]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
c998f20d156bb260ac6aaced49b1835bcfa84ead
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(165 * (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 + 1642 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 916);
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((12 * d + 282) * d - 349 , 1594);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
100         else
101             level = double(skill_level);
102     }
103     bool enabled() const { return level < 20.0; }
104     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
105     Move pick_best(size_t multiPV);
106
107     double level;
108     Move best = MOVE_NONE;
109   };
110
111   template <NodeType nodeType>
112   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
116
117   Value value_to_tt(Value v, int ply);
118   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
119   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
120   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
121   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
122   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
123                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
124
125   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
126   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
127   template<bool Root>
128   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
129
130     StateInfo st;
131     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
132
133     uint64_t cnt, nodes = 0;
134     const bool leaf = (depth == 2);
135
136     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
137     {
138         if (Root && depth <= 1)
139             cnt = 1, nodes++;
140         else
141         {
142             pos.do_move(m, st);
143             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
144             nodes += cnt;
145             pos.undo_move(m);
146         }
147         if (Root)
148             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
149     }
150     return nodes;
151   }
152
153 } // namespace
154
155
156 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
157
158 void Search::init() {
159
160   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
161       Reductions[i] = int((20.26 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
162 }
163
164
165 /// Search::clear() resets search state to its initial value
166
167 void Search::clear() {
168
169   Threads.main()->wait_for_search_finished();
170
171   Time.availableNodes = 0;
172   TT.clear();
173   Threads.clear();
174   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
175 }
176
177
178 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
179 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
180
181 void MainThread::search() {
182
183   if (Limits.perft)
184   {
185       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
186       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
187       return;
188   }
189
190   Color us = rootPos.side_to_move();
191   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
192   TT.new_search();
193
194   Eval::NNUE::verify();
195
196   if (rootMoves.empty())
197   {
198       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
199       sync_cout << "info depth 0 score "
200                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
201                 << sync_endl;
202   }
203   else
204   {
205       Threads.start_searching(); // start non-main threads
206       Thread::search();          // main thread start searching
207   }
208
209   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
210   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
211   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
212   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
213   // until the GUI sends one of those commands.
214
215   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
216   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
217
218   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
219   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
220   Threads.stop = true;
221
222   // Wait until all threads have finished
223   Threads.wait_for_search_finished();
224
225   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
226   // the available ones before exiting.
227   if (Limits.npmsec)
228       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
229
230   Thread* bestThread = this;
231   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
232
233   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
234       && !Limits.depth
235       && !skill.enabled()
236       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
237       bestThread = Threads.get_best_thread();
238
239   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
240   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
241
242   for (Thread* th : Threads)
243     th->previousDepth = bestThread->completedDepth;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; i--)
280       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
281
282   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
283       (ss+i)->ply = i;
284
285   ss->pv = pv;
286
287   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
288   beta = VALUE_INFINITE;
289
290   if (mainThread)
291   {
292       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
293           for (int i = 0; i < 4; ++i)
294               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
295       else
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
298   }
299
300   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
301   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
302
303   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
304   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
305   if (skill.enabled())
306       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
307
308   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
309
310   complexityAverage.set(155, 1);
311
312   trend         = SCORE_ZERO;
313   optimism[ us] = Value(37);
314   optimism[~us] = -optimism[us];
315
316   int searchAgainCounter = 0;
317
318   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
319   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
320          && !Threads.stop
321          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
322   {
323       // Age out PV variability metric
324       if (mainThread)
325           totBestMoveChanges /= 2;
326
327       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
328       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
329       for (RootMove& rm : rootMoves)
330           rm.previousScore = rm.score;
331
332       size_t pvFirst = 0;
333       pvLast = 0;
334
335       if (!Threads.increaseDepth)
336          searchAgainCounter++;
337
338       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
339       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
340       {
341           if (pvIdx == pvLast)
342           {
343               pvFirst = pvLast;
344               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
345                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
346                       break;
347           }
348
349           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
350           selDepth = 0;
351
352           // Reset aspiration window starting size
353           if (rootDepth >= 4)
354           {
355               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
356               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15620;
357               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
358               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
359
360               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
361               int tr = sigmoid(prev, 3, 10, 89, 116, 1);
362               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
363                                    : -make_score(tr, tr / 2));
364
365               int opt = sigmoid(prev, 7, 20, 169, 19350, 164);
366               optimism[ us] = Value(opt);
367               optimism[~us] = -optimism[us];
368           }
369
370           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
371           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
372           // high/low anymore.
373           int failedHighCnt = 0;
374           while (true)
375           {
376               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
377               // four searchAgain steps (see issue #2717).
378               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
379               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
380
381               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
382               // is done with a stable algorithm because all the values but the
383               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
384               // and we want to keep the same order for all the moves except the
385               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
386               // search the already searched PV lines are preserved.
387               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
388
389               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
390               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
391               // the previous iteration.
392               if (Threads.stop)
393                   break;
394
395               // When failing high/low give some update (without cluttering
396               // the UI) before a re-search.
397               if (   mainThread
398                   && multiPV == 1
399                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
400                   && Time.elapsed() > 3000)
401                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
402
403               // In case of failing low/high increase aspiration window and
404               // re-search, otherwise exit the loop.
405               if (bestValue <= alpha)
406               {
407                   beta = (alpha + beta) / 2;
408                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
409
410                   failedHighCnt = 0;
411                   if (mainThread)
412                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
413               }
414               else if (bestValue >= beta)
415               {
416                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
417                   ++failedHighCnt;
418               }
419               else
420                   break;
421
422               delta += delta / 4 + 2;
423
424               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
425           }
426
427           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
428           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
429
430           if (    mainThread
431               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
432               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
433       }
434
435       if (!Threads.stop)
436           completedDepth = rootDepth;
437
438       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
439          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
440          lastBestMoveDepth = rootDepth;
441       }
442
443       // Have we found a "mate in x"?
444       if (   Limits.mate
445           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
446           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
447           Threads.stop = true;
448
449       if (!mainThread)
450           continue;
451
452       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
453       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
454           skill.pick_best(multiPV);
455
456       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
457       for (Thread* th : Threads)
458       {
459           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
460           th->bestMoveChanges = 0;
461       }
462
463       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
464       if (    Limits.use_time_management()
465           && !Threads.stop
466           && !mainThread->stopOnPonderhit)
467       {
468           double fallingEval = (71 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
469                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 656.7;
470           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
471
472           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
473           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.37 : 0.65;
474           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.15 * timeReduction);
475           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
476           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
477           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 261) / 1738.7, 1.5);
478
479           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
480
481           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
482           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
483           if (rootMoves.size() == 1)
484               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
485
486           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
487           if (Time.elapsed() > totalTime)
488           {
489               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
490               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
491               if (mainThread->ponder)
492                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
493               else
494                   Threads.stop = true;
495           }
496           else if (   Threads.increaseDepth
497                    && !mainThread->ponder
498                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.53)
499                    Threads.increaseDepth = false;
500           else
501                    Threads.increaseDepth = true;
502       }
503
504       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
505       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
506   }
507
508   if (!mainThread)
509       return;
510
511   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
512
513   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
514   if (skill.enabled())
515       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
516                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
517 }
518
519
520 namespace {
521
522   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
523
524   template <NodeType nodeType>
525   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
526
527     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
528     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
529     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
530
531     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
532     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
533     if (   !rootNode
534         && pos.rule50_count() >= 3
535         && alpha < VALUE_DRAW
536         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
537     {
538         alpha = value_draw(pos.this_thread());
539         if (alpha >= beta)
540             return alpha;
541     }
542
543     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
544     if (depth <= 0)
545         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
546
547     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
548     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
549     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
550     assert(!(PvNode && cutNode));
551
552     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
553     StateInfo st;
554     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
555
556     TTEntry* tte;
557     Key posKey;
558     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
559     Depth extension, newDepth;
560     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
561     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
562     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
563     Piece movedPiece;
564     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
565
566     // Step 1. Initialize node
567     Thread* thisThread = pos.this_thread();
568     ss->inCheck        = pos.checkers();
569     priorCapture       = pos.captured_piece();
570     Color us           = pos.side_to_move();
571     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
572     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
573     maxValue           = VALUE_INFINITE;
574
575     // Check for the available remaining time
576     if (thisThread == Threads.main())
577         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
578
579     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
580     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
581         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
582
583     if (!rootNode)
584     {
585         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
586         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
587             || pos.is_draw(ss->ply)
588             || ss->ply >= MAX_PLY)
589             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
590                                                         : value_draw(pos.this_thread());
591
592         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
593         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
594         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
595         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
596         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
597         // mate. In this case return a fail-high score.
598         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
599         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
600         if (alpha >= beta)
601             return alpha;
602     }
603     else
604         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
605
606     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
607
608     (ss+1)->ttPv         = false;
609     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
610     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
611     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
612     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
613     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
614
615     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
616     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
617     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
618     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
619     // LMR which are based on the statScore of parent position.
620     if (!rootNode)
621         (ss+2)->statScore = 0;
622
623     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
624     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
625     // position key in case of an excluded move.
626     excludedMove = ss->excludedMove;
627     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
628     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
629     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
630     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
631             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
632     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
633     if (!excludedMove)
634         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
635
636     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
637     if (  !PvNode
638         && ss->ttHit
639         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
640         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
641         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
642     {
643         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
644         if (ttMove)
645         {
646             if (ttValue >= beta)
647             {
648                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
649                 if (!ttCapture)
650                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
651
652                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
653                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
654                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
655             }
656             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
657             else if (!ttCapture)
658             {
659                 int penalty = -stat_bonus(depth);
660                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
661                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
662             }
663         }
664
665         // Partial workaround for the graph history interaction problem
666         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
667         if (pos.rule50_count() < 90)
668             return ttValue;
669     }
670
671     // Step 5. Tablebases probe
672     if (!rootNode && TB::Cardinality)
673     {
674         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
675
676         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
677             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
678             &&  pos.rule50_count() == 0
679             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
680         {
681             TB::ProbeState err;
682             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
683
684             // Force check of time on the next occasion
685             if (thisThread == Threads.main())
686                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
687
688             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
689             {
690                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
691
692                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
693
694                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
695                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
696                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
697                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
698
699                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
700                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
701
702                 if (    b == BOUND_EXACT
703                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
704                 {
705                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
706                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
707                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
708
709                     return value;
710                 }
711
712                 if (PvNode)
713                 {
714                     if (b == BOUND_LOWER)
715                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
716                     else
717                         maxValue = value;
718                 }
719             }
720         }
721     }
722
723     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
724
725     // Step 6. Static evaluation of the position
726     if (ss->inCheck)
727     {
728         // Skip early pruning when in check
729         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
730         improving = false;
731         improvement = 0;
732         complexity = 0;
733         goto moves_loop;
734     }
735     else if (ss->ttHit)
736     {
737         // Never assume anything about values stored in TT
738         ss->staticEval = eval = tte->eval();
739         if (eval == VALUE_NONE)
740             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
741         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
742             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
743
744         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
745         if (    ttValue != VALUE_NONE
746             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
747             eval = ttValue;
748     }
749     else
750     {
751         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
752
753         // Save static evaluation into transposition table
754         if (!excludedMove)
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 (~3 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), -1914, 1914);
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                   :                                    168;
774     improving = improvement > 0;
775
776     // Step 7. Razoring.
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 (   depth <= 7
780         && eval < alpha - 369 - 254 * depth * depth)
781     {
782         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
783         if (value < alpha)
784             return value;
785     }
786
787     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
788     // The depth condition is important for mate finding.
789     if (   !ss->ttPv
790         &&  depth < 8
791         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 303 >= beta
792         &&  eval >= beta
793         &&  eval < 28031) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
794         return eval;
795
796     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
797     if (   !PvNode
798         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
799         && (ss-1)->statScore < 17139
800         &&  eval >= beta
801         &&  eval >= ss->staticEval
802         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 233 + complexity / 25
803         && !excludedMove
804         &&  pos.non_pawn_material(us)
805         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
806     {
807         assert(eval - beta >= 0);
808
809         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
810         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 7) + depth / 3 + 4 - (complexity > 861);
811
812         ss->currentMove = MOVE_NULL;
813         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
814
815         pos.do_null_move(st);
816
817         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
818
819         pos.undo_null_move();
820
821         if (nullValue >= beta)
822         {
823             // Do not return unproven mate or TB scores
824             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
825                 nullValue = beta;
826
827             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
828                 return nullValue;
829
830             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
831
832             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
833             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
834             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
835             thisThread->nmpColor = us;
836
837             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
838
839             thisThread->nmpMinPly = 0;
840
841             if (v >= beta)
842                 return nullValue;
843         }
844     }
845
846     probCutBeta = beta + 191 - 54 * improving;
847
848     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
849     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
850     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
851     if (   !PvNode
852         &&  depth > 4
853         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
854         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
855         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
856         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
857         // so effective depth is equal to depth - 3
858         && !(   ss->ttHit
859              && tte->depth() >= depth - 3
860              && ttValue != VALUE_NONE
861              && ttValue < probCutBeta))
862     {
863         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
864
865         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, depth - 3, &captureHistory);
866
867         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
868             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
869             {
870                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
871
872                 ss->currentMove = move;
873                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
874                                                                           [true]
875                                                                           [pos.moved_piece(move)]
876                                                                           [to_sq(move)];
877
878                 pos.do_move(move, st);
879
880                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
881                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
882
883                 // If the qsearch held, perform the regular search
884                 if (value >= probCutBeta)
885                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
886
887                 pos.undo_move(move);
888
889                 if (value >= probCutBeta)
890                 {
891                     // Save ProbCut data into transposition table
892                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
893                     return value;
894                 }
895             }
896     }
897
898     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
899     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~4 Elo)
900     if (    PvNode
901         && !ttMove)
902         depth -= 3;
903
904     if (depth <= 0)
905         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
906
907     if (    cutNode
908         &&  depth >= 9
909         && !ttMove)
910         depth -= 2;
911
912 moves_loop: // When in check, search starts here
913
914     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
915     probCutBeta = beta + 417;
916     if (   ss->inCheck
917         && !PvNode
918         && depth >= 2
919         && ttCapture
920         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
921         && tte->depth() >= depth - 3
922         && ttValue >= probCutBeta
923         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
924         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
925        )
926         return probCutBeta;
927
928
929     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
930                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
931                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
932
933     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
934
935     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
936                                       &captureHistory,
937                                       contHist,
938                                       countermove,
939                                       ss->killers);
940
941     value = bestValue;
942     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
943
944     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
945     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
946     bool likelyFailLow =    PvNode
947                          && ttMove
948                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
949                          && tte->depth() >= depth;
950
951     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
952     // or a beta cutoff occurs.
953     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
954     {
955       assert(is_ok(move));
956
957       if (move == excludedMove)
958           continue;
959
960       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
961       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
962       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
963       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
964       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
965                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
966           continue;
967
968       // Check for legality
969       if (!rootNode && !pos.legal(move))
970           continue;
971
972       ss->moveCount = ++moveCount;
973
974       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
975           sync_cout << "info depth " << depth
976                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
977                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
978       if (PvNode)
979           (ss+1)->pv = nullptr;
980
981       extension = 0;
982       capture = pos.capture(move);
983       movedPiece = pos.moved_piece(move);
984       givesCheck = pos.gives_check(move);
985
986       // Calculate new depth for this move
987       newDepth = depth - 1;
988
989       Value delta = beta - alpha;
990
991       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
992       if (  !rootNode
993           && pos.non_pawn_material(us)
994           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
995       {
996           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
997           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
998
999           // Reduced depth of the next LMR search
1000           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1001
1002           if (   capture
1003               || givesCheck)
1004           {
1005               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1006               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1007                   && !givesCheck
1008                   && !PvNode
1009                   && lmrDepth < 7
1010                   && !ss->inCheck
1011                   && ss->staticEval + 180 + 201 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1012                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1013                   continue;
1014
1015               // SEE based pruning (~9 Elo)
1016               if (!pos.see_ge(move, Value(-222) * depth))
1017                   continue;
1018           }
1019           else
1020           {
1021               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1022                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1023                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1024
1025               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1026               if (   lmrDepth < 5
1027                   && history < -3875 * (depth - 1))
1028                   continue;
1029
1030               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1031
1032               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1033               if (   !ss->inCheck
1034                   && lmrDepth < 13
1035                   && ss->staticEval + 106 + 145 * lmrDepth + history / 52 <= alpha)
1036                   continue;
1037
1038               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1039               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1040                   continue;
1041           }
1042       }
1043
1044       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1045       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1046       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1047       {
1048           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1049           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1050           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1051           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1052           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1053           if (   !rootNode
1054               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 24) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1055               &&  move == ttMove
1056               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1057            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1058               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1059               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1060               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1061           {
1062               Value singularBeta = ttValue - (3 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1063               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1064
1065               ss->excludedMove = move;
1066               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1067               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1068
1069               if (value < singularBeta)
1070               {
1071                   extension = 1;
1072                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1073
1074                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1075                   if (  !PvNode
1076                       && value < singularBeta - 25
1077                       && ss->doubleExtensions <= 9)
1078                       extension = 2;
1079               }
1080
1081               // Multi-cut pruning
1082               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1083               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1084               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1085               // a soft bound.
1086               else if (singularBeta >= beta)
1087                   return singularBeta;
1088
1089               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1090               else if (ttValue >= beta)
1091                   extension = -2;
1092
1093               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1094               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1095                   extension = -1;
1096           }
1097
1098           // Check extensions (~1 Elo)
1099           else if (   givesCheck
1100                    && depth > 9
1101                    && abs(ss->staticEval) > 82)
1102               extension = 1;
1103
1104           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1105           else if (   PvNode
1106                    && move == ttMove
1107                    && move == ss->killers[0]
1108                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5177)
1109               extension = 1;
1110       }
1111
1112       // Add extension to new depth
1113       newDepth += extension;
1114       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1115
1116       // Speculative prefetch as early as possible
1117       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1118
1119       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1120       ss->currentMove = move;
1121       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1122                                                                 [capture]
1123                                                                 [movedPiece]
1124                                                                 [to_sq(move)];
1125
1126       // Step 16. Make the move
1127       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1128
1129       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1130       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1131       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1132       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1133       if (    depth >= 2
1134           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1135           && (   !ss->ttPv
1136               || !capture
1137               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1138       {
1139           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1140
1141           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1142           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1143           if (   ss->ttPv
1144               && !likelyFailLow)
1145               r -= 2;
1146
1147           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1148           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1149               r--;
1150
1151           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1152           if (cutNode)
1153               r += 2;
1154
1155           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1156           if (ttCapture)
1157               r++;
1158
1159           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1160           if (PvNode)
1161               r -= 1 + 11 / (3 + depth);
1162
1163           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1164           if (singularQuietLMR)
1165               r--;
1166
1167           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1168           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1169               r++;
1170
1171           ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1172                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1173                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1174                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1175                          - 4433;
1176
1177           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1178           r -= ss->statScore / 13628;
1179
1180           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1181           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1182           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1183           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1184
1185           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1186
1187           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1188           if (value > alpha && d < newDepth)
1189           {
1190               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 64 + 11 * (newDepth - d));
1191               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1192
1193               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1194                                         : -stat_bonus(newDepth);
1195
1196               if (capture)
1197                   bonus /= 6;
1198
1199               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1200           }
1201       }
1202
1203       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped
1204       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1205       {
1206               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1207       }
1208
1209       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1210       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1211       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1212       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1213       {
1214           (ss+1)->pv = pv;
1215           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1216
1217           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1218                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1219       }
1220
1221       // Step 19. Undo move
1222       pos.undo_move(move);
1223
1224       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1225
1226       // Step 20. Check for a new best move
1227       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1228       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1229       // updating best move, PV and TT.
1230       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1231           return VALUE_ZERO;
1232
1233       if (rootNode)
1234       {
1235           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1236                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1237
1238           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1239
1240           // PV move or new best move?
1241           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1242           {
1243               rm.score = value;
1244               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1245               rm.pv.resize(1);
1246
1247               assert((ss+1)->pv);
1248
1249               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1250                   rm.pv.push_back(*m);
1251
1252               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1253               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1254               // we must take care to only do this for the first PV line.
1255               if (   moveCount > 1
1256                   && !thisThread->pvIdx)
1257                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1258           }
1259           else
1260               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1261               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1262               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1263               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1264       }
1265
1266       if (value > bestValue)
1267       {
1268           bestValue = value;
1269
1270           if (value > alpha)
1271           {
1272               bestMove = move;
1273
1274               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1275                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1276
1277               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1278               {
1279                   alpha = value;
1280
1281                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1282                   if (   depth > 1
1283                       && depth < 6
1284                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1285                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1286                      depth -= 1;
1287
1288                   assert(depth > 0);
1289               }
1290               else
1291               {
1292                   ss->cutoffCnt++;
1293                   assert(value >= beta); // Fail high
1294                   break;
1295               }
1296           }
1297       }
1298       else
1299          ss->cutoffCnt = 0;
1300
1301
1302       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1303       if (move != bestMove)
1304       {
1305           if (capture && captureCount < 32)
1306               capturesSearched[captureCount++] = move;
1307
1308           else if (!capture && quietCount < 64)
1309               quietsSearched[quietCount++] = move;
1310       }
1311     }
1312
1313     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1314     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1315     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1316     /*
1317        if (Threads.stop)
1318         return VALUE_DRAW;
1319     */
1320
1321     // Step 21. Check for mate and stalemate
1322     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1323     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1324     // return a fail low score.
1325
1326     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1327
1328     if (!moveCount)
1329         bestValue = excludedMove ? alpha :
1330                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1331                                  : VALUE_DRAW;
1332
1333     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1334     else if (bestMove)
1335         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1336                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1337
1338     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1339     else if (   (depth >= 5 || PvNode)
1340              && !priorCapture)
1341     {
1342         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1343         //or fail low was really bad
1344         bool extraBonus =    PvNode
1345                           || cutNode
1346                           || bestValue < alpha - 62 * depth;
1347
1348         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1349     }
1350
1351     if (PvNode)
1352         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1353
1354     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1355     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1356     if (bestValue <= alpha)
1357         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1358
1359     // Write gathered information in transposition table
1360     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1361         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1362                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1363                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1364                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1365
1366     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1367
1368     return bestValue;
1369   }
1370
1371
1372   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1373   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1374   // (~155 elo)
1375   template <NodeType nodeType>
1376   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1377
1378     static_assert(nodeType != Root);
1379     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1380
1381     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1382     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1383     assert(depth <= 0);
1384
1385     Move pv[MAX_PLY+1];
1386     StateInfo st;
1387     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1388
1389     TTEntry* tte;
1390     Key posKey;
1391     Move ttMove, move, bestMove;
1392     Depth ttDepth;
1393     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1394     bool pvHit, givesCheck, capture;
1395     int moveCount;
1396
1397     if (PvNode)
1398     {
1399         (ss+1)->pv = pv;
1400         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1401     }
1402
1403     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1404     bestMove = MOVE_NONE;
1405     ss->inCheck = pos.checkers();
1406     moveCount = 0;
1407
1408     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1409     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1410         || ss->ply >= MAX_PLY)
1411         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1412
1413     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1414
1415     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1416     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1417     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1418     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1419                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1420     // Transposition table lookup
1421     posKey = pos.key();
1422     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1423     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1424     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1425     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1426
1427     if (  !PvNode
1428         && ss->ttHit
1429         && tte->depth() >= ttDepth
1430         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1431         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1432         return ttValue;
1433
1434     // Evaluate the position statically
1435     if (ss->inCheck)
1436     {
1437         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1438         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1439     }
1440     else
1441     {
1442         if (ss->ttHit)
1443         {
1444             // Never assume anything about values stored in TT
1445             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1446                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1447
1448             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1449             if (    ttValue != VALUE_NONE
1450                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1451                 bestValue = ttValue;
1452         }
1453         else
1454             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1455             ss->staticEval = bestValue =
1456             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1457                                              : -(ss-1)->staticEval;
1458
1459         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1460         if (bestValue >= beta)
1461         {
1462             // Save gathered info in transposition table
1463             if (!ss->ttHit)
1464                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1465                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1466
1467             return bestValue;
1468         }
1469
1470         if (PvNode && bestValue > alpha)
1471             alpha = bestValue;
1472
1473         futilityBase = bestValue + 153;
1474     }
1475
1476     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1477                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1478                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1479
1480     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1481     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1482     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1483     // will be generated.
1484     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1485     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1486                                       &thisThread->captureHistory,
1487                                       contHist,
1488                                       prevSq);
1489
1490     int quietCheckEvasions = 0;
1491
1492     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1493     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1494     {
1495       assert(is_ok(move));
1496
1497       // Check for legality
1498       if (!pos.legal(move))
1499           continue;
1500
1501       givesCheck = pos.gives_check(move);
1502       capture = pos.capture(move);
1503
1504       moveCount++;
1505
1506       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1507       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1508           && !givesCheck
1509           &&  to_sq(move) != prevSq
1510           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1511           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1512       {
1513
1514           if (moveCount > 2)
1515               continue;
1516
1517           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1518
1519           if (futilityValue <= alpha)
1520           {
1521               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1522               continue;
1523           }
1524
1525           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1526           {
1527               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1528               continue;
1529           }
1530       }
1531
1532       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1533       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1534           && !pos.see_ge(move))
1535           continue;
1536
1537       // Speculative prefetch as early as possible
1538       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1539
1540       ss->currentMove = move;
1541       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1542                                                                 [capture]
1543                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1544                                                                 [to_sq(move)];
1545
1546       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1547       if (   !capture
1548           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1549           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1550           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1551           continue;
1552
1553       // movecount pruning for quiet check evasions
1554       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1555           && quietCheckEvasions > 1
1556           && !capture
1557           && ss->inCheck)
1558           continue;
1559
1560       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1561
1562       // Make and search the move
1563       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1564       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1565       pos.undo_move(move);
1566
1567       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1568
1569       // Check for a new best move
1570       if (value > bestValue)
1571       {
1572           bestValue = value;
1573
1574           if (value > alpha)
1575           {
1576               bestMove = move;
1577
1578               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1579                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1580
1581               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1582                   alpha = value;
1583               else
1584                   break; // Fail high
1585           }
1586        }
1587     }
1588
1589     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1590     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1591     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1592     {
1593         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1594
1595         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1596     }
1597
1598     // Save gathered info in transposition table
1599     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1600               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1601               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1602
1603     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1604
1605     return bestValue;
1606   }
1607
1608
1609   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1610   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1611   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1612
1613   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1614
1615     assert(v != VALUE_NONE);
1616
1617     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1618           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1619   }
1620
1621
1622   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1623   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1624   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1625   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1626   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1627
1628   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1629
1630     if (v == VALUE_NONE)
1631         return VALUE_NONE;
1632
1633     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1634     {
1635         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1636             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1637
1638         return v - ply;
1639     }
1640
1641     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1642     {
1643         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1644             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1645
1646         return v + ply;
1647     }
1648
1649     return v;
1650   }
1651
1652
1653   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1654
1655   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1656
1657     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1658         *pv++ = *childPv++;
1659     *pv = MOVE_NONE;
1660   }
1661
1662
1663   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1664
1665   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1666                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1667
1668     Color us = pos.side_to_move();
1669     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1670     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1671     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1672     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1673     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1674
1675     if (!pos.capture(bestMove))
1676     {
1677         int bonus2 = bestValue > beta + 137 ? bonus1               // larger bonus
1678                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1679
1680         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1681         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1682
1683         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1684         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1685         {
1686             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1687             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1688         }
1689     }
1690     else
1691         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1692         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1693
1694     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1695     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1696     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1697         && !pos.captured_piece())
1698             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1699
1700     // Decrease stats for all non-best capture moves
1701     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1702     {
1703         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1704         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1705         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1706     }
1707   }
1708
1709
1710   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1711   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1712
1713   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1714
1715     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1716     {
1717         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1718         if (ss->inCheck && i > 2)
1719             break;
1720         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1721             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1722     }
1723   }
1724
1725
1726   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1727
1728   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1729
1730     // Update killers
1731     if (ss->killers[0] != move)
1732     {
1733         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1734         ss->killers[0] = move;
1735     }
1736
1737     Color us = pos.side_to_move();
1738     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1739     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1740     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1741
1742     // Update countermove history
1743     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1744     {
1745         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1746         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1747     }
1748   }
1749
1750   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1751   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1752
1753   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1754
1755     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1756     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1757
1758     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1759     Value topScore = rootMoves[0].score;
1760     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1761     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1762     double weakness = 120 - 2 * level;
1763
1764     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1765     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1766     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1767     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1768     {
1769         // This is our magic formula
1770         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1771                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1772
1773         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1774         {
1775             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1776             best = rootMoves[i].pv[0];
1777         }
1778     }
1779
1780     return best;
1781   }
1782
1783 } // namespace
1784
1785
1786 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1787 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1788
1789 void MainThread::check_time() {
1790
1791   if (--callsCnt > 0)
1792       return;
1793
1794   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1795   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1796
1797   static TimePoint lastInfoTime = now();
1798
1799   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1800   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1801
1802   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1803   {
1804       lastInfoTime = tick;
1805       dbg_print();
1806   }
1807
1808   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1809   if (ponder)
1810       return;
1811
1812   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1813       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1814       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1815       Threads.stop = true;
1816 }
1817
1818
1819 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1820 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1821
1822 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1823
1824   std::stringstream ss;
1825   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1826   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1827   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1828   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1829   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1830   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1831
1832   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1833   {
1834       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1835
1836       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1837           continue;
1838
1839       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1840       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1841
1842       if (v == -VALUE_INFINITE)
1843           v = VALUE_ZERO;
1844
1845       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1846       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1847
1848       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1849           ss << "\n";
1850
1851       ss << "info"
1852          << " depth "    << d
1853          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1854          << " multipv "  << i + 1
1855          << " score "    << UCI::value(v);
1856
1857       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1858           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1859
1860       if (!tb && i == pvIdx)
1861           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1862
1863       ss << " nodes "    << nodesSearched
1864          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1865
1866       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1867           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1868
1869       ss << " tbhits "   << tbHits
1870          << " time "     << elapsed
1871          << " pv";
1872
1873       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1874           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1875   }
1876
1877   return ss.str();
1878 }
1879
1880
1881 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1882 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1883 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1884 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1885
1886 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1887
1888     StateInfo st;
1889     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1890
1891     bool ttHit;
1892
1893     assert(pv.size() == 1);
1894
1895     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1896         return false;
1897
1898     pos.do_move(pv[0], st);
1899     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1900
1901     if (ttHit)
1902     {
1903         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1904         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1905             pv.push_back(m);
1906     }
1907
1908     pos.undo_move(pv[0]);
1909     return pv.size() > 1;
1910 }
1911
1912 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1913
1914     RootInTB = false;
1915     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1916     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1917     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1918     bool dtz_available = true;
1919
1920     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1921     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1922     if (Cardinality > MaxCardinality)
1923     {
1924         Cardinality = MaxCardinality;
1925         ProbeDepth = 0;
1926     }
1927
1928     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1929     {
1930         // Rank moves using DTZ tables
1931         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1932
1933         if (!RootInTB)
1934         {
1935             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1936             dtz_available = false;
1937             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1938         }
1939     }
1940
1941     if (RootInTB)
1942     {
1943         // Sort moves according to TB rank
1944         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1945                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1946
1947         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1948         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1949             Cardinality = 0;
1950     }
1951     else
1952     {
1953         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1954         for (auto& m : rootMoves)
1955             m.tbRank = 0;
1956     }
1957 }
1958
1959 } // namespace Stockfish