]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Fix compilation after recent merge.
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 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 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
67     return Value(154 * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table, initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1449 - int(delta) * 937 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(341 * d - 470, 1710);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
292   beta = VALUE_INFINITE;
293   optimism[WHITE] = optimism[BLACK] = VALUE_ZERO;
294
295   if (mainThread)
296   {
297
298       int rootComplexity;
299       Eval::evaluate(rootPos, &rootComplexity);
300
301       mainThread->complexity = std::min(1.03 + (rootComplexity - 241) / 1552.0, 1.45);
302
303       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
304           for (int i = 0; i < 4; ++i)
305               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
306       else
307           for (int i = 0; i < 4; ++i)
308               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
309   }
310
311   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
312   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
313
314   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
315   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
316   if (skill.enabled())
317       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
318
319   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
320
321   int searchAgainCounter = 0;
322
323   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
324   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
325          && !Threads.stop
326          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
327   {
328       // Age out PV variability metric
329       if (mainThread)
330           totBestMoveChanges /= 2;
331
332       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
333       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
334       for (RootMove& rm : rootMoves)
335           rm.previousScore = rm.score;
336
337       size_t pvFirst = 0;
338       pvLast = 0;
339
340       if (!Threads.increaseDepth)
341           searchAgainCounter++;
342
343       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
344       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
345       {
346           if (pvIdx == pvLast)
347           {
348               pvFirst = pvLast;
349               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
350                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
351                       break;
352           }
353
354           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
355           selDepth = 0;
356
357           // Reset aspiration window starting size
358           if (rootDepth >= 4)
359           {
360               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
361               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
362               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
363               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
364
365               // Adjust optimism based on root move's previousScore
366               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
367               optimism[ us] = Value(opt);
368               optimism[~us] = -optimism[us];
369           }
370
371           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
372           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
373           // high/low anymore.
374           int failedHighCnt = 0;
375           while (true)
376           {
377               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
378               // four searchAgain steps (see issue #2717).
379               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
380               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
381
382               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
383               // is done with a stable algorithm because all the values but the
384               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
385               // and we want to keep the same order for all the moves except the
386               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
387               // search the already searched PV lines are preserved.
388               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
389
390               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
391               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
392               // the previous iteration.
393               if (Threads.stop)
394                   break;
395
396               // When failing high/low give some update (without cluttering
397               // the UI) before a re-search.
398               if (   mainThread
399                   && multiPV == 1
400                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
401                   && Time.elapsed() > 3000)
402                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
403
404               // In case of failing low/high increase aspiration window and
405               // re-search, otherwise exit the loop.
406               if (bestValue <= alpha)
407               {
408                   beta = (alpha + beta) / 2;
409                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
410
411                   failedHighCnt = 0;
412                   if (mainThread)
413                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
414               }
415               else if (bestValue >= beta)
416               {
417                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
418                   ++failedHighCnt;
419               }
420               else
421                   break;
422
423               delta += delta / 4 + 2;
424
425               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
426           }
427
428           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
429           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
430
431           if (    mainThread
432               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
433               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
434       }
435
436       if (!Threads.stop)
437           completedDepth = rootDepth;
438
439       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
440       {
441           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
442           lastBestMoveDepth = rootDepth;
443       }
444
445       // Have we found a "mate in x"?
446       if (   Limits.mate
447           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
448           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
449           Threads.stop = true;
450
451       if (!mainThread)
452           continue;
453
454       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
455       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
456           skill.pick_best(multiPV);
457
458       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
459       for (Thread* th : Threads)
460       {
461           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
462           th->bestMoveChanges = 0;
463       }
464
465       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
466       if (    Limits.use_time_management()
467           && !Threads.stop
468           && !mainThread->stopOnPonderhit)
469       {
470           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
471                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
472           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
473
474           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
475           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
476           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
477           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
478
479           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * mainThread->complexity;
480
481           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
482           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
483           if (rootMoves.size() == 1)
484               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
485
486           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
487           if (Time.elapsed() > totalTime)
488           {
489               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
490               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
491               if (mainThread->ponder)
492                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
493               else
494                   Threads.stop = true;
495           }
496           else if (   !mainThread->ponder
497                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
498               Threads.increaseDepth = false;
499           else
500               Threads.increaseDepth = true;
501       }
502
503       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
504       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
505   }
506
507   if (!mainThread)
508       return;
509
510   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
511
512   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
513   if (skill.enabled())
514       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
515                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
516 }
517
518
519 namespace {
520
521   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
522
523   template <NodeType nodeType>
524   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
525
526     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
527     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
528
529     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
530     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
531     if (   !rootNode
532         && pos.rule50_count() >= 3
533         && alpha < VALUE_DRAW
534         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
535     {
536         alpha = value_draw(pos.this_thread());
537         if (alpha >= beta)
538             return alpha;
539     }
540
541     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
542     if (depth <= 0)
543         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
544
545     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
546     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
547     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
548     assert(!(PvNode && cutNode));
549
550     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
551     StateInfo st;
552     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
553
554     TTEntry* tte;
555     Key posKey;
556     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
557     Depth extension, newDepth;
558     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
559     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
560     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
561     Piece movedPiece;
562     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
563
564     // Step 1. Initialize node
565     Thread* thisThread = pos.this_thread();
566     ss->inCheck        = pos.checkers();
567     priorCapture       = pos.captured_piece();
568     Color us           = pos.side_to_move();
569     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
570     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
571     maxValue           = VALUE_INFINITE;
572
573     // Check for the available remaining time
574     if (thisThread == Threads.main())
575         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
576
577     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
578     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
579         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
580
581     if (!rootNode)
582     {
583         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
584         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
585             || pos.is_draw(ss->ply)
586             || ss->ply >= MAX_PLY)
587             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
588                                                         : value_draw(pos.this_thread());
589
590         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
591         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
592         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
593         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
594         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
595         // mate. In this case return a fail-high score.
596         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
597         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
598         if (alpha >= beta)
599             return alpha;
600     }
601     else
602         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
603
604     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
605
606     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
607     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
608     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
609     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
610     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
611     ss->statScore        = 0;
612
613     // Step 4. Transposition table lookup.
614     excludedMove = ss->excludedMove;
615     posKey = pos.key();
616     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
617     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
618     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
619             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
620     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
621
622     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
623     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
624     if (!excludedMove)
625         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
626
627     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
628     if (  !PvNode
629         && ss->ttHit
630         && !excludedMove
631         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
632         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
633         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
634     {
635         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
636         if (ttMove)
637         {
638             if (ttValue >= beta)
639             {
640                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
641                 if (!ttCapture)
642                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
643
644                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
645                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
646                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
647             }
648             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
649             else if (!ttCapture)
650             {
651                 int penalty = -stat_bonus(depth);
652                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
653                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
654             }
655         }
656
657         // Partial workaround for the graph history interaction problem
658         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
659         if (pos.rule50_count() < 90)
660             return ttValue;
661     }
662
663     // Step 5. Tablebases probe
664     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
665     {
666         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
667
668         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
669             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
670             &&  pos.rule50_count() == 0
671             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
672         {
673             TB::ProbeState err;
674             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
675
676             // Force check of time on the next occasion
677             if (thisThread == Threads.main())
678                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
679
680             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
681             {
682                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
683
684                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
685
686                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
687                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
688                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
689                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
690
691                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
692                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
693
694                 if (    b == BOUND_EXACT
695                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
696                 {
697                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
698                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
699                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
700
701                     return value;
702                 }
703
704                 if (PvNode)
705                 {
706                     if (b == BOUND_LOWER)
707                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
708                     else
709                         maxValue = value;
710                 }
711             }
712         }
713     }
714
715     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
716
717     // Step 6. Static evaluation of the position
718     if (ss->inCheck)
719     {
720         // Skip early pruning when in check
721         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
722         improving = false;
723         improvement = 0;
724         complexity = 0;
725         goto moves_loop;
726     }
727     else if (excludedMove)
728     {
729         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
730         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
731         eval = ss->staticEval;
732         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
733     }
734     else if (ss->ttHit)
735     {
736         // Never assume anything about values stored in TT
737         ss->staticEval = eval = tte->eval();
738         if (eval == VALUE_NONE)
739             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
740         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
741         {
742             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
743             if (PvNode)
744                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
745         }
746
747         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
748         if (    ttValue != VALUE_NONE
749             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
750             eval = ttValue;
751     }
752     else
753     {
754         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
755         // Save static evaluation into transposition table
756         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
757     }
758
759     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
760     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
761     {
762         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
763         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
764     }
765
766     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
767     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
768     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
769     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
770     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
771                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
772                   :                                    156;
773     improving = improvement > 0;
774
775     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
776     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
777     // return a fail low.
778     if (eval < alpha - 426 - 256 * depth * depth)
779     {
780         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
781         if (value < alpha)
782             return value;
783     }
784
785     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
786     // The depth condition is important for mate finding.
787     if (   !ss->ttPv
788         &&  depth < 9
789         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
790         &&  eval >= beta
791         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
792         return eval;
793
794     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
795     if (   !PvNode
796         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
797         && (ss-1)->statScore < 18755
798         &&  eval >= beta
799         &&  eval >= ss->staticEval
800         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 253 + complexity / 25
801         && !excludedMove
802         &&  pos.non_pawn_material(us)
803         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
804     {
805         assert(eval - beta >= 0);
806
807         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
808         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 172, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 825);
809
810         ss->currentMove = MOVE_NULL;
811         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
812
813         pos.do_null_move(st);
814
815         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
816
817         pos.undo_null_move();
818
819         if (nullValue >= beta)
820         {
821             // Do not return unproven mate or TB scores
822             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
823                 nullValue = beta;
824
825             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
826                 return nullValue;
827
828             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
829
830             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
831             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
832             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
833             thisThread->nmpColor = us;
834
835             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
836
837             thisThread->nmpMinPly = 0;
838
839             if (v >= beta)
840                 return nullValue;
841         }
842     }
843
844     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
845
846     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
847     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
848     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
849     if (   !PvNode
850         &&  depth > 4
851         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
852         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
853         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
854         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
855         // so effective depth is equal to depth - 3
856         && !(   ss->ttHit
857              && tte->depth() >= depth - 3
858              && ttValue != VALUE_NONE
859              && ttValue < probCutBeta))
860     {
861         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
862
863         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
864
865         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
866             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
867             {
868                 assert(pos.capture_stage(move));
869
870                 ss->currentMove = move;
871                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
872                                                                           [true]
873                                                                           [pos.moved_piece(move)]
874                                                                           [to_sq(move)];
875
876                 pos.do_move(move, st);
877
878                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
879                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
880
881                 // If the qsearch held, perform the regular search
882                 if (value >= probCutBeta)
883                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
884
885                 pos.undo_move(move);
886
887                 if (value >= probCutBeta)
888                 {
889                     // Save ProbCut data into transposition table
890                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
891                     return value;
892                 }
893             }
894
895         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
896     }
897
898     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 2 (or by 4 if the TT entry for the current position was hit and the stored depth is greater than or equal to the current depth).
899     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
900     if (    PvNode
901         && !ttMove)
902         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit &&  tte->depth() >= depth);
903
904     if (depth <= 0)
905         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
906
907     if (    cutNode
908         &&  depth >= 7
909         && !ttMove)
910         depth -= 2;
911
912 moves_loop: // When in check, search starts here
913
914     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
915     probCutBeta = beta + 391;
916     if (   ss->inCheck
917         && !PvNode
918         && depth >= 2
919         && ttCapture
920         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
921         && tte->depth() >= depth - 3
922         && ttValue >= probCutBeta
923         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
924         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
925         return probCutBeta;
926
927     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
928                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
929                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
930
931     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
932
933     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
934                                       &captureHistory,
935                                       contHist,
936                                       countermove,
937                                       ss->killers);
938
939     value = bestValue;
940     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
941
942     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
943     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
944     bool likelyFailLow =    PvNode
945                          && ttMove
946                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
947                          && tte->depth() >= depth;
948
949     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
950     // or a beta cutoff occurs.
951     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
952     {
953       assert(is_ok(move));
954
955       if (move == excludedMove)
956           continue;
957
958       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
959       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
960       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
961       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
962       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
963                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
964           continue;
965
966       // Check for legality
967       if (!rootNode && !pos.legal(move))
968           continue;
969
970       ss->moveCount = ++moveCount;
971
972       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
973           sync_cout << "info depth " << depth
974                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
975                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
976       if (PvNode)
977           (ss+1)->pv = nullptr;
978
979       extension = 0;
980       capture = pos.capture_stage(move);
981       movedPiece = pos.moved_piece(move);
982       givesCheck = pos.gives_check(move);
983
984       // Calculate new depth for this move
985       newDepth = depth - 1;
986
987       Value delta = beta - alpha;
988
989       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
990
991       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
992       if (  !rootNode
993           && pos.non_pawn_material(us)
994           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
995       {
996           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
997           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
998
999           // Reduced depth of the next LMR search
1000           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1001
1002           if (   capture
1003               || givesCheck)
1004           {
1005               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1006               if (   !givesCheck
1007                   && lmrDepth < 6
1008                   && !ss->inCheck
1009                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1010                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1011                   continue;
1012
1013               Bitboard occupied;
1014               // SEE based pruning (~11 Elo)
1015               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-206) * depth))
1016               {
1017                   if (depth < 2 - capture)
1018                       continue;
1019                   // don't prune move if a heavy enemy piece (KQR) is under attack after the exchanges
1020                   Bitboard leftEnemies = (pos.pieces(~us, QUEEN, ROOK) | pos.pieces(~us, KING)) & occupied;
1021                   Bitboard attacks = 0;
1022                   occupied |= to_sq(move);
1023                   while (leftEnemies && !attacks)
1024                   {
1025                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1026                       attacks |= pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1027                       // exclude Queen/Rook(s) which were already threatened before SEE
1028                       if (attacks && (sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us))))
1029                           attacks = 0;
1030                   }
1031                   if (!attacks)
1032                       continue;
1033               }
1034           }
1035           else
1036           {
1037               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1038                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1039                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1040
1041               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1042               if (   lmrDepth < 5
1043                   && history < -4405 * (depth - 1))
1044                   continue;
1045
1046               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1047
1048               lmrDepth += history / 7278;
1049               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1050
1051               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1052               if (   !ss->inCheck
1053                   && lmrDepth < 13
1054                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1055                   continue;
1056
1057               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1058
1059               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1060               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1061                   continue;
1062           }
1063       }
1064
1065       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1066       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1067       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1068       {
1069           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1070           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1071           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1072           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1073           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1074           if (   !rootNode
1075               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1076               &&  move == ttMove
1077               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1078            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1079               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1080               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1081               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1082           {
1083               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1084               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1085
1086               ss->excludedMove = move;
1087               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1088               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1089
1090               if (value < singularBeta)
1091               {
1092                   extension = 1;
1093                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1094
1095                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1096                   if (  !PvNode
1097                       && value < singularBeta - 25
1098                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1099                   {
1100                       extension = 2;
1101                       depth += depth < 13;
1102                   }
1103               }
1104
1105               // Multi-cut pruning
1106               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1107               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1108               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1109               // a soft bound.
1110               else if (singularBeta >= beta)
1111                   return singularBeta;
1112
1113               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1114               else if (ttValue >= beta)
1115                   extension = -2 - !PvNode;
1116
1117               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1118               else if (ttValue <= value)
1119                   extension = -1;
1120
1121               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1122               else if (ttValue <= alpha)
1123                   extension = -1;
1124           }
1125
1126           // Check extensions (~1 Elo)
1127           else if (   givesCheck
1128                    && depth > 10
1129                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1130               extension = 1;
1131
1132           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1133           else if (   PvNode
1134                    && move == ttMove
1135                    && move == ss->killers[0]
1136                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1137               extension = 1;
1138       }
1139
1140       // Add extension to new depth
1141       newDepth += extension;
1142       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1143
1144       // Speculative prefetch as early as possible
1145       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1146
1147       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1148       ss->currentMove = move;
1149       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1150                                                                 [capture]
1151                                                                 [movedPiece]
1152                                                                 [to_sq(move)];
1153
1154       // Step 16. Make the move
1155       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1156
1157       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1158       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1159       if (   ss->ttPv
1160           && !likelyFailLow)
1161           r -= 2;
1162
1163       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1164       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1165           r--;
1166
1167       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1168       if (cutNode)
1169           r += 2;
1170
1171       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1172       if (ttCapture)
1173           r++;
1174
1175       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1176       if (PvNode)
1177           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1178
1179       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1180       if (singularQuietLMR)
1181           r--;
1182
1183       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1184       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1185           r++;
1186
1187       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history (~1 Elo)
1188       if (move == ss->killers[0]
1189           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3722)
1190           r--;
1191
1192       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1193                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1194                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1195                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1196                      - 4082;
1197
1198       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1199       r -= ss->statScore / (11079 + 4626 * (depth > 6 && depth < 19));
1200
1201       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1202       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1203       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1204       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1205       if (    depth >= 2
1206           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1207           && (   !ss->ttPv
1208               || !capture
1209               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1210       {
1211           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1212           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1213           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1214           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1215
1216           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1217
1218           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1219           if (value > alpha && d < newDepth)
1220           {
1221               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1222               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1223               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1224               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1225               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1226
1227               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1228
1229               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1230
1231               if (newDepth > d)
1232                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1233
1234               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1235                                         : -stat_bonus(newDepth);
1236
1237               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1238           }
1239       }
1240
1241       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1242       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1243       {
1244           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1245           if (!ttMove && cutNode)
1246               r += 2;
1247
1248           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1249       }
1250
1251       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1252       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1253       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1254       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1255       {
1256           (ss+1)->pv = pv;
1257           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1258
1259           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1260
1261           if (moveCount > 1 && newDepth >= depth && !capture)
1262               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), -stat_bonus(newDepth));
1263       }
1264
1265       // Step 19. Undo move
1266       pos.undo_move(move);
1267
1268       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1269
1270       // Step 20. Check for a new best move
1271       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1272       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1273       // updating best move, PV and TT.
1274       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1275           return VALUE_ZERO;
1276
1277       if (rootNode)
1278       {
1279           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1280                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1281
1282           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1283
1284           // PV move or new best move?
1285           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1286           {
1287               rm.score =  rm.uciScore = value;
1288               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1289               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1290
1291               if (value >= beta)
1292               {
1293                   rm.scoreLowerbound = true;
1294                   rm.uciScore = beta;
1295               }
1296               else if (value <= alpha)
1297               {
1298                   rm.scoreUpperbound = true;
1299                   rm.uciScore = alpha;
1300               }
1301
1302               rm.pv.resize(1);
1303
1304               assert((ss+1)->pv);
1305
1306               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1307                   rm.pv.push_back(*m);
1308
1309               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1310               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1311               // we must take care to only do this for the first PV line.
1312               if (   moveCount > 1
1313                   && !thisThread->pvIdx)
1314                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1315           }
1316           else
1317               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1318               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1319               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1320               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1321       }
1322
1323       if (value > bestValue)
1324       {
1325           bestValue = value;
1326
1327           if (value > alpha)
1328           {
1329               bestMove = move;
1330
1331               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1332                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1333
1334               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1335               {
1336
1337                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1338                   if (   depth > 1
1339                       && ((improving && complexity > 971) || (value < (5 * alpha + 75 * beta) / 87) || depth < 6)
1340                       && beta  <  12535
1341                       && value > -12535) {
1342                       bool extraReduction = depth > 2 && alpha > -12535 && bestValue != -VALUE_INFINITE && (value - bestValue) > (7 * (beta - alpha)) / 8;
1343                       depth -= 1 + extraReduction;
1344                   }
1345
1346                   assert(depth > 0);
1347                   alpha = value;
1348               }
1349               else
1350               {
1351                   ss->cutoffCnt++;
1352                   assert(value >= beta); // Fail high
1353                   break;
1354               }
1355           }
1356       }
1357
1358
1359       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1360       if (move != bestMove)
1361       {
1362           if (capture && captureCount < 32)
1363               capturesSearched[captureCount++] = move;
1364
1365           else if (!capture && quietCount < 64)
1366               quietsSearched[quietCount++] = move;
1367       }
1368     }
1369
1370     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1371     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1372     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1373     /*
1374        if (Threads.stop)
1375         return VALUE_DRAW;
1376     */
1377
1378     // Step 21. Check for mate and stalemate
1379     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1380     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1381     // return a fail low score.
1382
1383     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1384
1385     if (!moveCount)
1386         bestValue = excludedMove ? alpha :
1387                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1388                                  : VALUE_DRAW;
1389
1390     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1391     else if (bestMove)
1392         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1393                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1394
1395     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1396     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1397     {
1398         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1399         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1400     }
1401
1402     if (PvNode)
1403         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1404
1405     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1406     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1407     if (bestValue <= alpha)
1408         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1409
1410     // Write gathered information in transposition table
1411     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1412         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1413                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1414                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1415                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1416
1417     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1418
1419     return bestValue;
1420   }
1421
1422
1423   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1424   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1425   // (~155 Elo)
1426   template <NodeType nodeType>
1427   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1428
1429     static_assert(nodeType != Root);
1430     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1431
1432     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1433     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1434     assert(depth <= 0);
1435
1436     Move pv[MAX_PLY+1];
1437     StateInfo st;
1438     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1439
1440     TTEntry* tte;
1441     Key posKey;
1442     Move ttMove, move, bestMove;
1443     Depth ttDepth;
1444     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1445     bool pvHit, givesCheck, capture;
1446     int moveCount;
1447
1448     // Step 1. Initialize node
1449     if (PvNode)
1450     {
1451         (ss+1)->pv = pv;
1452         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1453     }
1454
1455     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1456     bestMove = MOVE_NONE;
1457     ss->inCheck = pos.checkers();
1458     moveCount = 0;
1459
1460     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1461     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1462         || ss->ply >= MAX_PLY)
1463         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1464
1465     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1466
1467     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1468     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1469     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1470     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1471                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1472
1473     // Step 3. Transposition table lookup
1474     posKey = pos.key();
1475     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1476     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1477     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1478     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1479
1480     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1481     if (  !PvNode
1482         && ss->ttHit
1483         && tte->depth() >= ttDepth
1484         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1485         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1486         return ttValue;
1487
1488     // Step 4. Static evaluation of the position
1489     if (ss->inCheck)
1490     {
1491         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1492         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1493     }
1494     else
1495     {
1496         if (ss->ttHit)
1497         {
1498             // Never assume anything about values stored in TT
1499             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1500                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1501
1502             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1503             if (    ttValue != VALUE_NONE
1504                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1505                 bestValue = ttValue;
1506         }
1507         else
1508             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1509             ss->staticEval = bestValue =
1510             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1511                                              : -(ss-1)->staticEval;
1512
1513         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1514         if (bestValue >= beta)
1515         {
1516             // Save gathered info in transposition table
1517             if (!ss->ttHit)
1518                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1519                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1520
1521             return bestValue;
1522         }
1523
1524         if (PvNode && bestValue > alpha)
1525             alpha = bestValue;
1526
1527         futilityBase = bestValue + 168;
1528     }
1529
1530     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1531                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1532                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1533
1534     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1535     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1536     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1537     // will be generated.
1538     Square prevSq = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1539     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1540                                       &thisThread->captureHistory,
1541                                       contHist,
1542                                       prevSq);
1543
1544     int quietCheckEvasions = 0;
1545
1546     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1547     // or a beta cutoff occurs.
1548     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1549     {
1550       assert(is_ok(move));
1551
1552       // Check for legality
1553       if (!pos.legal(move))
1554           continue;
1555
1556       givesCheck = pos.gives_check(move);
1557       capture = pos.capture_stage(move);
1558
1559       moveCount++;
1560
1561     // Step 6. Pruning.
1562     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1563     {
1564       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1565       if (   !givesCheck
1566           &&  to_sq(move) != prevSq
1567           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1568           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1569       {
1570           if (moveCount > 2)
1571               continue;
1572
1573           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1574
1575           if (futilityValue <= alpha)
1576           {
1577               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1578               continue;
1579           }
1580
1581           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1582           {
1583               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1584               continue;
1585           }
1586       }
1587
1588       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1589       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1590       if (quietCheckEvasions > 1)
1591           break;
1592
1593       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1594       if (   !capture
1595           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1596           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1597           continue;
1598
1599       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1600       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1601           continue;
1602     }
1603
1604       // Speculative prefetch as early as possible
1605       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1606
1607       // Update the current move
1608       ss->currentMove = move;
1609       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1610                                                                 [capture]
1611                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1612                                                                 [to_sq(move)];
1613
1614       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1615
1616       // Step 7. Make and search the move
1617       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1618       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1619       pos.undo_move(move);
1620
1621       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1622
1623       // Step 8. Check for a new best move
1624       if (value > bestValue)
1625       {
1626           bestValue = value;
1627
1628           if (value > alpha)
1629           {
1630               bestMove = move;
1631
1632               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1633                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1634
1635               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1636                   alpha = value;
1637               else
1638                   break; // Fail high
1639           }
1640        }
1641     }
1642
1643     // Step 9. Check for mate
1644     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1645     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1646     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1647     {
1648         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1649
1650         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1651     }
1652
1653     // Save gathered info in transposition table
1654     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1655               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1656               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1657
1658     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1659
1660     return bestValue;
1661   }
1662
1663
1664   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1665   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1666   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1667
1668   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1669
1670     assert(v != VALUE_NONE);
1671
1672     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1673           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1674   }
1675
1676
1677   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1678   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1679   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1680   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1681   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1682
1683   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1684
1685     if (v == VALUE_NONE)
1686         return VALUE_NONE;
1687
1688     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1689     {
1690         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1691             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1692
1693         return v - ply;
1694     }
1695
1696     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1697     {
1698         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1699             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1700
1701         return v + ply;
1702     }
1703
1704     return v;
1705   }
1706
1707
1708   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1709
1710   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1711
1712     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1713         *pv++ = *childPv++;
1714     *pv = MOVE_NONE;
1715   }
1716
1717
1718   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1719
1720   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1721                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1722
1723     Color us = pos.side_to_move();
1724     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1725     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1726     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1727     PieceType captured;
1728
1729     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1730
1731     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1732     {
1733         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1734                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1735
1736         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1737         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1738
1739         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1740         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1741         {
1742             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1743             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1744         }
1745     }
1746     else
1747     {
1748         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1749         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1750         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1751     }
1752
1753     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1754     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1755     if (   prevSq != SQ_NONE
1756         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1757         && !pos.captured_piece())
1758             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1759
1760     // Decrease stats for all non-best capture moves
1761     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1762     {
1763         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1764         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1765         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1766     }
1767   }
1768
1769
1770   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1771   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1772
1773   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1774
1775     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1776     {
1777         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1778         if (ss->inCheck && i > 2)
1779             break;
1780         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1781             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1782     }
1783   }
1784
1785
1786   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1787
1788   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1789
1790     // Update killers
1791     if (ss->killers[0] != move)
1792     {
1793         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1794         ss->killers[0] = move;
1795     }
1796
1797     Color us = pos.side_to_move();
1798     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1799     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1800     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1801
1802     // Update countermove history
1803     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1804     {
1805         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1806         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1807     }
1808   }
1809
1810   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1811   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1812
1813   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1814
1815     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1816     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1817
1818     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1819     Value topScore = rootMoves[0].score;
1820     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1821     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1822     double weakness = 120 - 2 * level;
1823
1824     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1825     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1826     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1827     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1828     {
1829         // This is our magic formula
1830         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1831                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1832
1833         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1834         {
1835             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1836             best = rootMoves[i].pv[0];
1837         }
1838     }
1839
1840     return best;
1841   }
1842
1843 } // namespace
1844
1845
1846 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1847 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1848
1849 void MainThread::check_time() {
1850
1851   if (--callsCnt > 0)
1852       return;
1853
1854   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1855   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1856
1857   static TimePoint lastInfoTime = now();
1858
1859   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1860   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1861
1862   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1863   {
1864       lastInfoTime = tick;
1865       dbg_print();
1866   }
1867
1868   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1869   if (ponder)
1870       return;
1871
1872   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1873       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1874       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1875       Threads.stop = true;
1876 }
1877
1878
1879 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1880 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1881
1882 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1883
1884   std::stringstream ss;
1885   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1886   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1887   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1888   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1889   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1890   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1891
1892   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1893   {
1894       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1895
1896       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1897           continue;
1898
1899       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1900       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1901
1902       if (v == -VALUE_INFINITE)
1903           v = VALUE_ZERO;
1904
1905       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1906       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1907
1908       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1909           ss << "\n";
1910
1911       ss << "info"
1912          << " depth "    << d
1913          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1914          << " multipv "  << i + 1
1915          << " score "    << UCI::value(v);
1916
1917       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1918           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1919
1920       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1921          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1922
1923       ss << " nodes "    << nodesSearched
1924          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1925          << " hashfull " << TT.hashfull()
1926          << " tbhits "   << tbHits
1927          << " time "     << elapsed
1928          << " pv";
1929
1930       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1931           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1932   }
1933
1934   return ss.str();
1935 }
1936
1937
1938 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1939 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1940 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1941 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1942
1943 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1944
1945     StateInfo st;
1946     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1947
1948     bool ttHit;
1949
1950     assert(pv.size() == 1);
1951
1952     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1953         return false;
1954
1955     pos.do_move(pv[0], st);
1956     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1957
1958     if (ttHit)
1959     {
1960         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1961         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1962             pv.push_back(m);
1963     }
1964
1965     pos.undo_move(pv[0]);
1966     return pv.size() > 1;
1967 }
1968
1969 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1970
1971     RootInTB = false;
1972     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1973     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1974     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1975     bool dtz_available = true;
1976
1977     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1978     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1979     if (Cardinality > MaxCardinality)
1980     {
1981         Cardinality = MaxCardinality;
1982         ProbeDepth = 0;
1983     }
1984
1985     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1986     {
1987         // Rank moves using DTZ tables
1988         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1989
1990         if (!RootInTB)
1991         {
1992             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1993             dtz_available = false;
1994             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1995         }
1996     }
1997
1998     if (RootInTB)
1999     {
2000         // Sort moves according to TB rank
2001         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
2002                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
2003
2004         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
2005         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
2006             Cardinality = 0;
2007     }
2008     else
2009     {
2010         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
2011         for (auto& m : rootMoves)
2012             m.tbRank = 0;
2013     }
2014 }
2015
2016 } // namespace Stockfish