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1052           if (   !rootNode
1053               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1054               &&  move == ttMove
1055               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1056            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1057               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1058               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1059               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1060           {
1061               Value singularBeta = ttValue - (3 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1062               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1063
1064               ss->excludedMove = move;
1065               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1066               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1067
1068               if (value < singularBeta)
1069               {
1070                   extension = 1;
1071                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1072
1073                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1074                   if (  !PvNode
1075                       && value < singularBeta - 25
1076                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1077                   {
1078                       extension = 2;
1079                       depth += depth < 12;
1080                   }
1081               }
1082
1083               // Multi-cut pruning
1084               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1085               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1086               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1087               // a soft bound.
1088               else if (singularBeta >= beta)
1089                   return singularBeta;
1090
1091               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1092               else if (ttValue >= beta)
1093                   extension = -2;
1094
1095               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1096               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1097                   extension = -1;
1098           }
1099
1100           // Check extensions (~1 Elo)
1101           else if (   givesCheck
1102                    && depth > 9
1103                    && abs(ss->staticEval) > 78)
1104               extension = 1;
1105
1106           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1107           else if (   PvNode
1108                    && move == ttMove
1109                    && move == ss->killers[0]
1110                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5600)
1111               extension = 1;
1112       }
1113
1114       // Add extension to new depth
1115       newDepth += extension;
1116       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1117
1118       // Speculative prefetch as early as possible
1119       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1120
1121       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1122       ss->currentMove = move;
1123       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1124                                                                 [capture]
1125                                                                 [movedPiece]
1126                                                                 [to_sq(move)];
1127
1128       // Step 16. Make the move
1129       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1130
1131       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1132
1133       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1134       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1135       if (   ss->ttPv
1136           && !likelyFailLow)
1137           r -= 2;
1138
1139       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1140       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1141           r--;
1142
1143       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1144       if (cutNode)
1145           r += 2;
1146
1147       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1148       if (ttCapture)
1149           r++;
1150
1151       // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1152       if (PvNode)
1153           r -= 1 + 11 / (3 + depth);
1154
1155       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1156       if (singularQuietLMR)
1157           r--;
1158
1159       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1160       if (   depth > 9
1161           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1162           r--;
1163
1164       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1165       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1166           r++;
1167
1168       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1169                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1170                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1171                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1172                      - 4467;
1173
1174       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1175       r -= ss->statScore / (12800 + 4410 * (depth > 7 && depth < 19));
1176
1177       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1178       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1179       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1180       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1181       if (    depth >= 2
1182           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1183           && (   !ss->ttPv
1184               || !capture
1185               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1186       {
1187           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1188           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1189           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1190           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1191
1192           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1193
1194           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1195           if (value > alpha && d < newDepth)
1196           {
1197               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1198               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1199               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 66 + 11 * (newDepth - d));
1200               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 582 && ss->doubleExtensions <= 5;
1201               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1202
1203               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1204
1205               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1206
1207               if (newDepth > d)
1208                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1209
1210               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1211                                         : -stat_bonus(newDepth);
1212
1213               if (capture)
1214                   bonus /= 6;
1215
1216               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1217           }
1218       }
1219
1220       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1221       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1222       {
1223                // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1224                if (!ttMove && cutNode)
1225                          r += 2;
1226
1227                value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1228       }
1229
1230       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1231       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1232       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1233       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1234       {
1235           (ss+1)->pv = pv;
1236           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1237
1238           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1239                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1240       }
1241
1242       // Step 19. Undo move
1243       pos.undo_move(move);
1244
1245       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1246
1247       // Step 20. Check for a new best move
1248       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1249       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1250       // updating best move, PV and TT.
1251       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1252           return VALUE_ZERO;
1253
1254       if (rootNode)
1255       {
1256           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1257                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1258
1259           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1260
1261           // PV move or new best move?
1262           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1263           {
1264               rm.score =  rm.uciScore = value;
1265               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1266               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1267
1268               if (value >= beta) {
1269                  rm.scoreLowerbound = true;
1270                  rm.uciScore = beta;
1271               }
1272               else if (value <= alpha) {
1273                  rm.scoreUpperbound = true;
1274                  rm.uciScore = alpha;
1275               }
1276               rm.pv.resize(1);
1277
1278               assert((ss+1)->pv);
1279
1280               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1281                   rm.pv.push_back(*m);
1282
1283               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1284               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1285               // we must take care to only do this for the first PV line.
1286               if (   moveCount > 1
1287                   && !thisThread->pvIdx)
1288                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1289           }
1290           else
1291               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1292               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1293               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1294               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1295       }
1296
1297       if (value > bestValue)
1298       {
1299           bestValue = value;
1300
1301           if (value > alpha)
1302           {
1303               bestMove = move;
1304
1305               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1306                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1307
1308               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1309               {
1310                   alpha = value;
1311
1312                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1313                   if (   depth > 1
1314                       && depth < 6
1315                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1316                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1317                       depth -= 1;
1318
1319                   assert(depth > 0);
1320               }
1321               else
1322               {
1323                   ss->cutoffCnt++;
1324                   assert(value >= beta); // Fail high
1325                   break;
1326               }
1327           }
1328       }
1329
1330
1331       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1332       if (move != bestMove)
1333       {
1334           if (capture && captureCount < 32)
1335               capturesSearched[captureCount++] = move;
1336
1337           else if (!capture && quietCount < 64)
1338               quietsSearched[quietCount++] = move;
1339       }
1340     }
1341
1342     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1343     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1344     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1345     /*
1346        if (Threads.stop)
1347         return VALUE_DRAW;
1348     */
1349
1350     // Step 21. Check for mate and stalemate
1351     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1352     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1353     // return a fail low score.
1354
1355     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1356
1357     if (!moveCount)
1358         bestValue = excludedMove ? alpha :
1359                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1360                                  : VALUE_DRAW;
1361
1362     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1363     else if (bestMove)
1364         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1365                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1366
1367     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1368     else if (   (depth >= 5 || PvNode || bestValue < alpha - 65 * depth)
1369              && !priorCapture)
1370     {
1371         // Extra bonuses for PV/Cut nodes or bad fail lows
1372         int bonus = 1 + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 88 * depth);
1373         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1374     }
1375
1376     if (PvNode)
1377         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1378
1379     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1380     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1381     if (bestValue <= alpha)
1382         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1383
1384     // Write gathered information in transposition table
1385     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1386         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1387                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1388                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1389                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1390
1391     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1392
1393     return bestValue;
1394   }
1395
1396
1397   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1398   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1399   // (~155 elo)
1400   template <NodeType nodeType>
1401   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1402
1403     static_assert(nodeType != Root);
1404     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1405
1406     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1407     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1408     assert(depth <= 0);
1409
1410     Move pv[MAX_PLY+1];
1411     StateInfo st;
1412     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1413
1414     TTEntry* tte;
1415     Key posKey;
1416     Move ttMove, move, bestMove;
1417     Depth ttDepth;
1418     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1419     bool pvHit, givesCheck, capture;
1420     int moveCount;
1421
1422     if (PvNode)
1423     {
1424         (ss+1)->pv = pv;
1425         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1426     }
1427
1428     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1429     bestMove = MOVE_NONE;
1430     ss->inCheck = pos.checkers();
1431     moveCount = 0;
1432
1433     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1434     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1435         || ss->ply >= MAX_PLY)
1436         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1437
1438     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1439
1440     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1441     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1442     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1443     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1444                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1445     // Transposition table lookup
1446     posKey = pos.key();
1447     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1448     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1449     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1450     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1451
1452     if (  !PvNode
1453         && ss->ttHit
1454         && tte->depth() >= ttDepth
1455         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1456         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1457         return ttValue;
1458
1459     // Evaluate the position statically
1460     if (ss->inCheck)
1461     {
1462         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1463         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1464     }
1465     else
1466     {
1467         if (ss->ttHit)
1468         {
1469             // Never assume anything about values stored in TT
1470             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1471                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1472
1473             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1474             if (    ttValue != VALUE_NONE
1475                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1476                 bestValue = ttValue;
1477         }
1478         else
1479             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1480             ss->staticEval = bestValue =
1481             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1482                                              : -(ss-1)->staticEval;
1483
1484         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1485         if (bestValue >= beta)
1486         {
1487             // Save gathered info in transposition table
1488             if (!ss->ttHit)
1489                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1490                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1491
1492             return bestValue;
1493         }
1494
1495         if (PvNode && bestValue > alpha)
1496             alpha = bestValue;
1497
1498         futilityBase = bestValue + 158;
1499     }
1500
1501     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1502                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1503                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1504
1505     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1506     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1507     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1508     // will be generated.
1509     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1510     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1511                                       &thisThread->captureHistory,
1512                                       contHist,
1513                                       prevSq);
1514
1515     int quietCheckEvasions = 0;
1516
1517     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1518     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1519     {
1520       assert(is_ok(move));
1521
1522       // Check for legality
1523       if (!pos.legal(move))
1524           continue;
1525
1526       givesCheck = pos.gives_check(move);
1527       capture = pos.capture(move);
1528
1529       moveCount++;
1530
1531       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1532       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1533           && !givesCheck
1534           &&  to_sq(move) != prevSq
1535           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1536           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1537       {
1538           if (moveCount > 2)
1539               continue;
1540
1541           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1542
1543           if (futilityValue <= alpha)
1544           {
1545               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1546               continue;
1547           }
1548
1549           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1550           {
1551               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1552               continue;
1553           }
1554       }
1555
1556       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1557       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1558           && !pos.see_ge(move))
1559           continue;
1560
1561       // Speculative prefetch as early as possible
1562       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1563
1564       ss->currentMove = move;
1565       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1566                                                                 [capture]
1567                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1568                                                                 [to_sq(move)];
1569
1570       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1571       if (   !capture
1572           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1573           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1574           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1575           continue;
1576
1577       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1578       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1579       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1580           && quietCheckEvasions > 1)
1581           break;
1582
1583       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1584
1585       // Make and search the move
1586       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1587       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1588       pos.undo_move(move);
1589
1590       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1591
1592       // Check for a new best move
1593       if (value > bestValue)
1594       {
1595           bestValue = value;
1596
1597           if (value > alpha)
1598           {
1599               bestMove = move;
1600
1601               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1602                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1603
1604               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1605                   alpha = value;
1606               else
1607                   break; // Fail high
1608           }
1609        }
1610     }
1611
1612     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1613     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1614     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1615     {
1616         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1617
1618         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1619     }
1620
1621     // Save gathered info in transposition table
1622     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1623               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1624               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1625
1626     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1627
1628     return bestValue;
1629   }
1630
1631
1632   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1633   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1634   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1635
1636   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1637
1638     assert(v != VALUE_NONE);
1639
1640     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1641           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1642   }
1643
1644
1645   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1646   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1647   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1648   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1649   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1650
1651   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1652
1653     if (v == VALUE_NONE)
1654         return VALUE_NONE;
1655
1656     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1657     {
1658         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1659             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1660
1661         return v - ply;
1662     }
1663
1664     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1665     {
1666         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1667             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1668
1669         return v + ply;
1670     }
1671
1672     return v;
1673   }
1674
1675
1676   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1677
1678   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1679
1680     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1681         *pv++ = *childPv++;
1682     *pv = MOVE_NONE;
1683   }
1684
1685
1686   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1687
1688   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1689                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1690
1691     Color us = pos.side_to_move();
1692     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1693     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1694     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1695     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1696     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1697
1698     if (!pos.capture(bestMove))
1699     {
1700         int bonus2 = bestValue > beta + 146 ? bonus1               // larger bonus
1701                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1702
1703         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1704         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1705
1706         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1707         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1708         {
1709             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1710             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1711         }
1712     }
1713     else
1714         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1715         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1716
1717     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1718     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1719     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1720         && !pos.captured_piece())
1721             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1722
1723     // Decrease stats for all non-best capture moves
1724     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1725     {
1726         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1727         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1728         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1729     }
1730   }
1731
1732
1733   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1734   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1735
1736   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1737
1738     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1739     {
1740         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1741         if (ss->inCheck && i > 2)
1742             break;
1743         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1744             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1745     }
1746   }
1747
1748
1749   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1750
1751   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1752
1753     // Update killers
1754     if (ss->killers[0] != move)
1755     {
1756         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1757         ss->killers[0] = move;
1758     }
1759
1760     Color us = pos.side_to_move();
1761     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1762     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1763     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1764
1765     // Update countermove history
1766     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1767     {
1768         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1769         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1770     }
1771   }
1772
1773   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1774   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1775
1776   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1777
1778     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1779     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1780
1781     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1782     Value topScore = rootMoves[0].score;
1783     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1784     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1785     double weakness = 120 - 2 * level;
1786
1787     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1788     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1789     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1790     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1791     {
1792         // This is our magic formula
1793         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1794                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1795
1796         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1797         {
1798             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1799             best = rootMoves[i].pv[0];
1800         }
1801     }
1802
1803     return best;
1804   }
1805
1806 } // namespace
1807
1808
1809 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1810 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1811
1812 void MainThread::check_time() {
1813
1814   if (--callsCnt > 0)
1815       return;
1816
1817   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1818   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1819
1820   static TimePoint lastInfoTime = now();
1821
1822   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1823   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1824
1825   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1826   {
1827       lastInfoTime = tick;
1828       dbg_print();
1829   }
1830
1831   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1832   if (ponder)
1833       return;
1834
1835   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1836       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1837       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1838       Threads.stop = true;
1839 }
1840
1841
1842 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1843 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1844
1845 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1846
1847   std::stringstream ss;
1848   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1849   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1850   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1851   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1852   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1853   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1854
1855   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1856   {
1857       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1858
1859       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1860           continue;
1861
1862       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1863       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1864
1865       if (v == -VALUE_INFINITE)
1866           v = VALUE_ZERO;
1867
1868       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1869       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1870
1871       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1872           ss << "\n";
1873
1874       ss << "info"
1875          << " depth "    << d
1876          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1877          << " multipv "  << i + 1
1878          << " score "    << UCI::value(v);
1879
1880       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1881           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1882
1883       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1884          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1885
1886       ss << " nodes "    << nodesSearched
1887          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1888          << " hashfull " << TT.hashfull()
1889          << " tbhits "   << tbHits
1890          << " time "     << elapsed
1891          << " pv";
1892
1893       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1894           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1895   }
1896
1897   return ss.str();
1898 }
1899
1900
1901 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1902 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1903 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1904 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1905
1906 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1907
1908     StateInfo st;
1909     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1910
1911     bool ttHit;
1912
1913     assert(pv.size() == 1);
1914
1915     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1916         return false;
1917
1918     pos.do_move(pv[0], st);
1919     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1920
1921     if (ttHit)
1922     {
1923         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1924         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1925             pv.push_back(m);
1926     }
1927
1928     pos.undo_move(pv[0]);
1929     return pv.size() > 1;
1930 }
1931
1932 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1933
1934     RootInTB = false;
1935     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1936     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1937     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1938     bool dtz_available = true;
1939
1940     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1941     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1942     if (Cardinality > MaxCardinality)
1943     {
1944         Cardinality = MaxCardinality;
1945         ProbeDepth = 0;
1946     }
1947
1948     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1949     {
1950         // Rank moves using DTZ tables
1951         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1952
1953         if (!RootInTB)
1954         {
1955             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1956             dtz_available = false;
1957             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1958         }
1959     }
1960
1961     if (RootInTB)
1962     {
1963         // Sort moves according to TB rank
1964         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1965                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1966
1967         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1968         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1969             Cardinality = 0;
1970     }
1971     else
1972     {
1973         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1974         for (auto& m : rootMoves)
1975             m.tbRank = 0;
1976     }
1977 }
1978
1979 } // namespace Stockfish