]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Use NNUE in low piece endgames close to the root.
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(168 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1463 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 1010);
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((9 * d + 270) * d - 311 , 2145);
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   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
92   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
93   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
94   // results spanning a wide range of k values.
95   struct Skill {
96     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
97         if (uci_elo)
98             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
99         else
100             level = double(skill_level);
101     }
102     bool enabled() const { return level < 20.0; }
103     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
104     Move pick_best(size_t multiPV);
105
106     double level;
107     Move best = MOVE_NONE;
108   };
109
110   template <NodeType nodeType>
111   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
112
113   template <NodeType nodeType>
114   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
115
116   Value value_to_tt(Value v, int ply);
117   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
118   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
119   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
120   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
121   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
122                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
123
124   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
125   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
126   template<bool Root>
127   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
128
129     StateInfo st;
130     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
131
132     uint64_t cnt, nodes = 0;
133     const bool leaf = (depth == 2);
134
135     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
136     {
137         if (Root && depth <= 1)
138             cnt = 1, nodes++;
139         else
140         {
141             pos.do_move(m, st);
142             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
143             nodes += cnt;
144             pos.undo_move(m);
145         }
146         if (Root)
147             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
148     }
149     return nodes;
150   }
151
152 } // namespace
153
154
155 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
156
157 void Search::init() {
158
159   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
160       Reductions[i] = int((20.81 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
161 }
162
163
164 /// Search::clear() resets search state to its initial value
165
166 void Search::clear() {
167
168   Threads.main()->wait_for_search_finished();
169
170   Time.availableNodes = 0;
171   TT.clear();
172   Threads.clear();
173   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
174 }
175
176
177 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
178 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
179
180 void MainThread::search() {
181
182   if (Limits.perft)
183   {
184       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
185       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
186       return;
187   }
188
189   Color us = rootPos.side_to_move();
190   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
191   TT.new_search();
192
193   Eval::NNUE::verify();
194
195   if (rootMoves.empty())
196   {
197       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
198       sync_cout << "info depth 0 score "
199                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
200                 << sync_endl;
201   }
202   else
203   {
204       Threads.start_searching(); // start non-main threads
205       Thread::search();          // main thread start searching
206   }
207
208   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
209   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
210   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
211   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
212   // until the GUI sends one of those commands.
213
214   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
215   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
216
217   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
218   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
219   Threads.stop = true;
220
221   // Wait until all threads have finished
222   Threads.wait_for_search_finished();
223
224   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
225   // the available ones before exiting.
226   if (Limits.npmsec)
227       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
228
229   Thread* bestThread = this;
230   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
231
232   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
233       && !Limits.depth
234       && !skill.enabled()
235       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
236       bestThread = Threads.get_best_thread();
237
238   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
239   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
240
241   // Send again PV info if we have a new best thread
242   if (bestThread != this)
243       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
244
245   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
246
247   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
248       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
249
250   std::cout << sync_endl;
251 }
252
253
254 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
255 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
256 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
257
258 void Thread::search() {
259
260   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
261   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
262   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
263   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
264   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
265   Move  pv[MAX_PLY+1];
266   Value alpha, beta, delta;
267   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
268   Depth lastBestMoveDepth = 0;
269   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
270   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
271   Color us = rootPos.side_to_move();
272   int iterIdx = 0;
273
274   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
275   for (int i = 7; i > 0; i--)
276       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
277
278   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
279       (ss+i)->ply = i;
280
281   ss->pv = pv;
282
283   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
284   beta = VALUE_INFINITE;
285
286   if (mainThread)
287   {
288       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
289           for (int i = 0; i < 4; ++i)
290               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
291       else
292           for (int i = 0; i < 4; ++i)
293               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
294   }
295
296   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
297   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
298
299   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
300   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
301   if (skill.enabled())
302       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
303
304   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
305
306   complexityAverage.set(202, 1);
307
308   trend         = SCORE_ZERO;
309   optimism[ us] = Value(39);
310   optimism[~us] = -optimism[us];
311
312   int searchAgainCounter = 0;
313
314   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
315   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
316          && !Threads.stop
317          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
318   {
319       // Age out PV variability metric
320       if (mainThread)
321           totBestMoveChanges /= 2;
322
323       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
324       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
325       for (RootMove& rm : rootMoves)
326           rm.previousScore = rm.score;
327
328       size_t pvFirst = 0;
329       pvLast = 0;
330
331       if (!Threads.increaseDepth)
332          searchAgainCounter++;
333
334       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
335       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
336       {
337           if (pvIdx == pvLast)
338           {
339               pvFirst = pvLast;
340               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
341                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
342                       break;
343           }
344
345           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
346           selDepth = 0;
347
348           // Reset aspiration window starting size
349           if (rootDepth >= 4)
350           {
351               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
352               delta = Value(16) + int(prev) * prev / 19178;
353               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
354               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
355
356               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
357               int tr = sigmoid(prev, 3, 8, 90, 125, 1);
358               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
359                                    : -make_score(tr, tr / 2));
360
361               int opt = sigmoid(prev, 8, 17, 144, 13966, 183);
362               optimism[ us] = Value(opt);
363               optimism[~us] = -optimism[us];
364           }
365
366           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
367           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
368           // high/low anymore.
369           int failedHighCnt = 0;
370           while (true)
371           {
372               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
373               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
374
375               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
376               // is done with a stable algorithm because all the values but the
377               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
378               // and we want to keep the same order for all the moves except the
379               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
380               // search the already searched PV lines are preserved.
381               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
382
383               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
384               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
385               // the previous iteration.
386               if (Threads.stop)
387                   break;
388
389               // When failing high/low give some update (without cluttering
390               // the UI) before a re-search.
391               if (   mainThread
392                   && multiPV == 1
393                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
394                   && Time.elapsed() > 3000)
395                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
396
397               // In case of failing low/high increase aspiration window and
398               // re-search, otherwise exit the loop.
399               if (bestValue <= alpha)
400               {
401                   beta = (alpha + beta) / 2;
402                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
403
404                   failedHighCnt = 0;
405                   if (mainThread)
406                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
407               }
408               else if (bestValue >= beta)
409               {
410                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
411                   ++failedHighCnt;
412               }
413               else
414                   break;
415
416               delta += delta / 4 + 2;
417
418               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
419           }
420
421           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
422           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
423
424           if (    mainThread
425               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
426               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
427       }
428
429       if (!Threads.stop)
430           completedDepth = rootDepth;
431
432       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
433          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
434          lastBestMoveDepth = rootDepth;
435       }
436
437       // Have we found a "mate in x"?
438       if (   Limits.mate
439           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
440           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
441           Threads.stop = true;
442
443       if (!mainThread)
444           continue;
445
446       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
447       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
448           skill.pick_best(multiPV);
449
450       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
451       for (Thread* th : Threads)
452       {
453           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
454           th->bestMoveChanges = 0;
455       }
456
457       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
458       if (    Limits.use_time_management()
459           && !Threads.stop
460           && !mainThread->stopOnPonderhit)
461       {
462           double fallingEval = (69 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
463                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
464           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
465
466           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
467           timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
468           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
469           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
470                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
471           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
472           double complexPosition = std::clamp(1.0 + (complexity - 326) / 1618.1, 0.5, 1.5);
473
474           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
475
476           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
477           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
478           if (rootMoves.size() == 1)
479               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
480
481           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
482           if (Time.elapsed() > totalTime)
483           {
484               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
485               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
486               if (mainThread->ponder)
487                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
488               else
489                   Threads.stop = true;
490           }
491           else if (   Threads.increaseDepth
492                    && !mainThread->ponder
493                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
494                    Threads.increaseDepth = false;
495           else
496                    Threads.increaseDepth = true;
497       }
498
499       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
500       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
501   }
502
503   if (!mainThread)
504       return;
505
506   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
507
508   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
509   if (skill.enabled())
510       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
511                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
512 }
513
514
515 namespace {
516
517   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
518
519   template <NodeType nodeType>
520   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
521
522     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
523     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
524     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
525
526     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
527     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
528     if (   !rootNode
529         && pos.rule50_count() >= 3
530         && alpha < VALUE_DRAW
531         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
532     {
533         alpha = value_draw(pos.this_thread());
534         if (alpha >= beta)
535             return alpha;
536     }
537
538     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
539     if (depth <= 0)
540         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
541
542     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
543     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
544     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
545     assert(!(PvNode && cutNode));
546
547     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
548     StateInfo st;
549     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
550
551     TTEntry* tte;
552     Key posKey;
553     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
554     Depth extension, newDepth;
555     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
556     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
557     bool capture, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
558     Piece movedPiece;
559     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement, complexity;
560
561     // Step 1. Initialize node
562     Thread* thisThread = pos.this_thread();
563     thisThread->depth  = depth;
564     ss->inCheck        = pos.checkers();
565     priorCapture       = pos.captured_piece();
566     Color us           = pos.side_to_move();
567     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
568     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
569     maxValue           = VALUE_INFINITE;
570
571     // Check for the available remaining time
572     if (thisThread == Threads.main())
573         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
574
575     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
576     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
577         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
578
579     if (!rootNode)
580     {
581         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
582         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
583             || pos.is_draw(ss->ply)
584             || ss->ply >= MAX_PLY)
585             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
586                                                         : value_draw(pos.this_thread());
587
588         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
589         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
590         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
591         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
592         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
593         // mate. In this case return a fail-high score.
594         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
595         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
596         if (alpha >= beta)
597             return alpha;
598     }
599     else
600         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
601
602     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
603
604     (ss+1)->ttPv         = false;
605     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
607     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
608     ss->depth            = depth;
609     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
610
611     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
612     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
613     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
614     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
615     // LMR which are based on the statScore of parent position.
616     if (!rootNode)
617         (ss+2)->statScore = 0;
618
619     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
620     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
621     // position key in case of an excluded move.
622     excludedMove = ss->excludedMove;
623     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
624     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
625     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
626     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
627             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
628     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
629     if (!excludedMove)
630         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
631
632     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
633     if (  !PvNode
634         && ss->ttHit
635         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
636         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
637         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
638                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
639     {
640         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
641         if (ttMove)
642         {
643             if (ttValue >= beta)
644             {
645                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
646                 if (!ttCapture)
647                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
648
649                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
650                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
651                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
652             }
653             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
654             else if (!ttCapture)
655             {
656                 int penalty = -stat_bonus(depth);
657                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
658                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
659             }
660         }
661
662         // Partial workaround for the graph history interaction problem
663         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
664         if (pos.rule50_count() < 90)
665             return ttValue;
666     }
667
668     // Step 5. Tablebases probe
669     if (!rootNode && TB::Cardinality)
670     {
671         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
672
673         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
674             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
675             &&  pos.rule50_count() == 0
676             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
677         {
678             TB::ProbeState err;
679             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
680
681             // Force check of time on the next occasion
682             if (thisThread == Threads.main())
683                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
684
685             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
686             {
687                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
688
689                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
690
691                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
692                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
693                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
694                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
695
696                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
697                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
698
699                 if (    b == BOUND_EXACT
700                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
701                 {
702                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
703                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
704                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
705
706                     return value;
707                 }
708
709                 if (PvNode)
710                 {
711                     if (b == BOUND_LOWER)
712                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
713                     else
714                         maxValue = value;
715                 }
716             }
717         }
718     }
719
720     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
721
722     // Step 6. Static evaluation of the position
723     if (ss->inCheck)
724     {
725         // Skip early pruning when in check
726         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
727         improving = false;
728         improvement = 0;
729         complexity = 0;
730         goto moves_loop;
731     }
732     else if (ss->ttHit)
733     {
734         // Never assume anything about values stored in TT
735         ss->staticEval = eval = tte->eval();
736         if (eval == VALUE_NONE)
737             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
738
739         // Randomize draw evaluation
740         if (eval == VALUE_DRAW)
741             eval = value_draw(thisThread);
742
743         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
744         if (    ttValue != VALUE_NONE
745             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
746             eval = ttValue;
747     }
748     else
749     {
750         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
751
752         // Save static evaluation into transposition table
753         if (!excludedMove)
754             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
755     }
756
757     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
758     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
759     {
760         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
761         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
762     }
763
764     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
765     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
766     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
767     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
768     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
769                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
770                   :                                    175;
771
772     improving = improvement > 0;
773     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
774
775     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
776
777     // Step 7. Razoring.
778     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
779     // return a fail low.
780     if (   !PvNode
781         && depth <= 7
782         && eval < alpha - 348 - 258 * depth * depth)
783     {
784         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
785         if (value < alpha)
786             return value;
787     }
788
789     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
790     // The depth condition is important for mate finding.
791     if (   !ss->ttPv
792         &&  depth < 8
793         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
794         &&  eval >= beta
795         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
796         return eval;
797
798     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
799     if (   !PvNode
800         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
801         && (ss-1)->statScore < 14695
802         &&  eval >= beta
803         &&  eval >= ss->staticEval
804         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 198 + complexity / 28
805         && !excludedMove
806         &&  pos.non_pawn_material(us)
807         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
808     {
809         assert(eval - beta >= 0);
810
811         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
812         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 147, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 753);
813
814         ss->currentMove = MOVE_NULL;
815         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
816
817         pos.do_null_move(st);
818
819         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
820
821         pos.undo_null_move();
822
823         if (nullValue >= beta)
824         {
825             // Do not return unproven mate or TB scores
826             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
827                 nullValue = beta;
828
829             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
830                 return nullValue;
831
832             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
833
834             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
835             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
836             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
837             thisThread->nmpColor = us;
838
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
840
841             thisThread->nmpMinPly = 0;
842
843             if (v >= beta)
844                 return nullValue;
845         }
846     }
847
848     probCutBeta = beta + 179 - 46 * improving;
849
850     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
851     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
852     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
853     if (   !PvNode
854         &&  depth > 4
855         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
856         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
857         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
858         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
859         // so effective depth is equal to depth - 3
860         && !(   ss->ttHit
861              && tte->depth() >= depth - 3
862              && ttValue != VALUE_NONE
863              && ttValue < probCutBeta))
864     {
865         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
866
867         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, depth - 3, &captureHistory);
868         bool ttPv = ss->ttPv;
869         bool captureOrPromotion;
870         ss->ttPv = false;
871
872         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
873             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
874             {
875                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
876
877                 captureOrPromotion = true;
878
879                 ss->currentMove = move;
880                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
881                                                                           [captureOrPromotion]
882                                                                           [pos.moved_piece(move)]
883                                                                           [to_sq(move)];
884
885                 pos.do_move(move, st);
886
887                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
888                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
889
890                 // If the qsearch held, perform the regular search
891                 if (value >= probCutBeta)
892                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
893
894                 pos.undo_move(move);
895
896                 if (value >= probCutBeta)
897                 {
898                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
899                     if ( !(ss->ttHit
900                        && tte->depth() >= depth - 3
901                        && ttValue != VALUE_NONE))
902                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
903                             BOUND_LOWER,
904                             depth - 3, move, ss->staticEval);
905                     return value;
906                 }
907             }
908          ss->ttPv = ttPv;
909     }
910
911     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type (~3 Elo)
912     if (   PvNode
913         && depth >= 3
914         && !ttMove)
915         depth -= 2;
916
917     if (   cutNode
918         && depth >= 8
919         && !ttMove)
920         depth--;
921
922 moves_loop: // When in check, search starts here
923
924     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
925     probCutBeta = beta + 481;
926     if (   ss->inCheck
927         && !PvNode
928         && depth >= 2
929         && ttCapture
930         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
931         && tte->depth() >= depth - 3
932         && ttValue >= probCutBeta
933         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
934         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
935        )
936         return probCutBeta;
937
938
939     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
940                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
941                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
942
943     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
944
945     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
946                                       &captureHistory,
947                                       contHist,
948                                       countermove,
949                                       ss->killers);
950
951     value = bestValue;
952     moveCountPruning = false;
953
954     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
955     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
956     bool likelyFailLow =    PvNode
957                          && ttMove
958                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
959                          && tte->depth() >= depth;
960
961     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
962     // or a beta cutoff occurs.
963     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
964     {
965       assert(is_ok(move));
966
967       if (move == excludedMove)
968           continue;
969
970       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
971       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
972       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
973       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
974       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
975                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
976           continue;
977
978       // Check for legality
979       if (!rootNode && !pos.legal(move))
980           continue;
981
982       ss->moveCount = ++moveCount;
983
984       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
985           sync_cout << "info depth " << depth
986                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
987                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
988       if (PvNode)
989           (ss+1)->pv = nullptr;
990
991       extension = 0;
992       capture = pos.capture(move);
993       movedPiece = pos.moved_piece(move);
994       givesCheck = pos.gives_check(move);
995
996       // Calculate new depth for this move
997       newDepth = depth - 1;
998
999       Value delta = beta - alpha;
1000
1001       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1002       if (  !rootNode
1003           && pos.non_pawn_material(us)
1004           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1005       {
1006           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1007           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1008
1009           // Reduced depth of the next LMR search
1010           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1011
1012           if (   capture
1013               || givesCheck)
1014           {
1015               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1016               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1017                   && !givesCheck
1018                   && !PvNode
1019                   && lmrDepth < 6
1020                   && !ss->inCheck
1021                   && ss->staticEval + 281 + 179 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1022                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1023                   continue;
1024
1025               // SEE based pruning (~9 Elo)
1026               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1027                   continue;
1028           }
1029           else
1030           {
1031               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1032                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1033                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1034
1035               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1036               if (   lmrDepth < 5
1037                   && history < -3875 * (depth - 1))
1038                   continue;
1039
1040               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1041
1042               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1043               if (   !ss->inCheck
1044                   && lmrDepth < 11
1045                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1046                   continue;
1047
1048               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1049               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1050                   continue;
1051           }
1052       }
1053
1054       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1055       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1056       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1057       {
1058           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1059           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1060           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1061           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1062           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1063           if (   !rootNode
1064               &&  depth >= 4 + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1065               &&  move == ttMove
1066               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1067            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1068               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1069               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1070               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1071           {
1072               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1073               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1074
1075               ss->excludedMove = move;
1076               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1077               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1078
1079               if (value < singularBeta)
1080               {
1081                   extension = 1;
1082
1083                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1084                   if (  !PvNode
1085                       && value < singularBeta - 26
1086                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1087                       extension = 2;
1088               }
1089
1090               // Multi-cut pruning
1091               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1092               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1093               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1094               // a soft bound.
1095               else if (singularBeta >= beta)
1096                   return singularBeta;
1097
1098               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1099               else if (ttValue >= beta)
1100                   extension = -2;
1101           }
1102
1103           // Check extensions (~1 Elo)
1104           else if (   givesCheck
1105                    && depth > 9
1106                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1107               extension = 1;
1108
1109           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1110           else if (   PvNode
1111                    && move == ttMove
1112                    && move == ss->killers[0]
1113                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1114               extension = 1;
1115       }
1116
1117       // Add extension to new depth
1118       newDepth += extension;
1119       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1120
1121       // Speculative prefetch as early as possible
1122       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1123
1124       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1125       ss->currentMove = move;
1126       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1127                                                                 [capture]
1128                                                                 [movedPiece]
1129                                                                 [to_sq(move)];
1130
1131       // Step 16. Make the move
1132       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1133
1134       bool doDeeperSearch = false;
1135
1136       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1137       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1138       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1139       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1140       if (    depth >= 2
1141           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1142           && (   !ss->ttPv
1143               || !capture
1144               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1145       {
1146           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1147
1148           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1149           if (   PvNode
1150               && bestMoveCount <= 3)
1151               r--;
1152
1153           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1154           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1155           if (   ss->ttPv
1156               && !likelyFailLow)
1157               r -= 2;
1158
1159           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1160           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1161               r--;
1162
1163           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1164           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1165               r += 2;
1166
1167           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1168           if (ttCapture)
1169               r++;
1170
1171           // Decrease reduction at PvNodes if bestvalue
1172           // is vastly different from static evaluation
1173           if (PvNode && !ss->inCheck && abs(ss->staticEval - bestValue) > 250)
1174               r--;
1175
1176           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1177                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1178                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1179                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1180                          - 4334;
1181
1182           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1183           r -= ss->statScore / 15914;
1184
1185           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1186           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1187           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1188           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1189                        : moveCount <= 4            ? 2
1190                        : PvNode && depth > 4       ? 1
1191                        : cutNode && moveCount <= 8 ? 1
1192                        :                             0;
1193
1194           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1195
1196           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1197
1198           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1199           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1200           doDeeperSearch = value > (alpha + 78 + 11 * (newDepth - d));
1201           didLMR = true;
1202       }
1203       else
1204       {
1205           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1206           didLMR = false;
1207       }
1208
1209       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1210       if (doFullDepthSearch)
1211       {
1212           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1213
1214           // If the move passed LMR update its stats
1215           if (didLMR)
1216           {
1217               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1218                                         : -stat_bonus(newDepth);
1219
1220               if (capture)
1221                   bonus /= 6;
1222
1223               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1224           }
1225       }
1226
1227       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1228       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1229       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1230       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1231       {
1232           (ss+1)->pv = pv;
1233           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1234
1235           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1236                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1237       }
1238
1239       // Step 19. Undo move
1240       pos.undo_move(move);
1241
1242       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1243
1244       // Step 20. Check for a new best move
1245       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1246       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1247       // updating best move, PV and TT.
1248       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1249           return VALUE_ZERO;
1250
1251       if (rootNode)
1252       {
1253           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1254                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1255
1256           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1257
1258           // PV move or new best move?
1259           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1260           {
1261               rm.score = value;
1262               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1263               rm.pv.resize(1);
1264
1265               assert((ss+1)->pv);
1266
1267               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1268                   rm.pv.push_back(*m);
1269
1270               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1271               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1272               // we must take care to only do this for the first PV line.
1273               if (   moveCount > 1
1274                   && !thisThread->pvIdx)
1275                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1276           }
1277           else
1278               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1279               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1280               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1281               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1282       }
1283
1284       if (value > bestValue)
1285       {
1286           bestValue = value;
1287
1288           if (value > alpha)
1289           {
1290               bestMove = move;
1291
1292               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1293                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1294
1295               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1296               {
1297                   alpha = value;
1298                   bestMoveCount++;
1299               }
1300               else
1301               {
1302                   assert(value >= beta); // Fail high
1303                   break;
1304               }
1305           }
1306       }
1307
1308       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1309       if (move != bestMove)
1310       {
1311           if (capture && captureCount < 32)
1312               capturesSearched[captureCount++] = move;
1313
1314           else if (!capture && quietCount < 64)
1315               quietsSearched[quietCount++] = move;
1316       }
1317     }
1318
1319     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1320     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1321     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1322     /*
1323        if (Threads.stop)
1324         return VALUE_DRAW;
1325     */
1326
1327     // Step 21. Check for mate and stalemate
1328     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1329     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1330     // return a fail low score.
1331
1332     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1333
1334     if (!moveCount)
1335         bestValue = excludedMove ? alpha :
1336                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1337                                  : VALUE_DRAW;
1338
1339     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1340     else if (bestMove)
1341         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1342                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1343
1344     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1345     else if (   (depth >= 4 || PvNode)
1346              && !priorCapture)
1347     {
1348         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1349         //or fail low was really bad
1350         bool extraBonus =    PvNode
1351                           || cutNode
1352                           || bestValue < alpha - 70 * depth;
1353
1354         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1355     }
1356
1357     if (PvNode)
1358         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1359
1360     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1361     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1362     if (bestValue <= alpha)
1363         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1364
1365     // Write gathered information in transposition table
1366     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1367         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1368                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1369                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1370                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1371
1372     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1373
1374     return bestValue;
1375   }
1376
1377
1378   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1379   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1380   template <NodeType nodeType>
1381   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1382
1383     static_assert(nodeType != Root);
1384     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1385
1386     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1387     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1388     assert(depth <= 0);
1389
1390     Move pv[MAX_PLY+1];
1391     StateInfo st;
1392     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1393
1394     TTEntry* tte;
1395     Key posKey;
1396     Move ttMove, move, bestMove;
1397     Depth ttDepth;
1398     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1399     bool pvHit, givesCheck, capture;
1400     int moveCount;
1401
1402     if (PvNode)
1403     {
1404         (ss+1)->pv = pv;
1405         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1406     }
1407
1408     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1409     bestMove = MOVE_NONE;
1410     ss->inCheck = pos.checkers();
1411     moveCount = 0;
1412
1413     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1414     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1415         || ss->ply >= MAX_PLY)
1416         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1417
1418     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1419
1420     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1421     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1422     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1423     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1424                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1425     // Transposition table lookup
1426     posKey = pos.key();
1427     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1428     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1429     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1430     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1431
1432     if (  !PvNode
1433         && ss->ttHit
1434         && tte->depth() >= ttDepth
1435         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1436         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1437                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1438         return ttValue;
1439
1440     // Evaluate the position statically
1441     if (ss->inCheck)
1442     {
1443         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1444         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1445     }
1446     else
1447     {
1448         if (ss->ttHit)
1449         {
1450             // Never assume anything about values stored in TT
1451             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1452                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1453
1454             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1455             if (    ttValue != VALUE_NONE
1456                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1457                 bestValue = ttValue;
1458         }
1459         else
1460             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1461             ss->staticEval = bestValue =
1462             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1463                                              : -(ss-1)->staticEval;
1464
1465         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1466         if (bestValue >= beta)
1467         {
1468             // Save gathered info in transposition table
1469             if (!ss->ttHit)
1470                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1471                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1472
1473             return bestValue;
1474         }
1475
1476         if (PvNode && bestValue > alpha)
1477             alpha = bestValue;
1478
1479         futilityBase = bestValue + 118;
1480     }
1481
1482     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1483                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1484                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1485
1486     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1487     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1488     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1489     // will be generated.
1490     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1491     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1492                                       &thisThread->captureHistory,
1493                                       contHist,
1494                                       prevSq);
1495
1496     int quietCheckEvasions = 0;
1497
1498     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1499     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1500     {
1501       assert(is_ok(move));
1502
1503       // Check for legality
1504       if (!pos.legal(move))
1505           continue;
1506
1507       givesCheck = pos.gives_check(move);
1508       capture = pos.capture(move);
1509
1510       moveCount++;
1511
1512       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1513       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1514           && !givesCheck
1515           &&  to_sq(move) != prevSq
1516           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1517           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1518       {
1519
1520           if (moveCount > 2)
1521               continue;
1522
1523           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1524
1525           if (futilityValue <= alpha)
1526           {
1527               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1528               continue;
1529           }
1530
1531           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1532           {
1533               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1534               continue;
1535           }
1536       }
1537
1538       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1539       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1540           && !pos.see_ge(move))
1541           continue;
1542
1543       // Speculative prefetch as early as possible
1544       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1545
1546       ss->currentMove = move;
1547       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1548                                                                 [capture]
1549                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1550                                                                 [to_sq(move)];
1551
1552       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1553       if (  !capture
1554           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1555           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1556           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1557           continue;
1558
1559       // movecount pruning for quiet check evasions
1560       if (  bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1561           && quietCheckEvasions > 1
1562           && !capture
1563           && ss->inCheck)
1564           continue;
1565
1566       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1567
1568       // Make and search the move
1569       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1570       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1571       pos.undo_move(move);
1572
1573       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1574
1575       // Check for a new best move
1576       if (value > bestValue)
1577       {
1578           bestValue = value;
1579
1580           if (value > alpha)
1581           {
1582               bestMove = move;
1583
1584               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1585                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1586
1587               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1588                   alpha = value;
1589               else
1590                   break; // Fail high
1591           }
1592        }
1593     }
1594
1595     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1596     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1597     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1598     {
1599         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1600
1601         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1602     }
1603
1604     // Save gathered info in transposition table
1605     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1606               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1607               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1608
1609     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1610
1611     return bestValue;
1612   }
1613
1614
1615   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1616   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1617   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1618
1619   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1620
1621     assert(v != VALUE_NONE);
1622
1623     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1624           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1625   }
1626
1627
1628   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1629   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1630   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1631   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1632   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1633
1634   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1635
1636     if (v == VALUE_NONE)
1637         return VALUE_NONE;
1638
1639     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1640     {
1641         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1642             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1643
1644         return v - ply;
1645     }
1646
1647     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1648     {
1649         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1650             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1651
1652         return v + ply;
1653     }
1654
1655     return v;
1656   }
1657
1658
1659   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1660
1661   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1662
1663     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1664         *pv++ = *childPv++;
1665     *pv = MOVE_NONE;
1666   }
1667
1668
1669   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1670
1671   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1672                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1673
1674     int bonus1, bonus2;
1675     Color us = pos.side_to_move();
1676     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1677     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1678     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1679     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1680
1681     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1682     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1683                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1684
1685     if (!pos.capture(bestMove))
1686     {
1687         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1688         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1689
1690         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1691         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1692         {
1693             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1694             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1695         }
1696     }
1697     else
1698         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1699         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1700
1701     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1702     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1703     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1704         && !pos.captured_piece())
1705             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1706
1707     // Decrease stats for all non-best capture moves
1708     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1709     {
1710         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1711         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1712         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1713     }
1714   }
1715
1716
1717   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1718   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1719
1720   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1721
1722     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1723     {
1724         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1725         if (ss->inCheck && i > 2)
1726             break;
1727         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1728             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1729     }
1730   }
1731
1732
1733   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1734
1735   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1736
1737     // Update killers
1738     if (ss->killers[0] != move)
1739     {
1740         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1741         ss->killers[0] = move;
1742     }
1743
1744     Color us = pos.side_to_move();
1745     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1746     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1747     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1748
1749     // Update countermove history
1750     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1751     {
1752         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1753         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1754     }
1755   }
1756
1757   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1758   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1759
1760   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1761
1762     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1763     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1764
1765     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1766     Value topScore = rootMoves[0].score;
1767     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1768     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1769     double weakness = 120 - 2 * level;
1770
1771     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1772     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1773     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1774     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1775     {
1776         // This is our magic formula
1777         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1778                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1779
1780         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1781         {
1782             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1783             best = rootMoves[i].pv[0];
1784         }
1785     }
1786
1787     return best;
1788   }
1789
1790 } // namespace
1791
1792
1793 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1794 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1795
1796 void MainThread::check_time() {
1797
1798   if (--callsCnt > 0)
1799       return;
1800
1801   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1802   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1803
1804   static TimePoint lastInfoTime = now();
1805
1806   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1807   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1808
1809   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1810   {
1811       lastInfoTime = tick;
1812       dbg_print();
1813   }
1814
1815   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1816   if (ponder)
1817       return;
1818
1819   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1820       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1821       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1822       Threads.stop = true;
1823 }
1824
1825
1826 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1827 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1828
1829 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1830
1831   std::stringstream ss;
1832   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1833   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1834   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1835   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1836   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1837   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1838
1839   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1840   {
1841       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1842
1843       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1844           continue;
1845
1846       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1847       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1848
1849       if (v == -VALUE_INFINITE)
1850           v = VALUE_ZERO;
1851
1852       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1853       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1854
1855       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1856           ss << "\n";
1857
1858       ss << "info"
1859          << " depth "    << d
1860          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1861          << " multipv "  << i + 1
1862          << " score "    << UCI::value(v);
1863
1864       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1865           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1866
1867       if (!tb && i == pvIdx)
1868           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1869
1870       ss << " nodes "    << nodesSearched
1871          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1872
1873       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1874           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1875
1876       ss << " tbhits "   << tbHits
1877          << " time "     << elapsed
1878          << " pv";
1879
1880       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1881           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1882   }
1883
1884   return ss.str();
1885 }
1886
1887
1888 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1889 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1890 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1891 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1892
1893 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1894
1895     StateInfo st;
1896     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1897
1898     bool ttHit;
1899
1900     assert(pv.size() == 1);
1901
1902     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1903         return false;
1904
1905     pos.do_move(pv[0], st);
1906     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1907
1908     if (ttHit)
1909     {
1910         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1911         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1912             pv.push_back(m);
1913     }
1914
1915     pos.undo_move(pv[0]);
1916     return pv.size() > 1;
1917 }
1918
1919 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1920
1921     RootInTB = false;
1922     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1923     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1924     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1925     bool dtz_available = true;
1926
1927     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1928     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1929     if (Cardinality > MaxCardinality)
1930     {
1931         Cardinality = MaxCardinality;
1932         ProbeDepth = 0;
1933     }
1934
1935     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1936     {
1937         // Rank moves using DTZ tables
1938         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1939
1940         if (!RootInTB)
1941         {
1942             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1943             dtz_available = false;
1944             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1945         }
1946     }
1947
1948     if (RootInTB)
1949     {
1950         // Sort moves according to TB rank
1951         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1952                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1953
1954         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1955         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1956             Cardinality = 0;
1957     }
1958     else
1959     {
1960         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1961         for (auto& m : rootMoves)
1962             m.tbRank = 0;
1963     }
1964 }
1965
1966 } // namespace Stockfish