]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
d2ceee9fd1a15823bf6937e13873a3f626248bf3
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 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, bool rangeReduction, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1358 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 904) + rangeReduction;
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
333   nodesLastExplosive = nodes;
334   nodesLastNormal    = nodes;
335   state              = EXPLOSION_NONE;
336   trend              = SCORE_ZERO;
337   optimism[ us]      = Value(25);
338   optimism[~us]      = -optimism[us];
339
340   int searchAgainCounter = 0;
341
342   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
343   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
344          && !Threads.stop
345          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
346   {
347       // Age out PV variability metric
348       if (mainThread)
349           totBestMoveChanges /= 2;
350
351       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
352       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
353       for (RootMove& rm : rootMoves)
354           rm.previousScore = rm.score;
355
356       size_t pvFirst = 0;
357       pvLast = 0;
358
359       if (!Threads.increaseDepth)
360          searchAgainCounter++;
361
362       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
363       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
364       {
365           if (pvIdx == pvLast)
366           {
367               pvFirst = pvLast;
368               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
369                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
370                       break;
371           }
372
373           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
374           selDepth = 0;
375
376           // Reset aspiration window starting size
377           if (rootDepth >= 4)
378           {
379               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
380               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
381               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
382               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
383
384               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
385               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
386               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
387                                    : -make_score(tr, tr / 2));
388
389               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
390               optimism[ us] = Value(opt);
391               optimism[~us] = -optimism[us];
392           }
393
394           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
395           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
396           // high/low anymore.
397           int failedHighCnt = 0;
398           while (true)
399           {
400               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
401               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
402
403               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
404               // is done with a stable algorithm because all the values but the
405               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
406               // and we want to keep the same order for all the moves except the
407               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
408               // search the already searched PV lines are preserved.
409               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
410
411               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
412               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
413               // the previous iteration.
414               if (Threads.stop)
415                   break;
416
417               // When failing high/low give some update (without cluttering
418               // the UI) before a re-search.
419               if (   mainThread
420                   && multiPV == 1
421                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
422                   && Time.elapsed() > 3000)
423                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
424
425               // In case of failing low/high increase aspiration window and
426               // re-search, otherwise exit the loop.
427               if (bestValue <= alpha)
428               {
429                   beta = (alpha + beta) / 2;
430                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
431
432                   failedHighCnt = 0;
433                   if (mainThread)
434                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
435               }
436               else if (bestValue >= beta)
437               {
438                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
439                   ++failedHighCnt;
440               }
441               else
442                   break;
443
444               delta += delta / 4 + 5;
445
446               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
447           }
448
449           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
450           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
451
452           if (    mainThread
453               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
454               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
455       }
456
457       if (!Threads.stop)
458           completedDepth = rootDepth;
459
460       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
461          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
462          lastBestMoveDepth = rootDepth;
463       }
464
465       // Have we found a "mate in x"?
466       if (   Limits.mate
467           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
468           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
469           Threads.stop = true;
470
471       if (!mainThread)
472           continue;
473
474       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
475       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
476           skill.pick_best(multiPV);
477
478       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
479       for (Thread* th : Threads)
480       {
481           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
482           th->bestMoveChanges = 0;
483       }
484
485       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
486       if (    Limits.use_time_management()
487           && !Threads.stop
488           && !mainThread->stopOnPonderhit)
489       {
490           double fallingEval = (142 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
491                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
492           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
493
494           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
495           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
496           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
497           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
498                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
499           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
500
501           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
502           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
503           if (rootMoves.size() == 1)
504               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
505
506           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
507           if (Time.elapsed() > totalTime)
508           {
509               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
510               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
511               if (mainThread->ponder)
512                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
513               else
514                   Threads.stop = true;
515           }
516           else if (   Threads.increaseDepth
517                    && !mainThread->ponder
518                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
519                    Threads.increaseDepth = false;
520           else
521                    Threads.increaseDepth = true;
522       }
523
524       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
525       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
526   }
527
528   if (!mainThread)
529       return;
530
531   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
532
533   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
534   if (skill.enabled())
535       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
536                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
537 }
538
539
540 namespace {
541
542   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
543
544   template <NodeType nodeType>
545   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
546
547     Thread* thisThread = pos.this_thread();
548
549     // Step 0. Limit search explosion
550     if (   ss->ply > 10
551         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
552         && depth > (ss-1)->depth)
553        depth = (ss-1)->depth;
554
555     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
556     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
557     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
558
559     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
560     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
561     if (   !rootNode
562         && pos.rule50_count() >= 3
563         && alpha < VALUE_DRAW
564         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
565     {
566         alpha = value_draw(pos.this_thread());
567         if (alpha >= beta)
568             return alpha;
569     }
570
571     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
572     if (depth <= 0)
573         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
574
575     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
576     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
577     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
578     assert(!(PvNode && cutNode));
579
580     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
581     StateInfo st;
582     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
583
584     TTEntry* tte;
585     Key posKey;
586     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
587     Depth extension, newDepth;
588     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
589     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
590     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
591     Piece movedPiece;
592     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement;
593
594     // Step 1. Initialize node
595     ss->inCheck        = pos.checkers();
596     priorCapture       = pos.captured_piece();
597     Color us           = pos.side_to_move();
598     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
599     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
600     maxValue           = VALUE_INFINITE;
601
602     // Check for the available remaining time
603     if (thisThread == Threads.main())
604         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
605
606     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
607     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
608         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
609
610     if (!rootNode)
611     {
612         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
613         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
614             || pos.is_draw(ss->ply)
615             || ss->ply >= MAX_PLY)
616             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
617                                                         : value_draw(pos.this_thread());
618
619         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
620         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
621         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
622         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
623         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
624         // mate. In this case return a fail-high score.
625         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
626         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
627         if (alpha >= beta)
628             return alpha;
629     }
630     else
631         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
632
633     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
634
635     (ss+1)->ttPv         = false;
636     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
637     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
638     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
639     ss->depth            = depth;
640     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
641
642     // Update the running average statistics for double extensions
643     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
644
645     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
646     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
647     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
648     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
649     // LMR which are based on the statScore of parent position.
650     if (!rootNode)
651         (ss+2)->statScore = 0;
652
653     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
654     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
655     // position key in case of an excluded move.
656     excludedMove = ss->excludedMove;
657     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
658     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
659     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
660     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
661             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
662     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
663     if (!excludedMove)
664         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
665
666     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
667     if (  !PvNode
668         && ss->ttHit
669         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
670         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
671         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
672                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
673     {
674         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
675         if (ttMove)
676         {
677             if (ttValue >= beta)
678             {
679                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
680                 if (!ttCapture)
681                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
682
683                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
684                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
685                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
686             }
687             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
688             else if (!ttCapture)
689             {
690                 int penalty = -stat_bonus(depth);
691                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
692                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
693             }
694         }
695
696         // Partial workaround for the graph history interaction problem
697         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
698         if (pos.rule50_count() < 90)
699             return ttValue;
700     }
701
702     // Step 5. Tablebases probe
703     if (!rootNode && TB::Cardinality)
704     {
705         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
706
707         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
708             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
709             &&  pos.rule50_count() == 0
710             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
711         {
712             TB::ProbeState err;
713             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
714
715             // Force check of time on the next occasion
716             if (thisThread == Threads.main())
717                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
718
719             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
720             {
721                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
722
723                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
724
725                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
726                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
727                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
728                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
729
730                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
731                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
732
733                 if (    b == BOUND_EXACT
734                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
735                 {
736                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
737                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
738                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
739
740                     return value;
741                 }
742
743                 if (PvNode)
744                 {
745                     if (b == BOUND_LOWER)
746                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
747                     else
748                         maxValue = value;
749                 }
750             }
751         }
752     }
753
754     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
755
756     // Step 6. Static evaluation of the position
757     if (ss->inCheck)
758     {
759         // Skip early pruning when in check
760         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
761         improving = false;
762         improvement = 0;
763         goto moves_loop;
764     }
765     else if (ss->ttHit)
766     {
767         // Never assume anything about values stored in TT
768         ss->staticEval = eval = tte->eval();
769         if (eval == VALUE_NONE)
770             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
771
772         // Randomize draw evaluation
773         if (eval == VALUE_DRAW)
774             eval = value_draw(thisThread);
775
776         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
777         if (    ttValue != VALUE_NONE
778             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
779             eval = ttValue;
780     }
781     else
782     {
783         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
784
785         // Save static evaluation into transposition table
786         if (!excludedMove)
787             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
788     }
789
790     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
791     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
792     {
793         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
794         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
795     }
796
797     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
798     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
799     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
800     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
801     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
802                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
803                   :                                    200;
804
805     improving = improvement > 0;
806
807     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
808     // The depth condition is important for mate finding.
809     if (   !ss->ttPv
810         &&  depth < 9
811         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
812         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
813         return eval;
814
815     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
816     if (   !PvNode
817         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
818         && (ss-1)->statScore < 23767
819         &&  eval >= beta
820         &&  eval >= ss->staticEval
821         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204
822         && !excludedMove
823         &&  pos.non_pawn_material(us)
824         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
825     {
826         assert(eval - beta >= 0);
827
828         // Null move dynamic reduction based on depth and value
829         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
830
831         ss->currentMove = MOVE_NULL;
832         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
833
834         pos.do_null_move(st);
835
836         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
837
838         pos.undo_null_move();
839
840         if (nullValue >= beta)
841         {
842             // Do not return unproven mate or TB scores
843             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
844                 nullValue = beta;
845
846             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
847                 return nullValue;
848
849             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
850
851             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
852             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
853             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
854             thisThread->nmpColor = us;
855
856             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
857
858             thisThread->nmpMinPly = 0;
859
860             if (v >= beta)
861                 return nullValue;
862         }
863     }
864
865     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
866
867     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
868     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
869     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
870     if (   !PvNode
871         &&  depth > 4
872         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
873         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
874         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
875         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
876         // so effective depth is equal to depth - 3
877         && !(   ss->ttHit
878              && tte->depth() >= depth - 3
879              && ttValue != VALUE_NONE
880              && ttValue < probCutBeta))
881     {
882         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
883
884         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
885         bool ttPv = ss->ttPv;
886         ss->ttPv = false;
887
888         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
889             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
890             {
891                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
892                 assert(depth >= 5);
893
894                 captureOrPromotion = true;
895
896                 ss->currentMove = move;
897                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
898                                                                           [captureOrPromotion]
899                                                                           [pos.moved_piece(move)]
900                                                                           [to_sq(move)];
901
902                 pos.do_move(move, st);
903
904                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
905                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
906
907                 // If the qsearch held, perform the regular search
908                 if (value >= probCutBeta)
909                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
910
911                 pos.undo_move(move);
912
913                 if (value >= probCutBeta)
914                 {
915                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
916                     if ( !(ss->ttHit
917                        && tte->depth() >= depth - 3
918                        && ttValue != VALUE_NONE))
919                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
920                             BOUND_LOWER,
921                             depth - 3, move, ss->staticEval);
922                     return value;
923                 }
924             }
925          ss->ttPv = ttPv;
926     }
927
928     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
929     if (   PvNode
930         && depth >= 6
931         && !ttMove)
932         depth -= 2;
933
934     if (   cutNode
935         && depth >= 9
936         && !ttMove)
937         depth--;
938
939 moves_loop: // When in check, search starts here
940
941     int rangeReduction = 0;
942
943     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
944     probCutBeta = beta + 409;
945     if (   ss->inCheck
946         && !PvNode
947         && depth >= 4
948         && ttCapture
949         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
950         && tte->depth() >= depth - 3
951         && ttValue >= probCutBeta
952         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
953         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
954        )
955         return probCutBeta;
956
957
958     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
959                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
960                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
961
962     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
963
964     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
965                                       &captureHistory,
966                                       contHist,
967                                       countermove,
968                                       ss->killers);
969
970     value = bestValue;
971     moveCountPruning = false;
972
973     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
974     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
975     bool likelyFailLow =    PvNode
976                          && ttMove
977                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
978                          && tte->depth() >= depth;
979
980     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
981     // or a beta cutoff occurs.
982     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
983     {
984       assert(is_ok(move));
985
986       if (move == excludedMove)
987           continue;
988
989       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
990       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
991       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
992       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
993       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
994                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
995           continue;
996
997       // Check for legality
998       if (!rootNode && !pos.legal(move))
999           continue;
1000
1001       ss->moveCount = ++moveCount;
1002
1003       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1004           sync_cout << "info depth " << depth
1005                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1006                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1007       if (PvNode)
1008           (ss+1)->pv = nullptr;
1009
1010       extension = 0;
1011       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1012       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1013       givesCheck = pos.gives_check(move);
1014
1015       // Calculate new depth for this move
1016       newDepth = depth - 1;
1017
1018       Value delta = beta - alpha;
1019
1020       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1021       if (  !rootNode
1022           && pos.non_pawn_material(us)
1023           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1024       {
1025           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1026           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1027
1028           // Reduced depth of the next LMR search
1029           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1030
1031           if (   captureOrPromotion
1032               || givesCheck)
1033           {
1034               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1035               if (   !givesCheck
1036                   && lmrDepth < 1
1037                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1038                   continue;
1039
1040               // Futility pruning for captures
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
1051               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
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 (~20 Elo)
1061               if (   lmrDepth < 5
1062                   && history < -3000 * depth + 3000)
1063                   continue;
1064
1065               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1066
1067               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1068               if (   !ss->inCheck
1069                   && lmrDepth < 8
1070                   && ss->staticEval + 142 + 139 * lmrDepth + history / 64 <= alpha)
1071                   continue;
1072
1073               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1074               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1075                   continue;
1076           }
1077       }
1078
1079       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1080
1081       // Singular extension search (~70 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       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1127       else if (   (PvNode || cutNode)
1128                && captureOrPromotion
1129                && moveCount != 1)
1130           extension = 1;
1131
1132       // Check extensions
1133       else if (   givesCheck
1134                && depth > 6
1135                && abs(ss->staticEval) > 100)
1136           extension = 1;
1137
1138       // Quiet ttMove extensions
1139       else if (   PvNode
1140                && move == ttMove
1141                && move == ss->killers[0]
1142                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1143           extension = 1;
1144
1145       // Add extension to new depth
1146       newDepth += extension;
1147       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1148
1149       // Speculative prefetch as early as possible
1150       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1151
1152       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1153       ss->currentMove = move;
1154       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1155                                                                 [captureOrPromotion]
1156                                                                 [movedPiece]
1157                                                                 [to_sq(move)];
1158
1159       // Step 15. Make the move
1160       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1161
1162       bool doDeeperSearch = false;
1163
1164       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1165       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1166       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1167       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1168       if (    depth >= 3
1169           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1170           && (   !ss->ttPv
1171               || !captureOrPromotion
1172               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1173       {
1174           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2, delta, thisThread->rootDelta);
1175
1176           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1177           if (   PvNode
1178               && bestMoveCount <= 3)
1179               r--;
1180
1181           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1182           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1183           if (   ss->ttPv
1184               && !likelyFailLow)
1185               r -= 2;
1186
1187           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1188           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1189               r--;
1190
1191           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1192           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1193               r += 2;
1194
1195           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1196           if (ttCapture)
1197               r++;
1198
1199           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1200                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1201                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1202                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1203                          - 4923;
1204
1205           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1206           r -= ss->statScore / 14721;
1207
1208           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1209           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1210           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1211           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1212                        : moveCount <= 5            ? 2
1213                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1214                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1215                        :                             0;
1216
1217           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1218
1219           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1220
1221           // Range reductions (~3 Elo)
1222           if (ss->staticEval - value < 30 && depth > 7)
1223               rangeReduction++;
1224
1225           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1226           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1227           doDeeperSearch = value > alpha + 88;
1228           didLMR = true;
1229       }
1230       else
1231       {
1232           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1233           didLMR = false;
1234       }
1235
1236       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1237       if (doFullDepthSearch)
1238       {
1239           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1240
1241           // If the move passed LMR update its stats
1242           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1243           {
1244               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1245                                         : -stat_bonus(newDepth);
1246
1247               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1248           }
1249       }
1250
1251       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1252       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1253       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1254       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1255       {
1256           (ss+1)->pv = pv;
1257           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1258
1259           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1260                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1261       }
1262
1263       // Step 18. Undo move
1264       pos.undo_move(move);
1265
1266       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1267
1268       // Step 19. Check for a new best move
1269       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1270       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1271       // updating best move, PV and TT.
1272       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1273           return VALUE_ZERO;
1274
1275       if (rootNode)
1276       {
1277           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1278                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1279
1280           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1281
1282           // PV move or new best move?
1283           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1284           {
1285               rm.score = value;
1286               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1287               rm.pv.resize(1);
1288
1289               assert((ss+1)->pv);
1290
1291               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1292                   rm.pv.push_back(*m);
1293
1294               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1295               // This information is used for time management and LMR. In MultiPV mode,
1296               // we must take care to only do this for the first PV line.
1297               if (   moveCount > 1
1298                   && !thisThread->pvIdx)
1299                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1300           }
1301           else
1302               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1303               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1304               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1305               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1306       }
1307
1308       if (value > bestValue)
1309       {
1310           bestValue = value;
1311
1312           if (value > alpha)
1313           {
1314               bestMove = move;
1315
1316               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1317                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1318
1319               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1320               {
1321                   alpha = value;
1322                   bestMoveCount++;
1323               }
1324               else
1325               {
1326                   assert(value >= beta); // Fail high
1327                   break;
1328               }
1329           }
1330       }
1331
1332       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1333       if (move != bestMove)
1334       {
1335           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1336               capturesSearched[captureCount++] = move;
1337
1338           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1339               quietsSearched[quietCount++] = move;
1340       }
1341     }
1342
1343     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1344     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1345     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1346     /*
1347        if (Threads.stop)
1348         return VALUE_DRAW;
1349     */
1350
1351     // Step 20. Check for mate and stalemate
1352     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1353     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1354     // return a fail low score.
1355
1356     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1357
1358     if (!moveCount)
1359         bestValue = excludedMove ? alpha :
1360                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1361                                  : VALUE_DRAW;
1362
1363     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1364     else if (bestMove)
1365         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1366                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1367
1368     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1369     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1370              && !priorCapture)
1371     {
1372         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1373         //or fail low was really bad
1374         bool extraBonus =    PvNode
1375                           || cutNode
1376                           || bestValue < alpha - 94 * depth;
1377
1378         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1379     }
1380
1381     if (PvNode)
1382         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1383
1384     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1385     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1386     if (bestValue <= alpha)
1387         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1388     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1389     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1390     else if (depth > 3)
1391         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1392
1393     // Write gathered information in transposition table
1394     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1395         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1396                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1397                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1398                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1399
1400     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1401
1402     return bestValue;
1403   }
1404
1405
1406   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1407   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1408   template <NodeType nodeType>
1409   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1410
1411     static_assert(nodeType != Root);
1412     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1413
1414     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1415     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1416     assert(depth <= 0);
1417
1418     Move pv[MAX_PLY+1];
1419     StateInfo st;
1420     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1421
1422     TTEntry* tte;
1423     Key posKey;
1424     Move ttMove, move, bestMove;
1425     Depth ttDepth;
1426     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1427     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1428     int moveCount;
1429
1430     if (PvNode)
1431     {
1432         (ss+1)->pv = pv;
1433         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1434     }
1435
1436     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1437     bestMove = MOVE_NONE;
1438     ss->inCheck = pos.checkers();
1439     moveCount = 0;
1440
1441     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1442     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1443         || ss->ply >= MAX_PLY)
1444         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1445
1446     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1447
1448     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1449     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1450     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1451     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1452                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1453     // Transposition table lookup
1454     posKey = pos.key();
1455     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1456     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1457     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1458     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1459
1460     if (  !PvNode
1461         && ss->ttHit
1462         && tte->depth() >= ttDepth
1463         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1464         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1465                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1466         return ttValue;
1467
1468     // Evaluate the position statically
1469     if (ss->inCheck)
1470     {
1471         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1472         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1473     }
1474     else
1475     {
1476         if (ss->ttHit)
1477         {
1478             // Never assume anything about values stored in TT
1479             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1480                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1481
1482             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1483             if (    ttValue != VALUE_NONE
1484                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1485                 bestValue = ttValue;
1486         }
1487         else
1488             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1489             ss->staticEval = bestValue =
1490             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1491                                              : -(ss-1)->staticEval;
1492
1493         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1494         if (bestValue >= beta)
1495         {
1496             // Save gathered info in transposition table
1497             if (!ss->ttHit)
1498                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1499                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1500
1501             return bestValue;
1502         }
1503
1504         if (PvNode && bestValue > alpha)
1505             alpha = bestValue;
1506
1507         futilityBase = bestValue + 155;
1508     }
1509
1510     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1511                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1512                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1513
1514     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1515     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1516     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1517     // will be generated.
1518     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1519                                       &thisThread->captureHistory,
1520                                       contHist,
1521                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1522
1523     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1524     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1525     {
1526       assert(is_ok(move));
1527
1528       // Check for legality
1529       if (!pos.legal(move))
1530           continue;
1531
1532       givesCheck = pos.gives_check(move);
1533       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1534
1535       moveCount++;
1536
1537       // Futility pruning and moveCount pruning
1538       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1539           && !givesCheck
1540           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1541           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1542       {
1543
1544           if (moveCount > 2)
1545               continue;
1546
1547           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1548
1549           if (futilityValue <= alpha)
1550           {
1551               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1552               continue;
1553           }
1554
1555           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1556           {
1557               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1558               continue;
1559           }
1560       }
1561
1562       // Do not search moves with negative SEE values
1563       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1564           && !pos.see_ge(move))
1565           continue;
1566
1567       // Speculative prefetch as early as possible
1568       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1569
1570       ss->currentMove = move;
1571       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1572                                                                 [captureOrPromotion]
1573                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1574                                                                 [to_sq(move)];
1575
1576       // Continuation history based pruning
1577       if (  !captureOrPromotion
1578           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1579           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1580           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1581           continue;
1582
1583       // Make and search the move
1584       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1585       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1586       pos.undo_move(move);
1587
1588       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1589
1590       // Check for a new best move
1591       if (value > bestValue)
1592       {
1593           bestValue = value;
1594
1595           if (value > alpha)
1596           {
1597               bestMove = move;
1598
1599               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1600                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1601
1602               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1603                   alpha = value;
1604               else
1605                   break; // Fail high
1606           }
1607        }
1608     }
1609
1610     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1611     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1612     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1613     {
1614         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1615
1616         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1617     }
1618
1619     // Save gathered info in transposition table
1620     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1621               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1622               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1623
1624     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1625
1626     return bestValue;
1627   }
1628
1629
1630   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1631   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1632   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1633
1634   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1635
1636     assert(v != VALUE_NONE);
1637
1638     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1639           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1640   }
1641
1642
1643   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1644   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1645   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1646   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1647   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1648
1649   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1650
1651     if (v == VALUE_NONE)
1652         return VALUE_NONE;
1653
1654     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1655     {
1656         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1657             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1658
1659         return v - ply;
1660     }
1661
1662     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1663     {
1664         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1665             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1666
1667         return v + ply;
1668     }
1669
1670     return v;
1671   }
1672
1673
1674   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1675
1676   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1677
1678     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1679         *pv++ = *childPv++;
1680     *pv = MOVE_NONE;
1681   }
1682
1683
1684   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1685
1686   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1687                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1688
1689     int bonus1, bonus2;
1690     Color us = pos.side_to_move();
1691     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1692     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1693     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1694     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1695
1696     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1697     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1698                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1699
1700     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1701     {
1702         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1703         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1704
1705         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1706         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1707         {
1708             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1709             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1710         }
1711     }
1712     else
1713         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1714         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1715
1716     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1717     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1718     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1719         && !pos.captured_piece())
1720             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1721
1722     // Decrease stats for all non-best capture moves
1723     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1724     {
1725         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1726         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1727         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1728     }
1729   }
1730
1731
1732   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1733   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1734
1735   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1736
1737     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1738     {
1739         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1740         if (ss->inCheck && i > 2)
1741             break;
1742         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1743             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1744     }
1745   }
1746
1747
1748   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1749
1750   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1751
1752     // Update killers
1753     if (ss->killers[0] != move)
1754     {
1755         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1756         ss->killers[0] = move;
1757     }
1758
1759     Color us = pos.side_to_move();
1760     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1761     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1762     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1763
1764     // Update countermove history
1765     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1766     {
1767         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1768         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1769     }
1770   }
1771
1772   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1773   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1774
1775   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1776
1777     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1778     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1779
1780     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1781     Value topScore = rootMoves[0].score;
1782     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1783     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1784     double weakness = 120 - 2 * level;
1785
1786     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1787     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1788     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1789     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1790     {
1791         // This is our magic formula
1792         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1793                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1794
1795         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1796         {
1797             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1798             best = rootMoves[i].pv[0];
1799         }
1800     }
1801
1802     return best;
1803   }
1804
1805 } // namespace
1806
1807
1808 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1809 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1810
1811 void MainThread::check_time() {
1812
1813   if (--callsCnt > 0)
1814       return;
1815
1816   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1817   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1818
1819   static TimePoint lastInfoTime = now();
1820
1821   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1822   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1823
1824   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1825   {
1826       lastInfoTime = tick;
1827       dbg_print();
1828   }
1829
1830   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1831   if (ponder)
1832       return;
1833
1834   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1835       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1836       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1837       Threads.stop = true;
1838 }
1839
1840
1841 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1842 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1843
1844 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1845
1846   std::stringstream ss;
1847   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1848   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1849   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1850   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1851   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1852   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1853
1854   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1855   {
1856       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1857
1858       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1859           continue;
1860
1861       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1862       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1863
1864       if (v == -VALUE_INFINITE)
1865           v = VALUE_ZERO;
1866
1867       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1868       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1869
1870       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1871           ss << "\n";
1872
1873       ss << "info"
1874          << " depth "    << d
1875          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1876          << " multipv "  << i + 1
1877          << " score "    << UCI::value(v);
1878
1879       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1880           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1881
1882       if (!tb && i == pvIdx)
1883           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1884
1885       ss << " nodes "    << nodesSearched
1886          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1887
1888       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1889           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1890
1891       ss << " tbhits "   << tbHits
1892          << " time "     << elapsed
1893          << " pv";
1894
1895       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1896           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1897   }
1898
1899   return ss.str();
1900 }
1901
1902
1903 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1904 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1905 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1906 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1907
1908 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1909
1910     StateInfo st;
1911     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1912
1913     bool ttHit;
1914
1915     assert(pv.size() == 1);
1916
1917     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1918         return false;
1919
1920     pos.do_move(pv[0], st);
1921     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1922
1923     if (ttHit)
1924     {
1925         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1926         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1927             pv.push_back(m);
1928     }
1929
1930     pos.undo_move(pv[0]);
1931     return pv.size() > 1;
1932 }
1933
1934 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1935
1936     RootInTB = false;
1937     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1938     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1939     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1940     bool dtz_available = true;
1941
1942     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1943     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1944     if (Cardinality > MaxCardinality)
1945     {
1946         Cardinality = MaxCardinality;
1947         ProbeDepth = 0;
1948     }
1949
1950     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1951     {
1952         // Rank moves using DTZ tables
1953         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1954
1955         if (!RootInTB)
1956         {
1957             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1958             dtz_available = false;
1959             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1960         }
1961     }
1962
1963     if (RootInTB)
1964     {
1965         // Sort moves according to TB rank
1966         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1967                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1968
1969         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1970         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1971             Cardinality = 0;
1972     }
1973     else
1974     {
1975         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1976         for (auto& m : rootMoves)
1977             m.tbRank = 0;
1978     }
1979 }
1980
1981 } // namespace Stockfish