]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Do more full window searches
[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 noTtCutNode, bool improving) {
67     return Value((140 - 40 * noTtCutNode) * (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 + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 936);
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(336 * d - 547, 1561);
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 a 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((20.57 + 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 = -VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind-the-scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   int searchAgainCounter = 0;
314
315   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
316   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
317          && !Threads.stop
318          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
319   {
320       // Age out PV variability metric
321       if (mainThread)
322           totBestMoveChanges /= 2;
323
324       // Save the last iteration's scores before the first PV line is searched and
325       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
326       for (RootMove& rm : rootMoves)
327           rm.previousScore = rm.score;
328
329       size_t pvFirst = 0;
330       pvLast = 0;
331
332       if (!Threads.increaseDepth)
333           searchAgainCounter++;
334
335       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
336       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
337       {
338           if (pvIdx == pvLast)
339           {
340               pvFirst = pvLast;
341               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
342                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
343                       break;
344           }
345
346           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
347           selDepth = 0;
348
349           // Reset aspiration window starting size
350           Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
351           delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15799;
352           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
353           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
354
355           // Adjust optimism based on root move's previousScore
356           int opt = 109 * prev / (std::abs(prev) + 141);
357           optimism[ us] = Value(opt);
358           optimism[~us] = -optimism[us];
359
360           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
361           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
362           // high/low anymore.
363           int failedHighCnt = 0;
364           while (true)
365           {
366               // Adjust the effective depth searched, but ensure at least one effective increment for every
367               // four searchAgain steps (see issue #2717).
368               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
369               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
370
371               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
372               // is done with a stable algorithm because all the values but the
373               // first and eventually the new best one is set to -VALUE_INFINITE
374               // and we want to keep the same order for all the moves except the
375               // new PV that goes to the front. Note that in the case of MultiPV
376               // search the already searched PV lines are preserved.
377               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
378
379               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
380               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
381               // the previous iteration.
382               if (Threads.stop)
383                   break;
384
385               // When failing high/low give some update (without cluttering
386               // the UI) before a re-search.
387               if (   mainThread
388                   && multiPV == 1
389                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
390                   && Time.elapsed() > 3000)
391                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
392
393               // In case of failing low/high increase aspiration window and
394               // re-search, otherwise exit the loop.
395               if (bestValue <= alpha)
396               {
397                   beta = (alpha + beta) / 2;
398                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
399
400                   failedHighCnt = 0;
401                   if (mainThread)
402                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
403               }
404               else if (bestValue >= beta)
405               {
406                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
407                   ++failedHighCnt;
408               }
409               else
410                   break;
411
412               delta += delta / 3;
413
414               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
415           }
416
417           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
418           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
419
420           if (    mainThread
421               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
422               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
423       }
424
425       if (!Threads.stop)
426           completedDepth = rootDepth;
427
428       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
429       {
430           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
431           lastBestMoveDepth = rootDepth;
432       }
433
434       // Have we found a "mate in x"?
435       if (   Limits.mate
436           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
437           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
438           Threads.stop = true;
439
440       if (!mainThread)
441           continue;
442
443       // If the skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
444       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
445           skill.pick_best(multiPV);
446
447       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
448       for (Thread* th : Threads)
449       {
450           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
451           th->bestMoveChanges = 0;
452       }
453
454       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
455       if (    Limits.use_time_management()
456           && !Threads.stop
457           && !mainThread->stopOnPonderhit)
458       {
459           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
460                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
461           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
462
463           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
464           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
465           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
466           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
467
468           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
469
470           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
471           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
472           if (rootMoves.size() == 1)
473               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
474
475           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
476           if (Time.elapsed() > totalTime)
477           {
478               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
479               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
480               if (mainThread->ponder)
481                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
482               else
483                   Threads.stop = true;
484           }
485           else if (   !mainThread->ponder
486                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
487               Threads.increaseDepth = false;
488           else
489               Threads.increaseDepth = true;
490       }
491
492       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
493       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
494   }
495
496   if (!mainThread)
497       return;
498
499   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
500
501   // If the skill level is enabled, swap the best PV line with the sub-optimal one
502   if (skill.enabled())
503       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
504                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
505 }
506
507
508 namespace {
509
510   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
511
512   template <NodeType nodeType>
513   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
514
515     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
516     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
517
518     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
519     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
520     if (   !rootNode
521         && pos.rule50_count() >= 3
522         && alpha < VALUE_DRAW
523         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
524     {
525         alpha = value_draw(pos.this_thread());
526         if (alpha >= beta)
527             return alpha;
528     }
529
530     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
531     if (depth <= 0)
532         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
533
534     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
535     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
536     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
537     assert(!(PvNode && cutNode));
538
539     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
540     StateInfo st;
541     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
542
543     TTEntry* tte;
544     Key posKey;
545     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
546     Depth extension, newDepth;
547     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
548     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
549     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
550     Piece movedPiece;
551     int moveCount, captureCount, quietCount;
552
553     // Step 1. Initialize node
554     Thread* thisThread = pos.this_thread();
555     ss->inCheck        = pos.checkers();
556     priorCapture       = pos.captured_piece();
557     Color us           = pos.side_to_move();
558     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
559     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
560     maxValue           = VALUE_INFINITE;
561
562     // Check for the available remaining time
563     if (thisThread == Threads.main())
564         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
565
566     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
567     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
568         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
569
570     if (!rootNode)
571     {
572         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
573         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
574             || pos.is_draw(ss->ply)
575             || ss->ply >= MAX_PLY)
576             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
577                                                         : value_draw(pos.this_thread());
578
579         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
580         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
581         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
582         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
583         // signs apply also in the opposite condition of being mated instead of giving
584         // mate. In this case, return a fail-high score.
585         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
586         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
587         if (alpha >= beta)
588             return alpha;
589     }
590     else
591         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
592
593     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
594
595     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
596     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
597     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
598     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
599     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
600     ss->statScore        = 0;
601
602     // Step 4. Transposition table lookup.
603     excludedMove = ss->excludedMove;
604     posKey = pos.key();
605     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
606     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
607     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
608             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
609     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
610
611     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
612     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
613     if (!excludedMove)
614         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
615
616     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
617     if (  !PvNode
618         && !excludedMove
619         && tte->depth() > depth
620         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race or if !ttHit
621         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
622     {
623         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
624         if (ttMove)
625         {
626             if (ttValue >= beta)
627             {
628                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
629                 if (!ttCapture)
630                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
631
632                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
633                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
634                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
635             }
636             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
637             else if (!ttCapture)
638             {
639                 int penalty = -stat_bonus(depth);
640                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
641                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
642             }
643         }
644
645         // Partial workaround for the graph history interaction problem
646         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
647         if (pos.rule50_count() < 90)
648             return ttValue;
649     }
650
651     // Step 5. Tablebases probe
652     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
653     {
654         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
655
656         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
657             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
658             &&  pos.rule50_count() == 0
659             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
660         {
661             TB::ProbeState err;
662             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
663
664             // Force check of time on the next occasion
665             if (thisThread == Threads.main())
666                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
667
668             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
669             {
670                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
671
672                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
673
674                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
675                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
676                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
677                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
678
679                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
680                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
681
682                 if (    b == BOUND_EXACT
683                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
684                 {
685                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
686                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
687                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
688
689                     return value;
690                 }
691
692                 if (PvNode)
693                 {
694                     if (b == BOUND_LOWER)
695                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
696                     else
697                         maxValue = value;
698                 }
699             }
700         }
701     }
702
703     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
704
705     // Step 6. Static evaluation of the position
706     if (ss->inCheck)
707     {
708         // Skip early pruning when in check
709         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
710         improving = false;
711         goto moves_loop;
712     }
713     else if (excludedMove)
714     {
715         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
716         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
717         eval = ss->staticEval;
718     }
719     else if (ss->ttHit)
720     {
721         // Never assume anything about values stored in TT
722         ss->staticEval = eval = tte->eval();
723         if (eval == VALUE_NONE)
724             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
725         else if (PvNode)
726             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
727
728         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
729         if (    ttValue != VALUE_NONE
730             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
731             eval = ttValue;
732     }
733     else
734     {
735         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
736         // Save static evaluation into the transposition table
737         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
738     }
739
740     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
741     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
742     {
743         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1817, 1817);
744         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
745     }
746
747     // Set up the improving flag, which is true if current static evaluation is
748     // bigger than the previous static evaluation at our turn (if we were in
749     // check at our previous move we look at static evaluation at move prior to it
750     // and if we were in check at move prior to it flag is set to true) and is
751     // false otherwise. The improving flag is used in various pruning heuristics.
752     improving =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-2)->staticEval
753                 : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
754                 : true;
755
756     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
757     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
758     // return a fail low.
759     if (eval < alpha - 456 - 252 * depth * depth)
760     {
761         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
762         if (value < alpha)
763             return value;
764     }
765
766     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
767     // The depth condition is important for mate finding.
768     if (   !ss->ttPv
769         &&  depth < 9
770         &&  eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving) - (ss-1)->statScore / 306 >= beta
771         &&  eval >= beta
772         &&  eval < 24923) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
773         return eval;
774
775     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
776     if (   !PvNode
777         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
778         && (ss-1)->statScore < 17329
779         &&  eval >= beta
780         &&  eval >= ss->staticEval
781         &&  ss->staticEval >= beta - 21 * depth + 258
782         && !excludedMove
783         &&  pos.non_pawn_material(us)
784         &&  ss->ply >= thisThread->nmpMinPly
785         &&  beta > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
786     {
787         assert(eval - beta >= 0);
788
789         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
790         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 173, 6) + depth / 3 + 4;
791
792         ss->currentMove = MOVE_NULL;
793         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
794
795         pos.do_null_move(st);
796
797         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
798
799         pos.undo_null_move();
800
801         if (nullValue >= beta)
802         {
803             // Do not return unproven mate or TB scores
804             nullValue = std::min(nullValue, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY-1);
805
806             if (thisThread->nmpMinPly || depth < 14)
807                 return nullValue;
808
809             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
810
811             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
812             // until ply exceeds nmpMinPly.
813             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
814
815             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
816
817             thisThread->nmpMinPly = 0;
818
819             if (v >= beta)
820                 return nullValue;
821         }
822     }
823
824     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
825     // (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).
826     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
827     if (    PvNode
828         && !ttMove)
829         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
830
831     if (depth <= 0)
832         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
833
834     if (    cutNode
835         &&  depth >= 8
836         && !ttMove)
837         depth -= 2;
838
839     probCutBeta = beta + 168 - 61 * improving;
840
841     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
842     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
843     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
844     if (   !PvNode
845         &&  depth > 3
846         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
847         // If value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
848         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
849         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
850         // So effective depth is equal to depth - 3
851         && !(   tte->depth() >= depth - 3
852              && ttValue != VALUE_NONE
853              && ttValue < probCutBeta))
854     {
855         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
856
857         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
858
859         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
860             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
861             {
862                 assert(pos.capture_stage(move));
863
864                 ss->currentMove = move;
865                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
866                                                                           [true]
867                                                                           [pos.moved_piece(move)]
868                                                                           [to_sq(move)];
869
870                 pos.do_move(move, st);
871
872                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
873                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
874
875                 // If the qsearch held, perform the regular search
876                 if (value >= probCutBeta)
877                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
878
879                 pos.undo_move(move);
880
881                 if (value >= probCutBeta)
882                 {
883                     // Save ProbCut data into transposition table
884                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
885                     return value;
886                 }
887             }
888
889         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
890     }
891
892 moves_loop: // When in check, search starts here
893
894     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
895     probCutBeta = beta + 413;
896     if (   ss->inCheck
897         && !PvNode
898         && ttCapture
899         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
900         && tte->depth() >= depth - 4
901         && ttValue >= probCutBeta
902         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
903         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
904         return probCutBeta;
905
906     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
907                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
908                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
909
910     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
911
912     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
913                                       &captureHistory,
914                                       contHist,
915                                       countermove,
916                                       ss->killers);
917
918     value = bestValue;
919     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
920
921     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
922     // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
923     bool likelyFailLow =    PvNode
924                          && ttMove
925                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
926                          && tte->depth() >= depth;
927
928     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
929     // or a beta cutoff occurs.
930     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
931     {
932       assert(is_ok(move));
933
934       if (move == excludedMove)
935           continue;
936
937       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
938       // Move List. As a consequence, any illegal move is also skipped. In MultiPV
939       // mode we also skip PV moves that have been already searched and those
940       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
941       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
942                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
943           continue;
944
945       // Check for legality
946       if (!rootNode && !pos.legal(move))
947           continue;
948
949       ss->moveCount = ++moveCount;
950
951       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
952           sync_cout << "info depth " << depth
953                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
954                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
955       if (PvNode)
956           (ss+1)->pv = nullptr;
957
958       extension = 0;
959       capture = pos.capture_stage(move);
960       movedPiece = pos.moved_piece(move);
961       givesCheck = pos.gives_check(move);
962
963       // Calculate new depth for this move
964       newDepth = depth - 1;
965
966       Value delta = beta - alpha;
967
968       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
969
970       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
971       if (  !rootNode
972           && pos.non_pawn_material(us)
973           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
974       {
975           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
976           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
977
978           // Reduced depth of the next LMR search
979           int lmrDepth = newDepth - r;
980
981           if (   capture
982               || givesCheck)
983           {
984               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
985               if (   !givesCheck
986                   && lmrDepth < 7
987                   && !ss->inCheck
988                   && ss->staticEval + 197 + 248 * lmrDepth + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))]
989                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
990                   continue;
991
992               // SEE based pruning for captures and checks (~11 Elo)
993               if (!pos.see_ge(move, Value(-205) * depth))
994                   continue;
995           }
996           else
997           {
998               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
999                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1000                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1001
1002               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1003               if (   lmrDepth < 6
1004                   && history < -3832 * depth)
1005                   continue;
1006
1007               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1008
1009               lmrDepth += history / 7011;
1010               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1011
1012               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1013               if (   !ss->inCheck
1014                   && lmrDepth < 12
1015                   && ss->staticEval + 112 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1016                   continue;
1017
1018               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1019
1020               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1021               if (!pos.see_ge(move, Value(-31 * lmrDepth * lmrDepth)))
1022                   continue;
1023           }
1024       }
1025
1026       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1027       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1028       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1029       {
1030           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1031           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1032           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1033           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1034           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1035           // Depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear scaling.
1036           // Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1037           // so changing them requires tests at this type of time controls.
1038           if (   !rootNode
1039               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1040               &&  move == ttMove
1041               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1042            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1043               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1044               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1045               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1046           {
1047               Value singularBeta = ttValue - (82 + 65 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1048               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1049
1050               ss->excludedMove = move;
1051               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1052               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1053
1054               if (value < singularBeta)
1055               {
1056                   extension = 1;
1057                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1058
1059                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1060                   if (  !PvNode
1061                       && value < singularBeta - 21
1062                       && ss->doubleExtensions <= 11)
1063                   {
1064                       extension = 2;
1065                       depth += depth < 13;
1066                   }
1067               }
1068
1069               // Multi-cut pruning
1070               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1071               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1072               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1073               // a softbound.
1074               else if (singularBeta >= beta)
1075                   return singularBeta;
1076
1077               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1078               else if (ttValue >= beta)
1079                   extension = -2 - !PvNode;
1080
1081               // If we are on a cutNode, reduce it based on depth (negative extension) (~1 Elo)
1082               else if (cutNode)
1083                   extension = depth < 17 ? -3 : -1;
1084
1085               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1086               else if (ttValue <= value)
1087                   extension = -1;
1088           }
1089
1090           // Check extensions (~1 Elo)
1091           else if (   givesCheck
1092                    && depth > 9)
1093               extension = 1;
1094
1095           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1096           else if (   PvNode
1097                    && move == ttMove
1098                    && move == ss->killers[0]
1099                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5168)
1100               extension = 1;
1101       }
1102
1103       // Add extension to new depth
1104       newDepth += extension;
1105       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1106
1107       // Speculative prefetch as early as possible
1108       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1109
1110       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1111       ss->currentMove = move;
1112       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1113                                                                 [capture]
1114                                                                 [movedPiece]
1115                                                                 [to_sq(move)];
1116
1117       // Step 16. Make the move
1118       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1119
1120       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1121       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1122       // Decrease further on cutNodes. (~1 Elo)
1123       if (   ss->ttPv
1124           && !likelyFailLow)
1125           r -= cutNode && tte->depth() >= depth + 3 ? 3 : 2;
1126
1127       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1128       if ((ss-1)->moveCount > 8)
1129           r--;
1130
1131       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1132       if (cutNode)
1133           r += 2;
1134
1135       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1136       if (ttCapture)
1137           r++;
1138
1139       // Decrease reduction for PvNodes (~2 Elo)
1140       if (PvNode)
1141           r--;
1142
1143       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1144       if (singularQuietLMR)
1145           r--;
1146
1147       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1148       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1149           r++;
1150
1151       else if (move == ttMove)
1152           r--;
1153
1154       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1155                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1156                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1157                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1158                      - 4006;
1159
1160       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1161       r -= ss->statScore / (11124 + 4740 * (depth > 5 && depth < 22));
1162
1163       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1164       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1165       // been searched. In general, we would like to reduce them, but there are many
1166       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1167       if (    depth >= 2
1168           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1169           && (   !ss->ttPv
1170               || !capture
1171               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1172       {
1173           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1174           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1175           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1176           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1177
1178           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1179
1180           // Do a full-depth search when reduced LMR search fails high
1181           if (value > alpha && d < newDepth)
1182           {
1183               // Adjust full-depth search based on LMR results - if the result
1184               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1185               const bool doDeeperSearch = value > (bestValue + 64 + 11 * (newDepth - d));
1186               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 711 && ss->doubleExtensions <= 6;
1187               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1188
1189               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1190
1191               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1192
1193               if (newDepth > d)
1194                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1195
1196               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1197                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1198                                          :  0;
1199
1200               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1201           }
1202       }
1203
1204       // Step 18. Full-depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1205       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1206       {
1207           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1208           if (!ttMove && cutNode)
1209               r += 2;
1210
1211           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1212       }
1213
1214       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail high,
1215       // otherwise let the parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1216       if (PvNode && (moveCount == 1 || value > alpha))
1217       {
1218           (ss+1)->pv = pv;
1219           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1220
1221           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1222       }
1223
1224       // Step 19. Undo move
1225       pos.undo_move(move);
1226
1227       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1228
1229       // Step 20. Check for a new best move
1230       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1231       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1232       // updating best move, PV and TT.
1233       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1234           return VALUE_ZERO;
1235
1236       if (rootNode)
1237       {
1238           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1239                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1240
1241           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1242
1243           // PV move or new best move?
1244           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1245           {
1246               rm.score =  rm.uciScore = value;
1247               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1248               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1249
1250               if (value >= beta)
1251               {
1252                   rm.scoreLowerbound = true;
1253                   rm.uciScore = beta;
1254               }
1255               else if (value <= alpha)
1256               {
1257                   rm.scoreUpperbound = true;
1258                   rm.uciScore = alpha;
1259               }
1260
1261               rm.pv.resize(1);
1262
1263               assert((ss+1)->pv);
1264
1265               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1266                   rm.pv.push_back(*m);
1267
1268               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1269               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1270               // we must take care to only do this for the first PV line.
1271               if (   moveCount > 1
1272                   && !thisThread->pvIdx)
1273                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1274           }
1275           else
1276               // All other moves but the PV, are set to the lowest value: this
1277               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1278               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1279               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1280       }
1281
1282       if (value > bestValue)
1283       {
1284           bestValue = value;
1285
1286           if (value > alpha)
1287           {
1288               bestMove = move;
1289
1290               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1291                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1292
1293               if (value >= beta)
1294               {
1295                   ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1296                   assert(value >= beta); // Fail high
1297                   break;
1298               }
1299               else
1300               {
1301                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~2 Elo)
1302                   if (   depth > 2
1303                       && depth < 12
1304                       && beta  <  14362
1305                       && value > -12393)
1306                       depth -= 2;
1307
1308                   assert(depth > 0);
1309                   alpha = value; // Update alpha! Always alpha < beta
1310               }
1311           }
1312       }
1313
1314
1315       // If the move is worse than some previously searched move, remember it, to update its stats later
1316       if (move != bestMove)
1317       {
1318           if (capture && captureCount < 32)
1319               capturesSearched[captureCount++] = move;
1320
1321           else if (!capture && quietCount < 64)
1322               quietsSearched[quietCount++] = move;
1323       }
1324     }
1325
1326     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1327     // completed. But in this case, bestValue is valid because we have fully
1328     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1329     /*
1330        if (Threads.stop)
1331         return VALUE_DRAW;
1332     */
1333
1334     // Step 21. Check for mate and stalemate
1335     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1336     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1337     // return a fail low score.
1338
1339     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1340
1341     if (!moveCount)
1342         bestValue = excludedMove ? alpha :
1343                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1344                                  : VALUE_DRAW;
1345
1346     // If there is a move that produces search value greater than alpha we update the stats of searched moves
1347     else if (bestMove)
1348         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1349                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1350
1351     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1352     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1353     {
1354         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 800) + ((ss-1)->moveCount > 12);
1355         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1356         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth) * bonus / 2;
1357     }
1358
1359     if (PvNode)
1360         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1361
1362     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1363     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1364     if (bestValue <= alpha)
1365         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1366
1367     // Write gathered information in transposition table
1368     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1369         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1370                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1371                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1372                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1373
1374     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1375
1376     return bestValue;
1377   }
1378
1379
1380   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1381   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1382   // (~155 Elo)
1383   template <NodeType nodeType>
1384   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1385
1386     static_assert(nodeType != Root);
1387     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1388
1389     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1390     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1391     assert(depth <= 0);
1392
1393     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
1394     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
1395     if (   depth < 0
1396         && pos.rule50_count() >= 3
1397         && alpha < VALUE_DRAW
1398         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
1399     {
1400         alpha = value_draw(pos.this_thread());
1401         if (alpha >= beta)
1402             return alpha;
1403     }
1404
1405     Move pv[MAX_PLY+1];
1406     StateInfo st;
1407     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1408
1409     TTEntry* tte;
1410     Key posKey;
1411     Move ttMove, move, bestMove;
1412     Depth ttDepth;
1413     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1414     bool pvHit, givesCheck, capture;
1415     int moveCount;
1416
1417     // Step 1. Initialize node
1418     if (PvNode)
1419     {
1420         (ss+1)->pv = pv;
1421         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1422     }
1423
1424     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1425     bestMove = MOVE_NONE;
1426     ss->inCheck = pos.checkers();
1427     moveCount = 0;
1428
1429     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1430     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1431         || ss->ply >= MAX_PLY)
1432         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1433
1434     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1435
1436     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1437     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1438     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1439     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1440                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1441
1442     // Step 3. Transposition table lookup
1443     posKey = pos.key();
1444     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1445     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1446     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1447     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1448
1449     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1450     if (  !PvNode
1451         && tte->depth() >= ttDepth
1452         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race or if !ttHit
1453         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1454         return ttValue;
1455
1456     // Step 4. Static evaluation of the position
1457     if (ss->inCheck)
1458         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1459     else
1460     {
1461         if (ss->ttHit)
1462         {
1463             // Never assume anything about values stored in TT
1464             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1465                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1466
1467             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1468             if (    ttValue != VALUE_NONE
1469                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1470                 bestValue = ttValue;
1471         }
1472         else
1473             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1474             ss->staticEval = bestValue = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1475                                                                           : -(ss-1)->staticEval;
1476
1477         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1478         if (bestValue >= beta)
1479         {
1480             // Save gathered info in transposition table
1481             if (!ss->ttHit)
1482                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1483                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1484
1485             return bestValue;
1486         }
1487
1488         if (bestValue > alpha)
1489             alpha = bestValue;
1490
1491         futilityBase = std::min(ss->staticEval, bestValue) + 200;
1492     }
1493
1494     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1495                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1496                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1497
1498     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1499     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1500     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1501     // will be generated.
1502     Square prevSq = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1503     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1504                                       &thisThread->captureHistory,
1505                                       contHist,
1506                                       prevSq);
1507
1508     int quietCheckEvasions = 0;
1509
1510     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1511     // or a beta cutoff occurs.
1512     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1513     {
1514         assert(is_ok(move));
1515
1516         // Check for legality
1517         if (!pos.legal(move))
1518             continue;
1519
1520         givesCheck = pos.gives_check(move);
1521         capture = pos.capture_stage(move);
1522
1523         moveCount++;
1524
1525         // Step 6. Pruning.
1526         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1527         {
1528             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1529             if (   !givesCheck
1530                 &&  to_sq(move) != prevSq
1531                 &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1532                 &&  type_of(move) != PROMOTION)
1533             {
1534                 if (moveCount > 2)
1535                     continue;
1536
1537                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
1538
1539                 if (futilityValue <= alpha)
1540                 {
1541                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1542                     continue;
1543                 }
1544
1545                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1546                 {
1547                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1548                     continue;
1549                 }
1550             }
1551
1552             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1553             // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1554             // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1555             if (quietCheckEvasions > 1)
1556                 break;
1557
1558             // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1559             if (   !capture
1560                 && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1561                 && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1562                 continue;
1563
1564             // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1565             if (!pos.see_ge(move, Value(-95)))
1566                 continue;
1567         }
1568
1569         // Speculative prefetch as early as possible
1570         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1571
1572         // Update the current move
1573         ss->currentMove = move;
1574         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1575                                                                   [capture]
1576                                                                   [pos.moved_piece(move)]
1577                                                                   [to_sq(move)];
1578
1579         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1580
1581         // Step 7. Make and search the move
1582         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1583         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1584         pos.undo_move(move);
1585
1586         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1587
1588         // Step 8. Check for a new best move
1589         if (value > bestValue)
1590         {
1591             bestValue = value;
1592
1593             if (value > alpha)
1594             {
1595                 bestMove = move;
1596
1597                 if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1598                     update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1599
1600                 if (value < beta) // Update alpha here!
1601                     alpha = value;
1602                 else
1603                     break; // Fail high
1604             }
1605         }
1606     }
1607
1608     // Step 9. Check for mate
1609     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1610     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1611     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1612     {
1613         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1614
1615         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1616     }
1617
1618     // Save gathered info in transposition table
1619     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1620               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1621               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1622
1623     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1624
1625     return bestValue;
1626   }
1627
1628
1629   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1630   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1631   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1632
1633   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1634
1635     assert(v != VALUE_NONE);
1636
1637     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1638           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1639   }
1640
1641
1642   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1643   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1644   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1645   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1646   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1647
1648   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1649
1650     if (v == VALUE_NONE)
1651         return VALUE_NONE;
1652
1653     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1654     {
1655         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1656             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1657
1658         return v - ply;
1659     }
1660
1661     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1662     {
1663         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1664             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1665
1666         return v + ply;
1667     }
1668
1669     return v;
1670   }
1671
1672
1673   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1674
1675   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1676
1677     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1678         *pv++ = *childPv++;
1679     *pv = MOVE_NONE;
1680   }
1681
1682
1683   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1684
1685   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1686                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1687
1688     Color us = pos.side_to_move();
1689     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1690     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1691     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1692     PieceType captured;
1693
1694     int quietMoveBonus = stat_bonus(depth + 1);
1695
1696     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1697     {
1698         int bestMoveBonus = bestValue > beta + 145 ? quietMoveBonus  // larger bonus
1699                                             : stat_bonus(depth);     // smaller bonus
1700
1701         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1702         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bestMoveBonus);
1703
1704         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1705         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1706         {
1707             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bestMoveBonus;
1708             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bestMoveBonus);
1709         }
1710     }
1711     else
1712     {
1713         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1714         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1715         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << quietMoveBonus;
1716     }
1717
1718     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1719     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1720     if (   prevSq != SQ_NONE
1721         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1722         && !pos.captured_piece())
1723             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -quietMoveBonus);
1724
1725     // Decrease stats for all non-best capture moves
1726     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1727     {
1728         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1729         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1730         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -quietMoveBonus;
1731     }
1732   }
1733
1734
1735   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1736   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1737
1738   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1739
1740     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1741     {
1742         // Only update the first 2 continuation histories if we are in check
1743         if (ss->inCheck && i > 2)
1744             break;
1745         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1746             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1747     }
1748   }
1749
1750
1751   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1752
1753   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1754
1755     // Update killers
1756     if (ss->killers[0] != move)
1757     {
1758         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1759         ss->killers[0] = move;
1760     }
1761
1762     Color us = pos.side_to_move();
1763     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1764     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1765     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1766
1767     // Update countermove history
1768     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1769     {
1770         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1771         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1772     }
1773   }
1774
1775   // When playing with strength handicap, choose the best move among a set of RootMoves
1776   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1777
1778   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1779
1780     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1781     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1782
1783     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1784     Value topScore = rootMoves[0].score;
1785     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValue);
1786     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1787     double weakness = 120 - 2 * level;
1788
1789     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1790     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1791     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1792     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1793     {
1794         // This is our magic formula
1795         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1796                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1797
1798         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1799         {
1800             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1801             best = rootMoves[i].pv[0];
1802         }
1803     }
1804
1805     return best;
1806   }
1807
1808 } // namespace
1809
1810
1811 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1812 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1813
1814 void MainThread::check_time() {
1815
1816   if (--callsCnt > 0)
1817       return;
1818
1819   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1820   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(512, int(Limits.nodes / 1024)) : 512;
1821
1822   static TimePoint lastInfoTime = now();
1823
1824   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1825   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1826
1827   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1828   {
1829       lastInfoTime = tick;
1830       dbg_print();
1831   }
1832
1833   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1834   if (ponder)
1835       return;
1836
1837   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
1838       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1839       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1840       Threads.stop = true;
1841 }
1842
1843
1844 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1845 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1846
1847 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1848
1849   std::stringstream ss;
1850   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1851   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1852   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1853   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1854   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1855   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1856
1857   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1858   {
1859       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1860
1861       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1862           continue;
1863
1864       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1865       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1866
1867       if (v == -VALUE_INFINITE)
1868           v = VALUE_ZERO;
1869
1870       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1871       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1872
1873       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1874           ss << "\n";
1875
1876       ss << "info"
1877          << " depth "    << d
1878          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1879          << " multipv "  << i + 1
1880          << " score "    << UCI::value(v);
1881
1882       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1883           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1884
1885       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1886          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1887
1888       ss << " nodes "    << nodesSearched
1889          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1890          << " hashfull " << TT.hashfull()
1891          << " tbhits "   << tbHits
1892          << " time "     << elapsed
1893          << " pv";
1894
1895       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1896           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1897   }
1898
1899   return ss.str();
1900 }
1901
1902
1903 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1904 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1905 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1906 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think about.
1907
1908 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1909
1910     StateInfo st;
1911     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1912
1913     bool ttHit;
1914
1915     assert(pv.size() == 1);
1916
1917     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1918         return false;
1919
1920     pos.do_move(pv[0], st);
1921     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1922
1923     if (ttHit)
1924     {
1925         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1926         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1927             pv.push_back(m);
1928     }
1929
1930     pos.undo_move(pv[0]);
1931     return pv.size() > 1;
1932 }
1933
1934 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1935
1936     RootInTB = false;
1937     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1938     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1939     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1940     bool dtz_available = true;
1941
1942     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1943     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1944     if (Cardinality > MaxCardinality)
1945     {
1946         Cardinality = MaxCardinality;
1947         ProbeDepth = 0;
1948     }
1949
1950     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1951     {
1952         // Rank moves using DTZ tables
1953         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1954
1955         if (!RootInTB)
1956         {
1957             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1958             dtz_available = false;
1959             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1960         }
1961     }
1962
1963     if (RootInTB)
1964     {
1965         // Sort moves according to TB rank
1966         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1967                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1968
1969         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1970         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1971             Cardinality = 0;
1972     }
1973     else
1974     {
1975         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1976         for (auto& m : rootMoves)
1977             m.tbRank = 0;
1978     }
1979 }
1980
1981 } // namespace Stockfish