]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Update default net to nn-63376713ba63.nnue.
[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) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 534) / 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, int depth);
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   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
321   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
322
323   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
324   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
325
326   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
327   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
328   if (skill.enabled())
329       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
330
331   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
332
333   doubleExtensionAverage[WHITE].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
334   doubleExtensionAverage[BLACK].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
335
336   nodesLastExplosive = nodes;
337   nodesLastNormal    = nodes;
338   state              = EXPLOSION_NONE;
339   trend              = SCORE_ZERO;
340   optimism[ us]      = Value(25);
341   optimism[~us]      = -optimism[us];
342
343   int searchAgainCounter = 0;
344
345   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
346   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
347          && !Threads.stop
348          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
349   {
350       // Age out PV variability metric
351       if (mainThread)
352           totBestMoveChanges /= 2;
353
354       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
355       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
356       for (RootMove& rm : rootMoves)
357           rm.previousScore = rm.score;
358
359       size_t pvFirst = 0;
360       pvLast = 0;
361
362       if (!Threads.increaseDepth)
363          searchAgainCounter++;
364
365       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
366       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
367       {
368           if (pvIdx == pvLast)
369           {
370               pvFirst = pvLast;
371               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
372                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
373                       break;
374           }
375
376           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
377           selDepth = 0;
378
379           // Reset aspiration window starting size
380           if (rootDepth >= 4)
381           {
382               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
383               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
384               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
385               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
386
387               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
388               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
389               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
390                                    : -make_score(tr, tr / 2));
391
392               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
393               optimism[ us] = Value(opt);
394               optimism[~us] = -optimism[us];
395           }
396
397           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
398           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
399           // high/low anymore.
400           int failedHighCnt = 0;
401           while (true)
402           {
403               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
404               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
405
406               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
407               // is done with a stable algorithm because all the values but the
408               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
409               // and we want to keep the same order for all the moves except the
410               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
411               // search the already searched PV lines are preserved.
412               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
413
414               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
415               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
416               // the previous iteration.
417               if (Threads.stop)
418                   break;
419
420               // When failing high/low give some update (without cluttering
421               // the UI) before a re-search.
422               if (   mainThread
423                   && multiPV == 1
424                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
425                   && Time.elapsed() > 3000)
426                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
427
428               // In case of failing low/high increase aspiration window and
429               // re-search, otherwise exit the loop.
430               if (bestValue <= alpha)
431               {
432                   beta = (alpha + beta) / 2;
433                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
434
435                   failedHighCnt = 0;
436                   if (mainThread)
437                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
438               }
439               else if (bestValue >= beta)
440               {
441                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
442                   ++failedHighCnt;
443               }
444               else
445                   break;
446
447               delta += delta / 4 + 5;
448
449               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
450           }
451
452           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
453           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
454
455           if (    mainThread
456               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
457               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
458       }
459
460       if (!Threads.stop)
461           completedDepth = rootDepth;
462
463       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
464          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
465          lastBestMoveDepth = rootDepth;
466       }
467
468       // Have we found a "mate in x"?
469       if (   Limits.mate
470           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
471           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
472           Threads.stop = true;
473
474       if (!mainThread)
475           continue;
476
477       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
478       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
479           skill.pick_best(multiPV);
480
481       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
482       for (Thread* th : Threads)
483       {
484           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
485           th->bestMoveChanges = 0;
486       }
487
488       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
489       if (    Limits.use_time_management()
490           && !Threads.stop
491           && !mainThread->stopOnPonderhit)
492       {
493           double fallingEval = (142 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
494                                     + 6 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
495                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
496           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
497
498           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
499           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
500           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
501           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
502                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
503           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
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,
595          ttCapture, singularQuietLMR;
596     Piece movedPiece;
597     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement;
598
599     // Step 1. Initialize node
600     ss->inCheck        = pos.checkers();
601     priorCapture       = pos.captured_piece();
602     Color us           = pos.side_to_move();
603     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
604     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
605     maxValue           = VALUE_INFINITE;
606
607     // Check for the available remaining time
608     if (thisThread == Threads.main())
609         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
610
611     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
612     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
613         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
614
615     if (!rootNode)
616     {
617         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
618         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
619             || pos.is_draw(ss->ply)
620             || ss->ply >= MAX_PLY)
621             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
622                                                         : value_draw(pos.this_thread());
623
624         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
625         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
626         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
627         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
628         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
629         // mate. In this case return a fail-high score.
630         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
631         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
632         if (alpha >= beta)
633             return alpha;
634     }
635     else
636         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
637
638     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
639
640     (ss+1)->ttPv         = false;
641     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
642     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
643     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
644     ss->depth            = depth;
645     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
646
647     // Update the running average statistics for double extensions
648     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
649
650     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
651     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
652     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
653     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
654     // LMR which are based on the statScore of parent position.
655     if (!rootNode)
656         (ss+2)->statScore = 0;
657
658     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
659     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
660     // position key in case of an excluded move.
661     excludedMove = ss->excludedMove;
662     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
663     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
664     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
665     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
666             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
667     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
668     if (!excludedMove)
669         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
670
671     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
672     if (   ss->ttPv
673         && depth > 12
674         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
675         && !priorCapture
676         && is_ok((ss-1)->currentMove))
677         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
678
679     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
680     if (  !PvNode
681         && ss->ttHit
682         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
683         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
684         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
685                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
686     {
687         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
688         if (ttMove)
689         {
690             if (ttValue >= beta)
691             {
692                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
693                 if (!ttCapture)
694                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
695
696                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
697                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
698                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
699             }
700             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
701             else if (!ttCapture)
702             {
703                 int penalty = -stat_bonus(depth);
704                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
705                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
706             }
707         }
708
709         // Partial workaround for the graph history interaction problem
710         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
711         if (pos.rule50_count() < 90)
712             return ttValue;
713     }
714
715     // Step 5. Tablebases probe
716     if (!rootNode && TB::Cardinality)
717     {
718         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
719
720         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
721             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
722             &&  pos.rule50_count() == 0
723             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
724         {
725             TB::ProbeState err;
726             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
727
728             // Force check of time on the next occasion
729             if (thisThread == Threads.main())
730                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
731
732             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
733             {
734                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
735
736                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
737
738                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
739                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
740                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
741                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
742
743                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
744                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
745
746                 if (    b == BOUND_EXACT
747                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
748                 {
749                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
750                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
751                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
752
753                     return value;
754                 }
755
756                 if (PvNode)
757                 {
758                     if (b == BOUND_LOWER)
759                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
760                     else
761                         maxValue = value;
762                 }
763             }
764         }
765     }
766
767     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
768
769     // Step 6. Static evaluation of the position
770     if (ss->inCheck)
771     {
772         // Skip early pruning when in check
773         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
774         improving = false;
775         improvement = 0;
776         goto moves_loop;
777     }
778     else if (ss->ttHit)
779     {
780         // Never assume anything about values stored in TT
781         ss->staticEval = eval = tte->eval();
782         if (eval == VALUE_NONE)
783             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
784
785         // Randomize draw evaluation
786         if (eval == VALUE_DRAW)
787             eval = value_draw(thisThread);
788
789         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
790         if (    ttValue != VALUE_NONE
791             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
792             eval = ttValue;
793     }
794     else
795     {
796         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
797
798         // Save static evaluation into transposition table
799         if (!excludedMove)
800             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
801     }
802
803     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
804     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
805     {
806         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
807         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
808     }
809
810     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
811     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
812     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
813     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
814     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
815                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
816                   :                                    200;
817
818     improving = improvement > 0;
819
820     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
821     // The depth condition is important for mate finding.
822     if (   !ss->ttPv
823         &&  depth < 9
824         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
825         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
826         return eval;
827
828     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
829     if (   !PvNode
830         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
831         && (ss-1)->statScore < 23767
832         &&  eval >= beta
833         &&  eval >= ss->staticEval
834         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204
835         && !excludedMove
836         &&  pos.non_pawn_material(us)
837         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
838     {
839         assert(eval - beta >= 0);
840
841         // Null move dynamic reduction based on depth and value
842         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
843
844         ss->currentMove = MOVE_NULL;
845         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
846
847         pos.do_null_move(st);
848
849         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
850
851         pos.undo_null_move();
852
853         if (nullValue >= beta)
854         {
855             // Do not return unproven mate or TB scores
856             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
857                 nullValue = beta;
858
859             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
860                 return nullValue;
861
862             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
863
864             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
865             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
866             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
867             thisThread->nmpColor = us;
868
869             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
870
871             thisThread->nmpMinPly = 0;
872
873             if (v >= beta)
874                 return nullValue;
875         }
876     }
877
878     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
879
880     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
881     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
882     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
883     if (   !PvNode
884         &&  depth > 4
885         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
886         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
887         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
888         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
889         // so effective depth is equal to depth - 3
890         && !(   ss->ttHit
891              && tte->depth() >= depth - 3
892              && ttValue != VALUE_NONE
893              && ttValue < probCutBeta))
894     {
895         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
896
897         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
898         bool ttPv = ss->ttPv;
899         ss->ttPv = false;
900
901         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
902             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
903             {
904                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
905                 assert(depth >= 5);
906
907                 captureOrPromotion = true;
908
909                 ss->currentMove = move;
910                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
911                                                                           [captureOrPromotion]
912                                                                           [pos.moved_piece(move)]
913                                                                           [to_sq(move)];
914
915                 pos.do_move(move, st);
916
917                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
918                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
919
920                 // If the qsearch held, perform the regular search
921                 if (value >= probCutBeta)
922                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
923
924                 pos.undo_move(move);
925
926                 if (value >= probCutBeta)
927                 {
928                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
929                     if ( !(ss->ttHit
930                        && tte->depth() >= depth - 3
931                        && ttValue != VALUE_NONE))
932                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
933                             BOUND_LOWER,
934                             depth - 3, move, ss->staticEval);
935                     return value;
936                 }
937             }
938          ss->ttPv = ttPv;
939     }
940
941     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
942     if (   PvNode
943         && depth >= 6
944         && !ttMove)
945         depth -= 2;
946
947     if (   cutNode
948         && depth >= 9
949         && !ttMove)
950         depth--;
951
952 moves_loop: // When in check, search starts here
953
954     int rangeReduction = 0;
955
956     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
957     probCutBeta = beta + 409;
958     if (   ss->inCheck
959         && !PvNode
960         && depth >= 4
961         && ttCapture
962         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
963         && tte->depth() >= depth - 3
964         && ttValue >= probCutBeta
965         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
966         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
967        )
968         return probCutBeta;
969
970
971     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
972                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
973                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
974
975     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
976
977     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
978                                       &thisThread->lowPlyHistory,
979                                       &captureHistory,
980                                       contHist,
981                                       countermove,
982                                       ss->killers,
983                                       ss->ply);
984
985     value = bestValue;
986     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
987
988     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
989     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
990     bool likelyFailLow =    PvNode
991                          && ttMove
992                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
993                          && tte->depth() >= depth;
994
995     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
996     // or a beta cutoff occurs.
997     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
998     {
999       assert(is_ok(move));
1000
1001       if (move == excludedMove)
1002           continue;
1003
1004       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
1005       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
1006       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
1007       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
1008       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
1009                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
1010           continue;
1011
1012       // Check for legality
1013       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1014           continue;
1015
1016       ss->moveCount = ++moveCount;
1017
1018       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1019           sync_cout << "info depth " << depth
1020                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1021                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1022       if (PvNode)
1023           (ss+1)->pv = nullptr;
1024
1025       extension = 0;
1026       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1027       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1028       givesCheck = pos.gives_check(move);
1029
1030       // Calculate new depth for this move
1031       newDepth = depth - 1;
1032
1033       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1034       if (  !rootNode
1035           && pos.non_pawn_material(us)
1036           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1037       {
1038           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1039           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1040
1041           // Reduced depth of the next LMR search
1042           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2), 0);
1043
1044           if (   captureOrPromotion
1045               || givesCheck)
1046           {
1047               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1048               if (   !givesCheck
1049                   && lmrDepth < 1
1050                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1051                   continue;
1052
1053               // SEE based pruning
1054               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1055                   continue;
1056           }
1057           else
1058           {
1059               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1060                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1061                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1062
1063               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1064               if (   lmrDepth < 5
1065                   && history < -3000 * depth + 3000)
1066                   continue;
1067
1068               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1069
1070               lmrDepth = std::max(0, lmrDepth - (beta - alpha < thisThread->rootDelta / 4));
1071
1072               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1073               if (   !ss->inCheck
1074                   && lmrDepth < 8
1075                   && ss->staticEval + 142 + 139 * lmrDepth + history / 64 <= alpha)
1076                   continue;
1077
1078               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1079               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1080                   continue;
1081           }
1082       }
1083
1084       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1085
1086       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1087       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1088       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1089       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1090       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1091       if (   !rootNode
1092           &&  depth >= 7
1093           &&  move == ttMove
1094           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1095        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1096           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1097           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1098           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1099       {
1100           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1101           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1102
1103           ss->excludedMove = move;
1104           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1105           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1106
1107           if (value < singularBeta)
1108           {
1109               extension = 1;
1110               singularQuietLMR = !ttCapture;
1111
1112               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1113               if (   !PvNode
1114                   && value < singularBeta - 75
1115                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1116                   extension = 2;
1117           }
1118
1119           // Multi-cut pruning
1120           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1121           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1122           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1123           // a soft bound.
1124           else if (singularBeta >= beta)
1125               return singularBeta;
1126
1127           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1128           else if (ttValue >= beta)
1129               extension = -2;
1130       }
1131
1132       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1133       else if (   (PvNode || cutNode)
1134                && captureOrPromotion
1135                && moveCount != 1)
1136           extension = 1;
1137
1138       // Check extensions
1139       else if (   givesCheck
1140                && depth > 6
1141                && abs(ss->staticEval) > 100)
1142           extension = 1;
1143
1144       // Quiet ttMove extensions
1145       else if (   PvNode
1146                && move == ttMove
1147                && move == ss->killers[0]
1148                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1149           extension = 1;
1150
1151       // Add extension to new depth
1152       newDepth += extension;
1153       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1154
1155       // Speculative prefetch as early as possible
1156       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1157
1158       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1159       ss->currentMove = move;
1160       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1161                                                                 [captureOrPromotion]
1162                                                                 [movedPiece]
1163                                                                 [to_sq(move)];
1164
1165       // Step 15. Make the move
1166       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1167
1168       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1169       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1170       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1171       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1172       if (    depth >= 3
1173           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1174           && (   !ss->ttPv
1175               || !captureOrPromotion
1176               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1177       {
1178           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, rangeReduction > 2);
1179
1180           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1181           if (   PvNode
1182               && bestMoveCount <= 3
1183               && beta - alpha >= thisThread->rootDelta / 4)
1184               r--;
1185
1186           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1187           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1188           if (   ss->ttPv
1189               && !likelyFailLow)
1190               r -= 2;
1191
1192           // Increase reduction at non-PV nodes
1193           if (!PvNode)
1194               r++;
1195
1196           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1197           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1198               r--;
1199
1200           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1201           if (singularQuietLMR)
1202               r--;
1203
1204           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1205           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1206               r += 2;
1207
1208           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1209           if (ttCapture)
1210               r++;
1211
1212           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1213                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1214                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1215                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1216                          - 4923;
1217
1218           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1219           r -= ss->statScore / 14721;
1220
1221           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1222           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1223           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1224           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1225                        : moveCount <= 5            ? 2
1226                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1227                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1228                        :                             0;
1229
1230           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1231
1232           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1233
1234           // Range reductions (~3 Elo)
1235           if (ss->staticEval - value < 30 && depth > 7)
1236               rangeReduction++;
1237
1238           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1239           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1240           didLMR = true;
1241       }
1242       else
1243       {
1244           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1245           didLMR = false;
1246       }
1247
1248       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1249       if (doFullDepthSearch)
1250       {
1251           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1252
1253           // If the move passed LMR update its stats
1254           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1255           {
1256               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1257                                         : -stat_bonus(newDepth);
1258
1259               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1260           }
1261       }
1262
1263       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1264       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1265       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1266       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1267       {
1268           (ss+1)->pv = pv;
1269           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1270
1271           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1272                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1273       }
1274
1275       // Step 18. Undo move
1276       pos.undo_move(move);
1277
1278       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1279
1280       // Step 19. Check for a new best move
1281       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1282       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1283       // updating best move, PV and TT.
1284       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1285           return VALUE_ZERO;
1286
1287       if (rootNode)
1288       {
1289           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1290                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1291
1292           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1293
1294           // PV move or new best move?
1295           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1296           {
1297               rm.score = value;
1298               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1299               rm.pv.resize(1);
1300
1301               assert((ss+1)->pv);
1302
1303               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1304                   rm.pv.push_back(*m);
1305
1306               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1307               // This information is used for time management and LMR. In MultiPV mode,
1308               // we must take care to only do this for the first PV line.
1309               if (   moveCount > 1
1310                   && !thisThread->pvIdx)
1311                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1312           }
1313           else
1314               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1315               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1316               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1317               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1318       }
1319
1320       if (value > bestValue)
1321       {
1322           bestValue = value;
1323
1324           if (value > alpha)
1325           {
1326               bestMove = move;
1327
1328               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1329                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1330
1331               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1332               {
1333                   alpha = value;
1334                   bestMoveCount++;
1335               }
1336               else
1337               {
1338                   assert(value >= beta); // Fail high
1339                   break;
1340               }
1341           }
1342       }
1343
1344       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1345       if (move != bestMove)
1346       {
1347           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1348               capturesSearched[captureCount++] = move;
1349
1350           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1351               quietsSearched[quietCount++] = move;
1352       }
1353     }
1354
1355     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1356     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1357     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1358     /*
1359        if (Threads.stop)
1360         return VALUE_DRAW;
1361     */
1362
1363     // Step 20. Check for mate and stalemate
1364     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1365     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1366     // return a fail low score.
1367
1368     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1369
1370     if (!moveCount)
1371         bestValue = excludedMove ? alpha :
1372                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1373                                  : VALUE_DRAW;
1374
1375     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1376     else if (bestMove)
1377         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1378                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1379
1380     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1381     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1382              && !priorCapture)
1383     {
1384         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1385         //or fail low was really bad
1386         bool extraBonus =    PvNode
1387                           || cutNode
1388                           || bestValue < alpha - 94 * depth;
1389
1390         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1391     }
1392
1393     if (PvNode)
1394         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1395
1396     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1397     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1398     if (bestValue <= alpha)
1399         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1400     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1401     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1402     else if (depth > 3)
1403         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1404
1405     // Write gathered information in transposition table
1406     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1407         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1408                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1409                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1410                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1411
1412     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1413
1414     return bestValue;
1415   }
1416
1417
1418   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1419   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1420   template <NodeType nodeType>
1421   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1422
1423     static_assert(nodeType != Root);
1424     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1425
1426     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1427     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1428     assert(depth <= 0);
1429
1430     Move pv[MAX_PLY+1];
1431     StateInfo st;
1432     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1433
1434     TTEntry* tte;
1435     Key posKey;
1436     Move ttMove, move, bestMove;
1437     Depth ttDepth;
1438     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1439     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1440     int moveCount;
1441
1442     if (PvNode)
1443     {
1444         (ss+1)->pv = pv;
1445         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1446     }
1447
1448     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1449     bestMove = MOVE_NONE;
1450     ss->inCheck = pos.checkers();
1451     moveCount = 0;
1452
1453     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1454     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1455         || ss->ply >= MAX_PLY)
1456         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1457
1458     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1459
1460     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1461     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1462     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1463     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1464                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1465     // Transposition table lookup
1466     posKey = pos.key();
1467     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1468     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1469     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1470     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1471
1472     if (  !PvNode
1473         && ss->ttHit
1474         && tte->depth() >= ttDepth
1475         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1476         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1477                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1478         return ttValue;
1479
1480     // Evaluate the position statically
1481     if (ss->inCheck)
1482     {
1483         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1484         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1485     }
1486     else
1487     {
1488         if (ss->ttHit)
1489         {
1490             // Never assume anything about values stored in TT
1491             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1492                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1493
1494             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1495             if (    ttValue != VALUE_NONE
1496                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1497                 bestValue = ttValue;
1498         }
1499         else
1500             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1501             ss->staticEval = bestValue =
1502             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1503                                              : -(ss-1)->staticEval;
1504
1505         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1506         if (bestValue >= beta)
1507         {
1508             // Save gathered info in transposition table
1509             if (!ss->ttHit)
1510                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1511                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1512
1513             return bestValue;
1514         }
1515
1516         if (PvNode && bestValue > alpha)
1517             alpha = bestValue;
1518
1519         futilityBase = bestValue + 155;
1520     }
1521
1522     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1523                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1524                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1525
1526     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1527     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1528     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1529     // will be generated.
1530     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1531                                       &thisThread->captureHistory,
1532                                       contHist,
1533                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1534
1535     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1536     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1537     {
1538       assert(is_ok(move));
1539
1540       // Check for legality
1541       if (!pos.legal(move))
1542           continue;
1543
1544       givesCheck = pos.gives_check(move);
1545       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1546
1547       moveCount++;
1548
1549       // Futility pruning and moveCount pruning
1550       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1551           && !givesCheck
1552           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1553           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1554       {
1555
1556           if (moveCount > 2)
1557               continue;
1558
1559           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1560
1561           if (futilityValue <= alpha)
1562           {
1563               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1564               continue;
1565           }
1566
1567           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1568           {
1569               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1570               continue;
1571           }
1572       }
1573
1574       // Do not search moves with negative SEE values
1575       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1576           && !pos.see_ge(move))
1577           continue;
1578
1579       // Speculative prefetch as early as possible
1580       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1581
1582       ss->currentMove = move;
1583       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1584                                                                 [captureOrPromotion]
1585                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1586                                                                 [to_sq(move)];
1587
1588       // Continuation history based pruning
1589       if (  !captureOrPromotion
1590           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1591           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1592           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1593           continue;
1594
1595       // Make and search the move
1596       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1597       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1598       pos.undo_move(move);
1599
1600       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1601
1602       // Check for a new best move
1603       if (value > bestValue)
1604       {
1605           bestValue = value;
1606
1607           if (value > alpha)
1608           {
1609               bestMove = move;
1610
1611               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1612                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1613
1614               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1615                   alpha = value;
1616               else
1617                   break; // Fail high
1618           }
1619        }
1620     }
1621
1622     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1623     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1624     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1625     {
1626         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1627
1628         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1629     }
1630
1631     // Save gathered info in transposition table
1632     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1633               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1634               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1635
1636     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1637
1638     return bestValue;
1639   }
1640
1641
1642   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1643   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1644   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1645
1646   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1647
1648     assert(v != VALUE_NONE);
1649
1650     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1651           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1652   }
1653
1654
1655   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1656   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1657   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1658   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1659   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1660
1661   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1662
1663     if (v == VALUE_NONE)
1664         return VALUE_NONE;
1665
1666     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1667     {
1668         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1669             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1670
1671         return v - ply;
1672     }
1673
1674     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1675     {
1676         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1677             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1678
1679         return v + ply;
1680     }
1681
1682     return v;
1683   }
1684
1685
1686   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1687
1688   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1689
1690     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1691         *pv++ = *childPv++;
1692     *pv = MOVE_NONE;
1693   }
1694
1695
1696   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1697
1698   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1699                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1700
1701     int bonus1, bonus2;
1702     Color us = pos.side_to_move();
1703     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1704     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1705     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1706     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1707
1708     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1709     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1710                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1711
1712     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1713     {
1714         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1715         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1716
1717         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1718         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1719         {
1720             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1721             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1722         }
1723     }
1724     else
1725         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1726         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1727
1728     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1729     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1730     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1731         && !pos.captured_piece())
1732             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1733
1734     // Decrease stats for all non-best capture moves
1735     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1736     {
1737         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1738         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1739         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1740     }
1741   }
1742
1743
1744   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1745   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1746
1747   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1748
1749     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1750     {
1751         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1752         if (ss->inCheck && i > 2)
1753             break;
1754         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1755             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1756     }
1757   }
1758
1759
1760   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1761
1762   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1763
1764     // Update killers
1765     if (ss->killers[0] != move)
1766     {
1767         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1768         ss->killers[0] = move;
1769     }
1770
1771     Color us = pos.side_to_move();
1772     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1773     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1774     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1775
1776     // Update countermove history
1777     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1778     {
1779         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1780         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1781     }
1782
1783     // Update low ply history
1784     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1785         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1786   }
1787
1788   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1789   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1790
1791   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1792
1793     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1794     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1795
1796     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1797     Value topScore = rootMoves[0].score;
1798     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1799     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1800     double weakness = 120 - 2 * level;
1801
1802     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1803     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1804     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1805     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1806     {
1807         // This is our magic formula
1808         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1809                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1810
1811         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1812         {
1813             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1814             best = rootMoves[i].pv[0];
1815         }
1816     }
1817
1818     return best;
1819   }
1820
1821 } // namespace
1822
1823
1824 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1825 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1826
1827 void MainThread::check_time() {
1828
1829   if (--callsCnt > 0)
1830       return;
1831
1832   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1833   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1834
1835   static TimePoint lastInfoTime = now();
1836
1837   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1838   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1839
1840   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1841   {
1842       lastInfoTime = tick;
1843       dbg_print();
1844   }
1845
1846   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1847   if (ponder)
1848       return;
1849
1850   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1851       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1852       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1853       Threads.stop = true;
1854 }
1855
1856
1857 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1858 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1859
1860 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1861
1862   std::stringstream ss;
1863   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1864   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1865   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1866   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1867   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1868   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1869
1870   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1871   {
1872       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1873
1874       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1875           continue;
1876
1877       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1878       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1879
1880       if (v == -VALUE_INFINITE)
1881           v = VALUE_ZERO;
1882
1883       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1884       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1885
1886       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1887           ss << "\n";
1888
1889       ss << "info"
1890          << " depth "    << d
1891          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1892          << " multipv "  << i + 1
1893          << " score "    << UCI::value(v);
1894
1895       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1896           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1897
1898       if (!tb && i == pvIdx)
1899           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1900
1901       ss << " nodes "    << nodesSearched
1902          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1903
1904       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1905           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1906
1907       ss << " tbhits "   << tbHits
1908          << " time "     << elapsed
1909          << " pv";
1910
1911       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1912           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1913   }
1914
1915   return ss.str();
1916 }
1917
1918
1919 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1920 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1921 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1922 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1923
1924 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1925
1926     StateInfo st;
1927     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1928
1929     bool ttHit;
1930
1931     assert(pv.size() == 1);
1932
1933     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1934         return false;
1935
1936     pos.do_move(pv[0], st);
1937     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1938
1939     if (ttHit)
1940     {
1941         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1942         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1943             pv.push_back(m);
1944     }
1945
1946     pos.undo_move(pv[0]);
1947     return pv.size() > 1;
1948 }
1949
1950 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1951
1952     RootInTB = false;
1953     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1954     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1955     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1956     bool dtz_available = true;
1957
1958     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1959     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1960     if (Cardinality > MaxCardinality)
1961     {
1962         Cardinality = MaxCardinality;
1963         ProbeDepth = 0;
1964     }
1965
1966     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1967     {
1968         // Rank moves using DTZ tables
1969         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1970
1971         if (!RootInTB)
1972         {
1973             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1974             dtz_available = false;
1975             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1976         }
1977     }
1978
1979     if (RootInTB)
1980     {
1981         // Sort moves according to TB rank
1982         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1983                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1984
1985         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1986         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1987             Cardinality = 0;
1988     }
1989     else
1990     {
1991         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1992         for (auto& m : rootMoves)
1993             m.tbRank = 0;
1994     }
1995 }
1996
1997 } // namespace Stockfish