]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
c9d5da64c2f8efa0e6602f3c6f2cc28cafeb038a
[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(214 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1358 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 904);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
79   }
80
81   // History and stats update bonus, based on depth
82   int stat_bonus(Depth d) {
83     return std::min((6 * d + 229) * d - 215 , 2000);
84   }
85
86   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
87   Value value_draw(Thread* thisThread) {
88     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
89   }
90
91   // Check if the current thread is in a search explosion
92   ExplosionState search_explosion(Thread* thisThread) {
93
94     uint64_t nodesNow = thisThread->nodes;
95     bool explosive =    thisThread->doubleExtensionAverage[WHITE].is_greater(2, 100)
96                      || thisThread->doubleExtensionAverage[BLACK].is_greater(2, 100);
97
98     if (explosive)
99        thisThread->nodesLastExplosive = nodesNow;
100     else
101        thisThread->nodesLastNormal = nodesNow;
102
103     if (   explosive
104         && thisThread->state == EXPLOSION_NONE
105         && nodesNow - thisThread->nodesLastNormal > 6000000)
106         thisThread->state = MUST_CALM_DOWN;
107
108     if (   thisThread->state == MUST_CALM_DOWN
109         && nodesNow - thisThread->nodesLastExplosive > 6000000)
110         thisThread->state = EXPLOSION_NONE;
111
112     return thisThread->state;
113   }
114
115   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
116   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
117   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
118   // results spanning a wide range of k values.
119   struct Skill {
120     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
121         if (uci_elo)
122             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
123         else
124             level = double(skill_level);
125     }
126     bool enabled() const { return level < 20.0; }
127     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
128     Move pick_best(size_t multiPV);
129
130     double level;
131     Move best = MOVE_NONE;
132   };
133
134   template <NodeType nodeType>
135   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
136
137   template <NodeType nodeType>
138   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
139
140   Value value_to_tt(Value v, int ply);
141   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
142   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
143   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
144   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
145   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
146                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
147
148   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
149   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
150   template<bool Root>
151   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
152
153     StateInfo st;
154     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
155
156     uint64_t cnt, nodes = 0;
157     const bool leaf = (depth == 2);
158
159     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
160     {
161         if (Root && depth <= 1)
162             cnt = 1, nodes++;
163         else
164         {
165             pos.do_move(m, st);
166             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
167             nodes += cnt;
168             pos.undo_move(m);
169         }
170         if (Root)
171             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
172     }
173     return nodes;
174   }
175
176 } // namespace
177
178
179 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
180
181 void Search::init() {
182
183   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
184       Reductions[i] = int((21.9 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
185 }
186
187
188 /// Search::clear() resets search state to its initial value
189
190 void Search::clear() {
191
192   Threads.main()->wait_for_search_finished();
193
194   Time.availableNodes = 0;
195   TT.clear();
196   Threads.clear();
197   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
198 }
199
200
201 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
202 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
203
204 void MainThread::search() {
205
206   if (Limits.perft)
207   {
208       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
209       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
210       return;
211   }
212
213   Color us = rootPos.side_to_move();
214   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
215   TT.new_search();
216
217   Eval::NNUE::verify();
218
219   if (rootMoves.empty())
220   {
221       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
222       sync_cout << "info depth 0 score "
223                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
224                 << sync_endl;
225   }
226   else
227   {
228       Threads.start_searching(); // start non-main threads
229       Thread::search();          // main thread start searching
230   }
231
232   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
233   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
234   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
235   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
236   // until the GUI sends one of those commands.
237
238   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
239   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
240
241   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
242   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
243   Threads.stop = true;
244
245   // Wait until all threads have finished
246   Threads.wait_for_search_finished();
247
248   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
249   // the available ones before exiting.
250   if (Limits.npmsec)
251       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
252
253   Thread* bestThread = this;
254   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
255
256   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
257       && !Limits.depth
258       && !skill.enabled()
259       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
260       bestThread = Threads.get_best_thread();
261
262   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
263   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
264
265   // Send again PV info if we have a new best thread
266   if (bestThread != this)
267       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
268
269   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
270
271   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
272       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
273
274   std::cout << sync_endl;
275 }
276
277
278 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
279 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
280 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
281
282 void Thread::search() {
283
284   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
285   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
286   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
287   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
288   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
289   Move  pv[MAX_PLY+1];
290   Value alpha, beta, delta;
291   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
292   Depth lastBestMoveDepth = 0;
293   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
294   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
295   Color us = rootPos.side_to_move();
296   int iterIdx = 0;
297
298   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
299   for (int i = 7; i > 0; i--)
300       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
301
302   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
303       (ss+i)->ply = i;
304
305   ss->pv = pv;
306
307   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
308   beta = VALUE_INFINITE;
309
310   if (mainThread)
311   {
312       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
313           for (int i = 0; i < 4; ++i)
314               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
315       else
316           for (int i = 0; i < 4; ++i)
317               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
318   }
319
320   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
321   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
322
323   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
324   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
325   if (skill.enabled())
326       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
327
328   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
329
330   doubleExtensionAverage[WHITE].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
331   doubleExtensionAverage[BLACK].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
332   complexityAverage.set(232, 1);
333
334   nodesLastExplosive = nodes;
335   nodesLastNormal    = nodes;
336   state              = EXPLOSION_NONE;
337   trend              = SCORE_ZERO;
338   optimism[ us]      = Value(25);
339   optimism[~us]      = -optimism[us];
340
341   int searchAgainCounter = 0;
342
343   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
344   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
345          && !Threads.stop
346          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
347   {
348       // Age out PV variability metric
349       if (mainThread)
350           totBestMoveChanges /= 2;
351
352       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
353       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
354       for (RootMove& rm : rootMoves)
355           rm.previousScore = rm.score;
356
357       size_t pvFirst = 0;
358       pvLast = 0;
359
360       if (!Threads.increaseDepth)
361          searchAgainCounter++;
362
363       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
364       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
365       {
366           if (pvIdx == pvLast)
367           {
368               pvFirst = pvLast;
369               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
370                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
371                       break;
372           }
373
374           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
375           selDepth = 0;
376
377           // Reset aspiration window starting size
378           if (rootDepth >= 4)
379           {
380               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
381               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
382               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
383               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
384
385               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
386               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
387               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
388                                    : -make_score(tr, tr / 2));
389
390               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
391               optimism[ us] = Value(opt);
392               optimism[~us] = -optimism[us];
393           }
394
395           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
396           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
397           // high/low anymore.
398           int failedHighCnt = 0;
399           while (true)
400           {
401               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
402               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
403
404               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
405               // is done with a stable algorithm because all the values but the
406               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
407               // and we want to keep the same order for all the moves except the
408               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
409               // search the already searched PV lines are preserved.
410               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
411
412               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
413               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
414               // the previous iteration.
415               if (Threads.stop)
416                   break;
417
418               // When failing high/low give some update (without cluttering
419               // the UI) before a re-search.
420               if (   mainThread
421                   && multiPV == 1
422                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
423                   && Time.elapsed() > 3000)
424                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
425
426               // In case of failing low/high increase aspiration window and
427               // re-search, otherwise exit the loop.
428               if (bestValue <= alpha)
429               {
430                   beta = (alpha + beta) / 2;
431                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
432
433                   failedHighCnt = 0;
434                   if (mainThread)
435                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
436               }
437               else if (bestValue >= beta)
438               {
439                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
440                   ++failedHighCnt;
441               }
442               else
443                   break;
444
445               delta += delta / 4 + 5;
446
447               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
448           }
449
450           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
451           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
452
453           if (    mainThread
454               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
455               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
456       }
457
458       if (!Threads.stop)
459           completedDepth = rootDepth;
460
461       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
462          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
463          lastBestMoveDepth = rootDepth;
464       }
465
466       // Have we found a "mate in x"?
467       if (   Limits.mate
468           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
469           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
470           Threads.stop = true;
471
472       if (!mainThread)
473           continue;
474
475       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
476       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
477           skill.pick_best(multiPV);
478
479       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
480       for (Thread* th : Threads)
481       {
482           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
483           th->bestMoveChanges = 0;
484       }
485
486       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
487       if (    Limits.use_time_management()
488           && !Threads.stop
489           && !mainThread->stopOnPonderhit)
490       {
491           double fallingEval = (142 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
492                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
493           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
494
495           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
496           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
497           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
498           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
499                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
500           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
501           double complexPosition = std::clamp(1.0 + (complexity - 232) / 1750.0, 0.5, 1.5);
502
503           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
504
505           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
506           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
507           if (rootMoves.size() == 1)
508               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
509
510           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
511           if (Time.elapsed() > totalTime)
512           {
513               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
514               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
515               if (mainThread->ponder)
516                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
517               else
518                   Threads.stop = true;
519           }
520           else if (   Threads.increaseDepth
521                    && !mainThread->ponder
522                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
523                    Threads.increaseDepth = false;
524           else
525                    Threads.increaseDepth = true;
526       }
527
528       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
529       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
530   }
531
532   if (!mainThread)
533       return;
534
535   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
536
537   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
538   if (skill.enabled())
539       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
540                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
541 }
542
543
544 namespace {
545
546   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
547
548   template <NodeType nodeType>
549   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
550
551     Thread* thisThread = pos.this_thread();
552
553     // Step 0. Limit search explosion
554     if (   ss->ply > 10
555         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
556         && depth > (ss-1)->depth)
557         depth = (ss-1)->depth;
558
559     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
560     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
561     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
562
563     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
564     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
565     if (   !rootNode
566         && pos.rule50_count() >= 3
567         && alpha < VALUE_DRAW
568         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
569     {
570         alpha = value_draw(pos.this_thread());
571         if (alpha >= beta)
572             return alpha;
573     }
574
575     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
576     if (depth <= 0)
577         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
578
579     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
580     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
581     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
582     assert(!(PvNode && cutNode));
583
584     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
585     StateInfo st;
586     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
587
588     TTEntry* tte;
589     Key posKey;
590     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
591     Depth extension, newDepth;
592     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
593     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
594     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
595     Piece movedPiece;
596     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement, complexity;
597
598     // Step 1. Initialize node
599     ss->inCheck        = pos.checkers();
600     priorCapture       = pos.captured_piece();
601     Color us           = pos.side_to_move();
602     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
603     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
604     maxValue           = VALUE_INFINITE;
605
606     // Check for the available remaining time
607     if (thisThread == Threads.main())
608         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
609
610     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
611     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
612         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
613
614     if (!rootNode)
615     {
616         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
617         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
618             || pos.is_draw(ss->ply)
619             || ss->ply >= MAX_PLY)
620             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
621                                                         : value_draw(pos.this_thread());
622
623         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
624         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
625         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
626         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
627         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
628         // mate. In this case return a fail-high score.
629         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
630         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
631         if (alpha >= beta)
632             return alpha;
633     }
634     else
635         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
636
637     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
638
639     (ss+1)->ttPv         = false;
640     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
641     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
642     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
643     ss->depth            = depth;
644     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
645
646     // Update the running average statistics for double extensions
647     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
648
649     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
650     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
651     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
652     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
653     // LMR which are based on the statScore of parent position.
654     if (!rootNode)
655         (ss+2)->statScore = 0;
656
657     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
658     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
659     // position key in case of an excluded move.
660     excludedMove = ss->excludedMove;
661     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
662     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
663     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
664     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
665             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
666     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
667     if (!excludedMove)
668         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
669
670     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
671     if (  !PvNode
672         && ss->ttHit
673         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
674         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
675         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
676                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
677     {
678         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
679         if (ttMove)
680         {
681             if (ttValue >= beta)
682             {
683                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
684                 if (!ttCapture)
685                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
686
687                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
688                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
689                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
690             }
691             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
692             else if (!ttCapture)
693             {
694                 int penalty = -stat_bonus(depth);
695                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
696                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
697             }
698         }
699
700         // Partial workaround for the graph history interaction problem
701         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
702         if (pos.rule50_count() < 90)
703             return ttValue;
704     }
705
706     // Step 5. Tablebases probe
707     if (!rootNode && TB::Cardinality)
708     {
709         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
710
711         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
712             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
713             &&  pos.rule50_count() == 0
714             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
715         {
716             TB::ProbeState err;
717             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
718
719             // Force check of time on the next occasion
720             if (thisThread == Threads.main())
721                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
722
723             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
724             {
725                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
726
727                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
728
729                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
730                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
731                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
732                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
733
734                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
735                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
736
737                 if (    b == BOUND_EXACT
738                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
739                 {
740                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
741                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
742                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
743
744                     return value;
745                 }
746
747                 if (PvNode)
748                 {
749                     if (b == BOUND_LOWER)
750                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
751                     else
752                         maxValue = value;
753                 }
754             }
755         }
756     }
757
758     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
759
760     // Step 6. Static evaluation of the position
761     if (ss->inCheck)
762     {
763         // Skip early pruning when in check
764         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
765         improving = false;
766         improvement = 0;
767         complexity = 0;
768         goto moves_loop;
769     }
770     else if (ss->ttHit)
771     {
772         // Never assume anything about values stored in TT
773         ss->staticEval = eval = tte->eval();
774         if (eval == VALUE_NONE)
775             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
776
777         // Randomize draw evaluation
778         if (eval == VALUE_DRAW)
779             eval = value_draw(thisThread);
780
781         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
782         if (    ttValue != VALUE_NONE
783             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
784             eval = ttValue;
785     }
786     else
787     {
788         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
789
790         // Save static evaluation into transposition table
791         if (!excludedMove)
792             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
793     }
794
795     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
796     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
797     {
798         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
799         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
800     }
801
802     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
803     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
804     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
805     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
806     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
807                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
808                   :                                    200;
809
810     improving = improvement > 0;
811     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
812
813     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
814
815     // Step 7. Futility pruning: child node (~25 Elo).
816     // The depth condition is important for mate finding.
817     if (   !ss->ttPv
818         &&  depth < 9
819         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
820         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
821         return eval;
822
823     // Step 8. Null move search with verification search (~22 Elo)
824     if (   !PvNode
825         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
826         && (ss-1)->statScore < 23767
827         &&  eval >= beta
828         &&  eval >= ss->staticEval
829         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204 + complexity / 25
830         && !excludedMove
831         &&  pos.non_pawn_material(us)
832         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
833     {
834         assert(eval - beta >= 0);
835
836         // Null move dynamic reduction based on depth and value
837         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
838
839         ss->currentMove = MOVE_NULL;
840         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
841
842         pos.do_null_move(st);
843
844         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
845
846         pos.undo_null_move();
847
848         if (nullValue >= beta)
849         {
850             // Do not return unproven mate or TB scores
851             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
852                 nullValue = beta;
853
854             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
855                 return nullValue;
856
857             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
858
859             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
860             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
861             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
862             thisThread->nmpColor = us;
863
864             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
865
866             thisThread->nmpMinPly = 0;
867
868             if (v >= beta)
869                 return nullValue;
870         }
871     }
872
873     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
874
875     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
876     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
877     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
878     if (   !PvNode
879         &&  depth > 4
880         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
881         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
882         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
883         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
884         // so effective depth is equal to depth - 3
885         && !(   ss->ttHit
886              && tte->depth() >= depth - 3
887              && ttValue != VALUE_NONE
888              && ttValue < probCutBeta))
889     {
890         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
891
892         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
893         bool ttPv = ss->ttPv;
894         ss->ttPv = false;
895
896         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
897             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
898             {
899                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
900                 assert(depth >= 5);
901
902                 captureOrPromotion = true;
903
904                 ss->currentMove = move;
905                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
906                                                                           [captureOrPromotion]
907                                                                           [pos.moved_piece(move)]
908                                                                           [to_sq(move)];
909
910                 pos.do_move(move, st);
911
912                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
913                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
914
915                 // If the qsearch held, perform the regular search
916                 if (value >= probCutBeta)
917                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
918
919                 pos.undo_move(move);
920
921                 if (value >= probCutBeta)
922                 {
923                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
924                     if ( !(ss->ttHit
925                        && tte->depth() >= depth - 3
926                        && ttValue != VALUE_NONE))
927                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
928                             BOUND_LOWER,
929                             depth - 3, move, ss->staticEval);
930                     return value;
931                 }
932             }
933          ss->ttPv = ttPv;
934     }
935
936     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type (~3 Elo)
937     if (   PvNode
938         && depth >= 6
939         && !ttMove)
940         depth -= 2;
941
942     if (   cutNode
943         && depth >= 9
944         && !ttMove)
945         depth--;
946
947 moves_loop: // When in check, search starts here
948
949     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
950     probCutBeta = beta + 409;
951     if (   ss->inCheck
952         && !PvNode
953         && depth >= 4
954         && ttCapture
955         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
956         && tte->depth() >= depth - 3
957         && ttValue >= probCutBeta
958         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
959         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
960        )
961         return probCutBeta;
962
963
964     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
965                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
966                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
967
968     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
969
970     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
971                                       &captureHistory,
972                                       contHist,
973                                       countermove,
974                                       ss->killers);
975
976     value = bestValue;
977     moveCountPruning = false;
978
979     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
980     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
981     bool likelyFailLow =    PvNode
982                          && ttMove
983                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
984                          && tte->depth() >= depth;
985
986     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
987     // or a beta cutoff occurs.
988     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
989     {
990       assert(is_ok(move));
991
992       if (move == excludedMove)
993           continue;
994
995       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
996       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
997       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
998       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
999       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
1000                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
1001           continue;
1002
1003       // Check for legality
1004       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1005           continue;
1006
1007       ss->moveCount = ++moveCount;
1008
1009       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1010           sync_cout << "info depth " << depth
1011                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1012                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1013       if (PvNode)
1014           (ss+1)->pv = nullptr;
1015
1016       extension = 0;
1017       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1018       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1019       givesCheck = pos.gives_check(move);
1020
1021       // Calculate new depth for this move
1022       newDepth = depth - 1;
1023
1024       Value delta = beta - alpha;
1025
1026       // Step 13. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1027       if (  !rootNode
1028           && pos.non_pawn_material(us)
1029           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1030       {
1031           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1032           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1033
1034           // Reduced depth of the next LMR search
1035           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1036
1037           if (   captureOrPromotion
1038               || givesCheck)
1039           {
1040               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1041               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1042                   && !givesCheck
1043                   && !PvNode
1044                   && lmrDepth < 6
1045                   && !ss->inCheck
1046                   && ss->staticEval + 342 + 238 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1047                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 8 < alpha)
1048                   continue;
1049
1050               // SEE based pruning (~9 Elo)
1051               if (!pos.see_ge(move, Value(-217) * depth))
1052                   continue;
1053           }
1054           else
1055           {
1056               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1057                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1058                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1059
1060               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1061               if (   lmrDepth < 5
1062                   && history < -3875 * (depth - 1))
1063                   continue;
1064
1065               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1066
1067               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1068               if (   !ss->inCheck
1069                   && lmrDepth < 8
1070                   && ss->staticEval + 138 + 137 * lmrDepth + history / 64 <= alpha)
1071                   continue;
1072
1073               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1074               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1075                   continue;
1076           }
1077       }
1078
1079       // Step 14. Extensions (~66 Elo)
1080
1081       // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1082       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1083       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1084       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1085       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1086       if (   !rootNode
1087           &&  depth >= 6 + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1088           &&  move == ttMove
1089           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1090        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1091           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1092           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1093           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1094       {
1095           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1096           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1097
1098           ss->excludedMove = move;
1099           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1100           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1101
1102           if (value < singularBeta)
1103           {
1104               extension = 1;
1105
1106               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1107               if (   !PvNode
1108                   && value < singularBeta - 75
1109                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1110                   extension = 2;
1111           }
1112
1113           // Multi-cut pruning
1114           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1115           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1116           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1117           // a soft bound.
1118           else if (singularBeta >= beta)
1119               return singularBeta;
1120
1121           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1122           else if (ttValue >= beta)
1123               extension = -2;
1124       }
1125
1126       // Check extensions (~1 Elo)
1127       else if (   givesCheck
1128                && depth > 6
1129                && abs(ss->staticEval) > 100)
1130           extension = 1;
1131
1132       // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1133       else if (   PvNode
1134                && move == ttMove
1135                && move == ss->killers[0]
1136                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1137           extension = 1;
1138
1139       // Add extension to new depth
1140       newDepth += extension;
1141       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1142
1143       // Speculative prefetch as early as possible
1144       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1145
1146       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1147       ss->currentMove = move;
1148       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1149                                                                 [captureOrPromotion]
1150                                                                 [movedPiece]
1151                                                                 [to_sq(move)];
1152
1153       // Step 15. Make the move
1154       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1155
1156       bool doDeeperSearch = false;
1157
1158       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1159       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1160       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1161       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1162       if (    depth >= 3
1163           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1164           && (   !ss->ttPv
1165               || !captureOrPromotion
1166               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1167       {
1168           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1169
1170           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1171           if (   PvNode
1172               && bestMoveCount <= 3)
1173               r--;
1174
1175           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1176           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1177           if (   ss->ttPv
1178               && !likelyFailLow)
1179               r -= 2;
1180
1181           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1182           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1183               r--;
1184
1185           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1186           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1187               r += 2;
1188
1189           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1190           if (ttCapture)
1191               r++;
1192
1193           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1194                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1195                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1196                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1197                          - 4923;
1198
1199           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1200           r -= ss->statScore / 14721;
1201
1202           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1203           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1204           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1205           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1206                        : moveCount <= 5            ? 2
1207                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1208                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1209                        :                             0;
1210
1211           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1212
1213           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1214
1215           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1216           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1217           doDeeperSearch = value > (alpha + 62 + 20 * (newDepth - d));
1218           didLMR = true;
1219       }
1220       else
1221       {
1222           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1223           didLMR = false;
1224       }
1225
1226       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1227       if (doFullDepthSearch)
1228       {
1229           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1230
1231           // If the move passed LMR update its stats
1232           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1233           {
1234               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1235                                         : -stat_bonus(newDepth);
1236
1237               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1238           }
1239       }
1240
1241       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1242       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1243       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1244       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1245       {
1246           (ss+1)->pv = pv;
1247           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1248
1249           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1250                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1251       }
1252
1253       // Step 18. Undo move
1254       pos.undo_move(move);
1255
1256       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1257
1258       // Step 19. Check for a new best move
1259       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1260       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1261       // updating best move, PV and TT.
1262       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1263           return VALUE_ZERO;
1264
1265       if (rootNode)
1266       {
1267           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1268                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1269
1270           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1271
1272           // PV move or new best move?
1273           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1274           {
1275               rm.score = value;
1276               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1277               rm.pv.resize(1);
1278
1279               assert((ss+1)->pv);
1280
1281               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1282                   rm.pv.push_back(*m);
1283
1284               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1285               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1286               // we must take care to only do this for the first PV line.
1287               if (   moveCount > 1
1288                   && !thisThread->pvIdx)
1289                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1290           }
1291           else
1292               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1293               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1294               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1295               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1296       }
1297
1298       if (value > bestValue)
1299       {
1300           bestValue = value;
1301
1302           if (value > alpha)
1303           {
1304               bestMove = move;
1305
1306               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1307                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1308
1309               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1310               {
1311                   alpha = value;
1312                   bestMoveCount++;
1313               }
1314               else
1315               {
1316                   assert(value >= beta); // Fail high
1317                   break;
1318               }
1319           }
1320       }
1321
1322       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1323       if (move != bestMove)
1324       {
1325           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1326               capturesSearched[captureCount++] = move;
1327
1328           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1329               quietsSearched[quietCount++] = move;
1330       }
1331     }
1332
1333     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1334     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1335     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1336     /*
1337        if (Threads.stop)
1338         return VALUE_DRAW;
1339     */
1340
1341     // Step 20. Check for mate and stalemate
1342     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1343     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1344     // return a fail low score.
1345
1346     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1347
1348     if (!moveCount)
1349         bestValue = excludedMove ? alpha :
1350                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1351                                  : VALUE_DRAW;
1352
1353     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1354     else if (bestMove)
1355         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1356                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1357
1358     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1359     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1360              && !priorCapture)
1361     {
1362         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1363         //or fail low was really bad
1364         bool extraBonus =    PvNode
1365                           || cutNode
1366                           || bestValue < alpha - 94 * depth;
1367
1368         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1369     }
1370
1371     if (PvNode)
1372         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1373
1374     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1375     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1376     if (bestValue <= alpha)
1377         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1378     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1379     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1380     else if (depth > 3)
1381         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1382
1383     // Write gathered information in transposition table
1384     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1385         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1386                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1387                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1388                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1389
1390     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1391
1392     return bestValue;
1393   }
1394
1395
1396   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1397   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1398   template <NodeType nodeType>
1399   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1400
1401     static_assert(nodeType != Root);
1402     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1403
1404     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1405     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1406     assert(depth <= 0);
1407
1408     Move pv[MAX_PLY+1];
1409     StateInfo st;
1410     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1411
1412     TTEntry* tte;
1413     Key posKey;
1414     Move ttMove, move, bestMove;
1415     Depth ttDepth;
1416     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1417     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1418     int moveCount;
1419
1420     if (PvNode)
1421     {
1422         (ss+1)->pv = pv;
1423         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1424     }
1425
1426     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1427     bestMove = MOVE_NONE;
1428     ss->inCheck = pos.checkers();
1429     moveCount = 0;
1430
1431     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1432     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1433         || ss->ply >= MAX_PLY)
1434         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1435
1436     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1437
1438     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1439     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1440     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1441     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1442                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1443     // Transposition table lookup
1444     posKey = pos.key();
1445     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1446     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1447     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1448     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1449
1450     if (  !PvNode
1451         && ss->ttHit
1452         && tte->depth() >= ttDepth
1453         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1454         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1455                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1456         return ttValue;
1457
1458     // Evaluate the position statically
1459     if (ss->inCheck)
1460     {
1461         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1462         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1463     }
1464     else
1465     {
1466         if (ss->ttHit)
1467         {
1468             // Never assume anything about values stored in TT
1469             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1470                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1471
1472             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1473             if (    ttValue != VALUE_NONE
1474                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1475                 bestValue = ttValue;
1476         }
1477         else
1478             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1479             ss->staticEval = bestValue =
1480             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1481                                              : -(ss-1)->staticEval;
1482
1483         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1484         if (bestValue >= beta)
1485         {
1486             // Save gathered info in transposition table
1487             if (!ss->ttHit)
1488                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1489                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1490
1491             return bestValue;
1492         }
1493
1494         if (PvNode && bestValue > alpha)
1495             alpha = bestValue;
1496
1497         futilityBase = bestValue + 155;
1498     }
1499
1500     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1501                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1502                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1503
1504     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1505     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1506     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1507     // will be generated.
1508     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1509     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1510                                       &thisThread->captureHistory,
1511                                       contHist,
1512                                       prevSq);
1513
1514     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1515     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1516     {
1517       assert(is_ok(move));
1518
1519       // Check for legality
1520       if (!pos.legal(move))
1521           continue;
1522
1523       givesCheck = pos.gives_check(move);
1524       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1525
1526       moveCount++;
1527
1528       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1529       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1530           && !givesCheck
1531           &&  to_sq(move) != prevSq
1532           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1533           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1534       {
1535
1536           if (moveCount > 2)
1537               continue;
1538
1539           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1540
1541           if (futilityValue <= alpha)
1542           {
1543               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1544               continue;
1545           }
1546
1547           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1548           {
1549               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1550               continue;
1551           }
1552       }
1553
1554       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1555       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1556           && !pos.see_ge(move))
1557           continue;
1558
1559       // Speculative prefetch as early as possible
1560       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1561
1562       ss->currentMove = move;
1563       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1564                                                                 [captureOrPromotion]
1565                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1566                                                                 [to_sq(move)];
1567
1568       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1569       if (  !captureOrPromotion
1570           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1571           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1572           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1573           continue;
1574
1575       // Make and search the move
1576       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1577       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1578       pos.undo_move(move);
1579
1580       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1581
1582       // Check for a new best move
1583       if (value > bestValue)
1584       {
1585           bestValue = value;
1586
1587           if (value > alpha)
1588           {
1589               bestMove = move;
1590
1591               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1592                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1593
1594               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1595                   alpha = value;
1596               else
1597                   break; // Fail high
1598           }
1599        }
1600     }
1601
1602     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1603     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1604     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1605     {
1606         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1607
1608         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1609     }
1610
1611     // Save gathered info in transposition table
1612     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1613               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1614               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1615
1616     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1617
1618     return bestValue;
1619   }
1620
1621
1622   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1623   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1624   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1625
1626   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1627
1628     assert(v != VALUE_NONE);
1629
1630     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1631           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1632   }
1633
1634
1635   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1636   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1637   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1638   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1639   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1640
1641   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1642
1643     if (v == VALUE_NONE)
1644         return VALUE_NONE;
1645
1646     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1647     {
1648         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1649             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1650
1651         return v - ply;
1652     }
1653
1654     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1655     {
1656         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1657             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1658
1659         return v + ply;
1660     }
1661
1662     return v;
1663   }
1664
1665
1666   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1667
1668   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1669
1670     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1671         *pv++ = *childPv++;
1672     *pv = MOVE_NONE;
1673   }
1674
1675
1676   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1677
1678   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1679                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1680
1681     int bonus1, bonus2;
1682     Color us = pos.side_to_move();
1683     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1684     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1685     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1686     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1687
1688     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1689     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1690                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1691
1692     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1693     {
1694         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1695         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1696
1697         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1698         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1699         {
1700             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1701             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1702         }
1703     }
1704     else
1705         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1706         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1707
1708     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1709     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1710     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1711         && !pos.captured_piece())
1712             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1713
1714     // Decrease stats for all non-best capture moves
1715     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1716     {
1717         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1718         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1719         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1720     }
1721   }
1722
1723
1724   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1725   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1726
1727   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1728
1729     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1730     {
1731         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1732         if (ss->inCheck && i > 2)
1733             break;
1734         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1735             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1736     }
1737   }
1738
1739
1740   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1741
1742   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1743
1744     // Update killers
1745     if (ss->killers[0] != move)
1746     {
1747         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1748         ss->killers[0] = move;
1749     }
1750
1751     Color us = pos.side_to_move();
1752     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1753     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1754     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1755
1756     // Update countermove history
1757     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1758     {
1759         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1760         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1761     }
1762   }
1763
1764   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1765   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1766
1767   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1768
1769     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1770     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1771
1772     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1773     Value topScore = rootMoves[0].score;
1774     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1775     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1776     double weakness = 120 - 2 * level;
1777
1778     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1779     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1780     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1781     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1782     {
1783         // This is our magic formula
1784         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1785                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1786
1787         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1788         {
1789             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1790             best = rootMoves[i].pv[0];
1791         }
1792     }
1793
1794     return best;
1795   }
1796
1797 } // namespace
1798
1799
1800 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1801 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1802
1803 void MainThread::check_time() {
1804
1805   if (--callsCnt > 0)
1806       return;
1807
1808   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1809   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1810
1811   static TimePoint lastInfoTime = now();
1812
1813   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1814   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1815
1816   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1817   {
1818       lastInfoTime = tick;
1819       dbg_print();
1820   }
1821
1822   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1823   if (ponder)
1824       return;
1825
1826   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1827       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1828       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1829       Threads.stop = true;
1830 }
1831
1832
1833 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1834 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1835
1836 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1837
1838   std::stringstream ss;
1839   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1840   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1841   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1842   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1843   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1844   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1845
1846   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1847   {
1848       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1849
1850       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1851           continue;
1852
1853       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1854       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1855
1856       if (v == -VALUE_INFINITE)
1857           v = VALUE_ZERO;
1858
1859       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1860       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1861
1862       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1863           ss << "\n";
1864
1865       ss << "info"
1866          << " depth "    << d
1867          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1868          << " multipv "  << i + 1
1869          << " score "    << UCI::value(v);
1870
1871       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1872           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1873
1874       if (!tb && i == pvIdx)
1875           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1876
1877       ss << " nodes "    << nodesSearched
1878          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1879
1880       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1881           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1882
1883       ss << " tbhits "   << tbHits
1884          << " time "     << elapsed
1885          << " pv";
1886
1887       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1888           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1889   }
1890
1891   return ss.str();
1892 }
1893
1894
1895 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1896 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1897 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1898 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1899
1900 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1901
1902     StateInfo st;
1903     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1904
1905     bool ttHit;
1906
1907     assert(pv.size() == 1);
1908
1909     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1910         return false;
1911
1912     pos.do_move(pv[0], st);
1913     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1914
1915     if (ttHit)
1916     {
1917         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1918         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1919             pv.push_back(m);
1920     }
1921
1922     pos.undo_move(pv[0]);
1923     return pv.size() > 1;
1924 }
1925
1926 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1927
1928     RootInTB = false;
1929     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1930     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1931     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1932     bool dtz_available = true;
1933
1934     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1935     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1936     if (Cardinality > MaxCardinality)
1937     {
1938         Cardinality = MaxCardinality;
1939         ProbeDepth = 0;
1940     }
1941
1942     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1943     {
1944         // Rank moves using DTZ tables
1945         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1946
1947         if (!RootInTB)
1948         {
1949             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1950             dtz_available = false;
1951             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1952         }
1953     }
1954
1955     if (RootInTB)
1956     {
1957         // Sort moves according to TB rank
1958         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1959                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1960
1961         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1962         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1963             Cardinality = 0;
1964     }
1965     else
1966     {
1967         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1968         for (auto& m : rootMoves)
1969             m.tbRank = 0;
1970     }
1971 }
1972
1973 } // namespace Stockfish