]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Extend irreversible moves
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5   Copyright (C) 2015-2020 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
6
7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10   (at your option) any later version.
11
12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15   GNU General Public License for more details.
16
17   You should have received a copy of the GNU General Public License
18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 */
20
21 #include <algorithm>
22 #include <cassert>
23 #include <cmath>
24 #include <cstring>   // For std::memset
25 #include <iostream>
26 #include <sstream>
27
28 #include "evaluate.h"
29 #include "misc.h"
30 #include "movegen.h"
31 #include "movepick.h"
32 #include "position.h"
33 #include "search.h"
34 #include "thread.h"
35 #include "timeman.h"
36 #include "tt.h"
37 #include "uci.h"
38 #include "syzygy/tbprobe.h"
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV };
63
64   constexpr uint64_t ttHitAverageWindow     = 4096;
65   constexpr uint64_t ttHitAverageResolution = 1024;
66
67   // Razor and futility margins
68   constexpr int RazorMargin = 531;
69   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
70     return Value(217 * (d - improving));
71   }
72
73   // Reductions lookup table, initialized at startup
74   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
75
76   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
77     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
78     return (r + 511) / 1024 + (!i && r > 1007);
79   }
80
81   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
82     return (4 + depth * depth) / (2 - improving);
83   }
84
85   // History and stats update bonus, based on depth
86   int stat_bonus(Depth d) {
87     return d > 15 ? -8 : 19 * d * d + 155 * d - 132;
88   }
89
90   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3fold-blindness
91   Value value_draw(Thread* thisThread) {
92     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
93   }
94
95   // Skill structure is used to implement strength limit
96   struct Skill {
97     explicit Skill(int l) : level(l) {}
98     bool enabled() const { return level < 20; }
99     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
100     Move pick_best(size_t multiPV);
101
102     int level;
103     Move best = MOVE_NONE;
104   };
105
106   // Breadcrumbs are used to mark nodes as being searched by a given thread
107   struct Breadcrumb {
108     std::atomic<Thread*> thread;
109     std::atomic<Key> key;
110   };
111   std::array<Breadcrumb, 1024> breadcrumbs;
112
113   // ThreadHolding structure keeps track of which thread left breadcrumbs at the given
114   // node for potential reductions. A free node will be marked upon entering the moves
115   // loop by the constructor, and unmarked upon leaving that loop by the destructor.
116   struct ThreadHolding {
117     explicit ThreadHolding(Thread* thisThread, Key posKey, int ply) {
118        location = ply < 8 ? &breadcrumbs[posKey & (breadcrumbs.size() - 1)] : nullptr;
119        otherThread = false;
120        owning = false;
121        if (location)
122        {
123           // See if another already marked this location, if not, mark it ourselves
124           Thread* tmp = (*location).thread.load(std::memory_order_relaxed);
125           if (tmp == nullptr)
126           {
127               (*location).thread.store(thisThread, std::memory_order_relaxed);
128               (*location).key.store(posKey, std::memory_order_relaxed);
129               owning = true;
130           }
131           else if (   tmp != thisThread
132                    && (*location).key.load(std::memory_order_relaxed) == posKey)
133               otherThread = true;
134        }
135     }
136
137     ~ThreadHolding() {
138        if (owning) // Free the marked location
139            (*location).thread.store(nullptr, std::memory_order_relaxed);
140     }
141
142     bool marked() { return otherThread; }
143
144     private:
145     Breadcrumb* location;
146     bool otherThread, owning;
147   };
148
149   template <NodeType NT>
150   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
151
152   template <NodeType NT>
153   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
154
155   Value value_to_tt(Value v, int ply);
156   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
157   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
158   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
159   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
160   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
161                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
162
163   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
164   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
165   template<bool Root>
166   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
167
168     StateInfo st;
169     uint64_t cnt, nodes = 0;
170     const bool leaf = (depth == 2);
171
172     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
173     {
174         if (Root && depth <= 1)
175             cnt = 1, nodes++;
176         else
177         {
178             pos.do_move(m, st);
179             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
180             nodes += cnt;
181             pos.undo_move(m);
182         }
183         if (Root)
184             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
185     }
186     return nodes;
187   }
188
189 } // namespace
190
191
192 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
193
194 void Search::init() {
195
196   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
197       Reductions[i] = int((24.8 + std::log(Threads.size())) * std::log(i));
198 }
199
200
201 /// Search::clear() resets search state to its initial value
202
203 void Search::clear() {
204
205   Threads.main()->wait_for_search_finished();
206
207   Time.availableNodes = 0;
208   TT.clear();
209   Threads.clear();
210   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
211 }
212
213
214 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
215 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
216
217 void MainThread::search() {
218
219   if (Limits.perft)
220   {
221       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
222       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
223       return;
224   }
225
226   Color us = rootPos.side_to_move();
227   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
228   TT.new_search();
229
230   if (rootMoves.empty())
231   {
232       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
233       sync_cout << "info depth 0 score "
234                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
235                 << sync_endl;
236   }
237   else
238   {
239       for (Thread* th : Threads)
240       {
241           th->bestMoveChanges = 0;
242           if (th != this)
243               th->start_searching();
244       }
245
246       Thread::search(); // Let's start searching!
247   }
248
249   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
250   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
251   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
252   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
253   // until the GUI sends one of those commands.
254
255   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
256   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
257
258   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
259   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
260   Threads.stop = true;
261
262   // Wait until all threads have finished
263   for (Thread* th : Threads)
264       if (th != this)
265           th->wait_for_search_finished();
266
267   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
268   // the available ones before exiting.
269   if (Limits.npmsec)
270       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
271
272   Thread* bestThread = this;
273
274   // Check if there are threads with a better score than main thread
275   if (    Options["MultiPV"] == 1
276       && !Limits.depth
277       && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || Options["UCI_LimitStrength"])
278       &&  rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
279   {
280       std::map<Move, int64_t> votes;
281       Value minScore = this->rootMoves[0].score;
282
283       // Find minimum score
284       for (Thread* th: Threads)
285           minScore = std::min(minScore, th->rootMoves[0].score);
286
287       // Vote according to score and depth, and select the best thread
288       for (Thread* th : Threads)
289       {
290           votes[th->rootMoves[0].pv[0]] +=
291               (th->rootMoves[0].score - minScore + 14) * int(th->completedDepth);
292
293           if (abs(bestThread->rootMoves[0].score) >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
294           {
295               // Make sure we pick the shortest mate / TB conversion or stave off mate the longest
296               if (th->rootMoves[0].score > bestThread->rootMoves[0].score)
297                   bestThread = th;
298           }
299           else if (   th->rootMoves[0].score >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
300                    || (   th->rootMoves[0].score > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
301                        && votes[th->rootMoves[0].pv[0]] > votes[bestThread->rootMoves[0].pv[0]]))
302               bestThread = th;
303       }
304   }
305
306   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
307
308   // Send again PV info if we have a new best thread
309   if (bestThread != this)
310       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
311
312   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
313
314   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
315       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
316
317   std::cout << sync_endl;
318 }
319
320
321 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
322 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
323 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
324
325 void Thread::search() {
326
327   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
328   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
329   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
330   // The latter is needed for statScores and killer initialization.
331   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
332   Move  pv[MAX_PLY+1];
333   Value bestValue, alpha, beta, delta;
334   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
335   Depth lastBestMoveDepth = 0;
336   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
337   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
338   Color us = rootPos.side_to_move();
339   int iterIdx = 0;
340
341   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
342   for (int i = 7; i > 0; i--)
343       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
344
345   ss->pv = pv;
346
347   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
348   beta = VALUE_INFINITE;
349
350   if (mainThread)
351   {
352       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
353           for (int i=0; i<4; ++i)
354               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
355       else
356           for (int i=0; i<4; ++i)
357               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
358   }
359
360   size_t multiPV = Options["MultiPV"];
361
362   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
363   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
364   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
365   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
366   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
367   PRNG rng(now());
368   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
369                       Utility::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
370                         double(Options["Skill Level"]);
371   int intLevel = int(floatLevel) +
372                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
373   Skill skill(intLevel);
374
375   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
376   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
377   if (skill.enabled())
378       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
379
380   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
381   ttHitAverage = ttHitAverageWindow * ttHitAverageResolution / 2;
382
383   int ct = int(Options["Contempt"]) * PawnValueEg / 100; // From centipawns
384
385   // In analysis mode, adjust contempt in accordance with user preference
386   if (Limits.infinite || Options["UCI_AnalyseMode"])
387       ct =  Options["Analysis Contempt"] == "Off"  ? 0
388           : Options["Analysis Contempt"] == "Both" ? ct
389           : Options["Analysis Contempt"] == "White" && us == BLACK ? -ct
390           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
391           : ct;
392
393   // Evaluation score is from the white point of view
394   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
395                           : -make_score(ct, ct / 2));
396
397   int searchAgainCounter = 0;
398
399   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
400   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
401          && !Threads.stop
402          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
403   {
404       // Age out PV variability metric
405       if (mainThread)
406           totBestMoveChanges /= 2;
407
408       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
409       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
410       for (RootMove& rm : rootMoves)
411           rm.previousScore = rm.score;
412
413       size_t pvFirst = 0;
414       pvLast = 0;
415
416       if (!Threads.increaseDepth)
417          searchAgainCounter++;
418
419       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
420       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
421       {
422           if (pvIdx == pvLast)
423           {
424               pvFirst = pvLast;
425               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
426                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
427                       break;
428           }
429
430           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
431           selDepth = 0;
432
433           // Reset aspiration window starting size
434           if (rootDepth >= 4)
435           {
436               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
437               delta = Value(21);
438               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
439               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
440
441               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
442               int dct = ct + (102 - ct / 2) * prev / (abs(prev) + 157);
443
444               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
445                                       : -make_score(dct, dct / 2));
446           }
447
448           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
449           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
450           // high/low anymore.
451           int failedHighCnt = 0;
452           while (true)
453           {
454               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
455               bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
456
457               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
458               // is done with a stable algorithm because all the values but the
459               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
460               // and we want to keep the same order for all the moves except the
461               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
462               // search the already searched PV lines are preserved.
463               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
464
465               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
466               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
467               // the previous iteration.
468               if (Threads.stop)
469                   break;
470
471               // When failing high/low give some update (without cluttering
472               // the UI) before a re-search.
473               if (   mainThread
474                   && multiPV == 1
475                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
476                   && Time.elapsed() > 3000)
477                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
478
479               // In case of failing low/high increase aspiration window and
480               // re-search, otherwise exit the loop.
481               if (bestValue <= alpha)
482               {
483                   beta = (alpha + beta) / 2;
484                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
485
486                   failedHighCnt = 0;
487                   if (mainThread)
488                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
489               }
490               else if (bestValue >= beta)
491               {
492                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
493                   ++failedHighCnt;
494               }
495               else
496               {
497                   ++rootMoves[pvIdx].bestMoveCount;
498                   break;
499               }
500
501               delta += delta / 4 + 5;
502
503               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
504           }
505
506           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
507           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
508
509           if (    mainThread
510               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
511               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
512       }
513
514       if (!Threads.stop)
515           completedDepth = rootDepth;
516
517       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
518          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
519          lastBestMoveDepth = rootDepth;
520       }
521
522       // Have we found a "mate in x"?
523       if (   Limits.mate
524           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
525           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
526           Threads.stop = true;
527
528       if (!mainThread)
529           continue;
530
531       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
532       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
533           skill.pick_best(multiPV);
534
535       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
536       if (    Limits.use_time_management()
537           && !Threads.stop
538           && !mainThread->stopOnPonderhit)
539       {
540           double fallingEval = (332 +  6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
541                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx]  - bestValue)) / 704.0;
542           fallingEval = Utility::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
543
544           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
545           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.94 : 0.91;
546           double reduction = (1.41 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.27 * timeReduction);
547
548           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
549           for (Thread* th : Threads)
550           {
551               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
552               th->bestMoveChanges = 0;
553           }
554           double bestMoveInstability = 1 + totBestMoveChanges / Threads.size();
555
556           // Stop the search if we have only one legal move, or if available time elapsed
557           if (   rootMoves.size() == 1
558               || Time.elapsed() > Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability)
559           {
560               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
561               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
562               if (mainThread->ponder)
563                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
564               else
565                   Threads.stop = true;
566           }
567           else if (   Threads.increaseDepth
568                    && !mainThread->ponder
569                    && Time.elapsed() > Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * 0.6)
570                    Threads.increaseDepth = false;
571           else
572                    Threads.increaseDepth = true;
573       }
574
575       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
576       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
577   }
578
579   if (!mainThread)
580       return;
581
582   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
583
584   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
585   if (skill.enabled())
586       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
587                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
588 }
589
590
591 namespace {
592
593   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
594
595   template <NodeType NT>
596   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
597
598     constexpr bool PvNode = NT == PV;
599     const bool rootNode = PvNode && ss->ply == 0;
600
601     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
602     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
603     if (   pos.rule50_count() >= 3
604         && alpha < VALUE_DRAW
605         && !rootNode
606         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
607     {
608         alpha = value_draw(pos.this_thread());
609         if (alpha >= beta)
610             return alpha;
611     }
612
613     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
614     if (depth <= 0)
615         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
616
617     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
618     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
619     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
620     assert(!(PvNode && cutNode));
621
622     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
623     StateInfo st;
624     TTEntry* tte;
625     Key posKey;
626     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
627     Depth extension, newDepth;
628     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue;
629     bool ttHit, ttPv, formerPv, inCheck, givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
630     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture, singularLMR;
631     Piece movedPiece;
632     int moveCount, captureCount, quietCount;
633
634     // Step 1. Initialize node
635     Thread* thisThread = pos.this_thread();
636     inCheck = pos.checkers();
637     priorCapture = pos.captured_piece();
638     Color us = pos.side_to_move();
639     moveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
640     bestValue = -VALUE_INFINITE;
641     maxValue = VALUE_INFINITE;
642
643     // Check for the available remaining time
644     if (thisThread == Threads.main())
645         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
646
647     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
648     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
649         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
650
651     if (!rootNode)
652     {
653         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
654         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
655             || pos.is_draw(ss->ply)
656             || ss->ply >= MAX_PLY)
657             return (ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck) ? evaluate(pos)
658                                                     : value_draw(pos.this_thread());
659
660         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
661         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
662         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
663         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
664         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
665         // mate. In this case return a fail-high score.
666         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
667         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
668         if (alpha >= beta)
669             return alpha;
670     }
671
672     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
673
674     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
675     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
676     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
677     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
678
679     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
680     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
681     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
682     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
683     // LMR which are based on the statScore of parent position.
684     if (rootNode)
685         (ss+4)->statScore = 0;
686     else
687         (ss+2)->statScore = 0;
688
689     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
690     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
691     // position key in case of an excluded move.
692     excludedMove = ss->excludedMove;
693     posKey = pos.key() ^ Key(excludedMove << 16); // Isn't a very good hash
694     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
695     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
696     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
697             : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
698     ttPv = PvNode || (ttHit && tte->is_pv());
699     formerPv = ttPv && !PvNode;
700
701     if (ttPv && depth > 12 && ss->ply - 1 < MAX_LPH && !pos.captured_piece() && is_ok((ss-1)->currentMove))
702         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
703
704     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
705     thisThread->ttHitAverage =   (ttHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / ttHitAverageWindow
706                                 + ttHitAverageResolution * ttHit;
707
708     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
709     if (  !PvNode
710         && ttHit
711         && tte->depth() >= depth
712         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
713         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
714                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
715     {
716         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
717         if (ttMove)
718         {
719             if (ttValue >= beta)
720             {
721                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
722                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
723
724                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
725                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
726                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
727             }
728             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
729             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
730             {
731                 int penalty = -stat_bonus(depth);
732                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
733                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
734             }
735         }
736
737         if (pos.rule50_count() < 90)
738             return ttValue;
739     }
740
741     // Step 5. Tablebases probe
742     if (!rootNode && TB::Cardinality)
743     {
744         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
745
746         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
747             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
748             &&  pos.rule50_count() == 0
749             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
750         {
751             TB::ProbeState err;
752             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
753
754             // Force check of time on the next occasion
755             if (thisThread == Threads.main())
756                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
757
758             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
759             {
760                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
761
762                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
763
764                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
765                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
766                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
767                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
768
769                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
770                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
771
772                 if (    b == BOUND_EXACT
773                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
774                 {
775                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv, b,
776                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
777                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
778
779                     return value;
780                 }
781
782                 if (PvNode)
783                 {
784                     if (b == BOUND_LOWER)
785                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
786                     else
787                         maxValue = value;
788                 }
789             }
790         }
791     }
792
793     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
794
795     // Step 6. Static evaluation of the position
796     if (inCheck)
797     {
798         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
799         improving = false;
800         goto moves_loop;  // Skip early pruning when in check
801     }
802     else if (ttHit)
803     {
804         // Never assume anything about values stored in TT
805         ss->staticEval = eval = tte->eval();
806         if (eval == VALUE_NONE)
807             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
808
809         if (eval == VALUE_DRAW)
810             eval = value_draw(thisThread);
811
812         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
813         if (    ttValue != VALUE_NONE
814             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
815             eval = ttValue;
816     }
817     else
818     {
819         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
820         {
821             int bonus = -(ss-1)->statScore / 512;
822
823             ss->staticEval = eval = evaluate(pos) + bonus;
824         }
825         else
826             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
827
828         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
829     }
830
831     // Step 7. Razoring (~1 Elo)
832     if (   !rootNode // The required rootNode PV handling is not available in qsearch
833         &&  depth == 1
834         &&  eval <= alpha - RazorMargin)
835         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
836
837     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE ? (ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
838               || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE) : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
839
840     // Step 8. Futility pruning: child node (~50 Elo)
841     if (   !PvNode
842         &&  depth < 6
843         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
844         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
845         return eval;
846
847     // Step 9. Null move search with verification search (~40 Elo)
848     if (   !PvNode
849         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
850         && (ss-1)->statScore < 23397
851         &&  eval >= beta
852         &&  eval >= ss->staticEval
853         &&  ss->staticEval >= beta - 32 * depth - 30 * improving + 120 * ttPv + 292
854         && !excludedMove
855         &&  pos.non_pawn_material(us)
856         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
857     {
858         assert(eval - beta >= 0);
859
860         // Null move dynamic reduction based on depth and value
861         Depth R = (854 + 68 * depth) / 258 + std::min(int(eval - beta) / 192, 3);
862
863         ss->currentMove = MOVE_NULL;
864         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
865
866         pos.do_null_move(st);
867
868         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
869
870         pos.undo_null_move();
871
872         if (nullValue >= beta)
873         {
874             // Do not return unproven mate or TB scores
875             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
876                 nullValue = beta;
877
878             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 13))
879                 return nullValue;
880
881             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
882
883             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
884             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
885             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
886             thisThread->nmpColor = us;
887
888             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
889
890             thisThread->nmpMinPly = 0;
891
892             if (v >= beta)
893                 return nullValue;
894         }
895     }
896
897     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
898     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
899     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
900     if (   !PvNode
901         &&  depth >= 5
902         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
903     {
904         Value raisedBeta = beta + 189 - 45 * improving;
905         assert(raisedBeta < VALUE_INFINITE);
906         MovePicker mp(pos, ttMove, raisedBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
907         int probCutCount = 0;
908
909         while (  (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
910                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode)
911             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
912             {
913                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
914                 assert(depth >= 5);
915
916                 captureOrPromotion = true;
917                 probCutCount++;
918
919                 ss->currentMove = move;
920                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[inCheck]
921                                                                           [captureOrPromotion]
922                                                                           [pos.moved_piece(move)]
923                                                                           [to_sq(move)];
924
925                 pos.do_move(move, st);
926
927                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
928                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1);
929
930                 // If the qsearch held, perform the regular search
931                 if (value >= raisedBeta)
932                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -raisedBeta, -raisedBeta+1, depth - 4, !cutNode);
933
934                 pos.undo_move(move);
935
936                 if (value >= raisedBeta)
937                     return value;
938             }
939     }
940
941     // Step 11. Internal iterative deepening (~1 Elo)
942     if (depth >= 7 && !ttMove)
943     {
944         search<NT>(pos, ss, alpha, beta, depth - 7, cutNode);
945
946         tte = TT.probe(posKey, ttHit);
947         ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
948         ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
949     }
950
951 moves_loop: // When in check, search starts from here
952
953     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
954                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
955                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
956
957     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
958
959     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
960                                       &thisThread->lowPlyHistory,
961                                       &captureHistory,
962                                       contHist,
963                                       countermove,
964                                       ss->killers,
965                                       depth > 12 ? ss->ply : MAX_PLY);
966
967     value = bestValue;
968     singularLMR = moveCountPruning = false;
969     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
970
971     // Mark this node as being searched
972     ThreadHolding th(thisThread, posKey, ss->ply);
973
974     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
975     // or a beta cutoff occurs.
976     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
977     {
978       assert(is_ok(move));
979
980       if (move == excludedMove)
981           continue;
982
983       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
984       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
985       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
986       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
987       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
988                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
989           continue;
990
991       ss->moveCount = ++moveCount;
992
993       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
994           sync_cout << "info depth " << depth
995                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
996                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
997       if (PvNode)
998           (ss+1)->pv = nullptr;
999
1000       extension = 0;
1001       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1002       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1003       givesCheck = pos.gives_check(move);
1004
1005       // Calculate new depth for this move
1006       newDepth = depth - 1;
1007
1008       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
1009       if (  !rootNode
1010           && pos.non_pawn_material(us)
1011           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1012       {
1013           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1014           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1015
1016           // Reduced depth of the next LMR search
1017           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1018
1019           if (   !captureOrPromotion
1020               && !givesCheck)
1021           {
1022               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
1023               if (   lmrDepth < 4 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
1024                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1025                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1026                   continue;
1027
1028               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1029               if (   lmrDepth < 6
1030                   && !inCheck
1031                   && ss->staticEval + 235 + 172 * lmrDepth <= alpha
1032                   &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1033                     + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1034                     + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] < 27400)
1035                   continue;
1036
1037               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1038               if (!pos.see_ge(move, Value(-(32 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
1039                   continue;
1040           }
1041           else
1042           {
1043               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1044               if (   !givesCheck
1045                   && lmrDepth < 1
1046                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1047                   continue;
1048
1049               // See based pruning
1050               if (!pos.see_ge(move, Value(-194) * depth)) // (~25 Elo)
1051                   continue;
1052           }
1053       }
1054
1055       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1056
1057       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1058       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1059       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1060       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1061       // result is lower than ttValue minus a margin then we will extend the ttMove.
1062       if (    depth >= 6
1063           &&  move == ttMove
1064           && !rootNode
1065           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1066        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1067           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1068           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1069           &&  tte->depth() >= depth - 3
1070           &&  pos.legal(move))
1071       {
1072           Value singularBeta = ttValue - ((formerPv + 4) * depth) / 2;
1073           Depth singularDepth = (depth - 1 + 3 * formerPv) / 2;
1074           ss->excludedMove = move;
1075           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1076           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1077
1078           if (value < singularBeta)
1079           {
1080               extension = 1;
1081               singularLMR = true;
1082           }
1083
1084           // Multi-cut pruning
1085           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1086           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1087           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1088           // a soft bound.
1089           else if (singularBeta >= beta)
1090               return singularBeta;
1091       }
1092
1093       // Check extension (~2 Elo)
1094       else if (    givesCheck
1095                && (pos.is_discovery_check_on_king(~us, move) || pos.see_ge(move)))
1096           extension = 1;
1097
1098       // Passed pawn extension
1099       else if (   move == ss->killers[0]
1100                && pos.advanced_pawn_push(move)
1101                && pos.pawn_passed(us, to_sq(move)))
1102           extension = 1;
1103
1104       // Last captures extension
1105       else if (   PieceValue[EG][pos.captured_piece()] > PawnValueEg
1106                && pos.non_pawn_material() <= 2 * RookValueMg)
1107           extension = 1;
1108
1109       // Castling extension
1110       if (type_of(move) == CASTLING)
1111           extension = 1;
1112
1113       // Late irreversible move extension
1114       if (   move == ttMove
1115           && pos.rule50_count() > 80
1116           && (captureOrPromotion || type_of(movedPiece) == PAWN))
1117           extension = 2;
1118
1119       // Add extension to new depth
1120       newDepth += extension;
1121
1122       // Speculative prefetch as early as possible
1123       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1124
1125       // Check for legality just before making the move
1126       if (!rootNode && !pos.legal(move))
1127       {
1128           ss->moveCount = --moveCount;
1129           continue;
1130       }
1131
1132       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1133       ss->currentMove = move;
1134       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[inCheck]
1135                                                                 [captureOrPromotion]
1136                                                                 [movedPiece]
1137                                                                 [to_sq(move)];
1138
1139       // Step 15. Make the move
1140       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1141
1142       // Step 16. Reduced depth search (LMR, ~200 Elo). If the move fails high it will be
1143       // re-searched at full depth.
1144       if (    depth >= 3
1145           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1146           && (!rootNode || thisThread->best_move_count(move) == 0)
1147           && (  !captureOrPromotion
1148               || moveCountPruning
1149               || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha
1150               || cutNode
1151               || thisThread->ttHitAverage < 375 * ttHitAverageResolution * ttHitAverageWindow / 1024))
1152       {
1153           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1154
1155           // Decrease reduction if the ttHit running average is large
1156           if (thisThread->ttHitAverage > 500 * ttHitAverageResolution * ttHitAverageWindow / 1024)
1157               r--;
1158
1159           // Reduction if other threads are searching this position.
1160           if (th.marked())
1161               r++;
1162
1163           // Decrease reduction if position is or has been on the PV (~10 Elo)
1164           if (ttPv)
1165               r -= 2;
1166
1167           if (moveCountPruning && !formerPv)
1168               r++;
1169
1170           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~5 Elo)
1171           if ((ss-1)->moveCount > 14)
1172               r--;
1173
1174           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~3 Elo)
1175           if (singularLMR)
1176               r -= 1 + formerPv;
1177
1178           if (!captureOrPromotion)
1179           {
1180               // Increase reduction if ttMove is a capture (~5 Elo)
1181               if (ttCapture)
1182                   r++;
1183
1184               // Increase reduction for cut nodes (~10 Elo)
1185               if (cutNode)
1186                   r += 2;
1187
1188               // Decrease reduction for moves that escape a capture. Filter out
1189               // castling moves, because they are coded as "king captures rook" and
1190               // hence break make_move(). (~2 Elo)
1191               else if (    type_of(move) == NORMAL
1192                        && !pos.see_ge(reverse_move(move)))
1193                   r -= 2 + ttPv;
1194
1195               ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1196                              + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1197                              + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1198                              + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1199                              - 4926;
1200
1201               // Decrease/increase reduction by comparing opponent's stat score (~10 Elo)
1202               if (ss->statScore >= -102 && (ss-1)->statScore < -114)
1203                   r--;
1204
1205               else if ((ss-1)->statScore >= -116 && ss->statScore < -154)
1206                   r++;
1207
1208               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1209               r -= ss->statScore / 16434;
1210           }
1211           else
1212           {
1213             // Increase reduction for captures/promotions if late move and at low depth
1214             if (depth < 8 && moveCount > 2)
1215                 r++;
1216
1217             // Unless giving check, this capture is likely bad
1218             if (   !givesCheck
1219                 && ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] + 200 * depth <= alpha)
1220                 r++;
1221           }
1222
1223           Depth d = Utility::clamp(newDepth - r, 1, newDepth);
1224
1225           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1226
1227           doFullDepthSearch = value > alpha && d != newDepth;
1228
1229           didLMR = true;
1230       }
1231       else
1232       {
1233           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1234
1235           didLMR = false;
1236       }
1237
1238       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1239       if (doFullDepthSearch)
1240       {
1241           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1242
1243           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1244           {
1245               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1246                                         : -stat_bonus(newDepth);
1247
1248               if (move == ss->killers[0])
1249                   bonus += bonus / 4;
1250
1251               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1252           }
1253       }
1254
1255       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1256       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1257       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1258       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1259       {
1260           (ss+1)->pv = pv;
1261           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1262
1263           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1264       }
1265
1266       // Step 18. Undo move
1267       pos.undo_move(move);
1268
1269       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1270
1271       // Step 19. Check for a new best move
1272       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1273       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1274       // updating best move, PV and TT.
1275       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1276           return VALUE_ZERO;
1277
1278       if (rootNode)
1279       {
1280           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1281                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1282
1283           // PV move or new best move?
1284           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1285           {
1286               rm.score = value;
1287               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1288               rm.pv.resize(1);
1289
1290               assert((ss+1)->pv);
1291
1292               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1293                   rm.pv.push_back(*m);
1294
1295               // We record how often the best move has been changed in each
1296               // iteration. This information is used for time management: When
1297               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1298               if (moveCount > 1)
1299                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1300           }
1301           else
1302               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1303               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1304               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1305               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1306       }
1307
1308       if (value > bestValue)
1309       {
1310           bestValue = value;
1311
1312           if (value > alpha)
1313           {
1314               bestMove = move;
1315
1316               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1317                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1318
1319               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1320                   alpha = value;
1321               else
1322               {
1323                   assert(value >= beta); // Fail high
1324                   ss->statScore = 0;
1325                   break;
1326               }
1327           }
1328       }
1329
1330       if (move != bestMove)
1331       {
1332           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1333               capturesSearched[captureCount++] = move;
1334
1335           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1336               quietsSearched[quietCount++] = move;
1337       }
1338     }
1339
1340     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1341     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1342     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1343     /*
1344        if (Threads.stop)
1345         return VALUE_DRAW;
1346     */
1347
1348     // Step 20. Check for mate and stalemate
1349     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1350     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1351     // return a fail low score.
1352
1353     assert(moveCount || !inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1354
1355     if (!moveCount)
1356         bestValue = excludedMove ? alpha
1357                    :     inCheck ? mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1358
1359     else if (bestMove)
1360         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1361                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1362
1363     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1364     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1365              && !priorCapture)
1366         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
1367
1368     if (PvNode)
1369         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1370
1371     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1372         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ttPv,
1373                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1374                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1375                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1376
1377     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1378
1379     return bestValue;
1380   }
1381
1382
1383   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1384   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1385   template <NodeType NT>
1386   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1387
1388     constexpr bool PvNode = NT == PV;
1389
1390     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1391     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1392     assert(depth <= 0);
1393
1394     Move pv[MAX_PLY+1];
1395     StateInfo st;
1396     TTEntry* tte;
1397     Key posKey;
1398     Move ttMove, move, bestMove;
1399     Depth ttDepth;
1400     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1401     bool ttHit, pvHit, inCheck, givesCheck, captureOrPromotion, evasionPrunable;
1402     int moveCount;
1403
1404     if (PvNode)
1405     {
1406         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1407         (ss+1)->pv = pv;
1408         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1409     }
1410
1411     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1412     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
1413     bestMove = MOVE_NONE;
1414     inCheck = pos.checkers();
1415     moveCount = 0;
1416
1417     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1418     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1419         || ss->ply >= MAX_PLY)
1420         return (ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1421
1422     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1423
1424     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1425     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1426     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1427     ttDepth = inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1428                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1429     // Transposition table lookup
1430     posKey = pos.key();
1431     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
1432     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1433     ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1434     pvHit = ttHit && tte->is_pv();
1435
1436     if (  !PvNode
1437         && ttHit
1438         && tte->depth() >= ttDepth
1439         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1440         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1441                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1442         return ttValue;
1443
1444     // Evaluate the position statically
1445     if (inCheck)
1446     {
1447         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1448         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1449     }
1450     else
1451     {
1452         if (ttHit)
1453         {
1454             // Never assume anything about values stored in TT
1455             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1456                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1457
1458             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1459             if (    ttValue != VALUE_NONE
1460                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1461                 bestValue = ttValue;
1462         }
1463         else
1464             ss->staticEval = bestValue =
1465             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1466                                              : -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
1467
1468         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1469         if (bestValue >= beta)
1470         {
1471             if (!ttHit)
1472                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1473                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1474
1475             return bestValue;
1476         }
1477
1478         if (PvNode && bestValue > alpha)
1479             alpha = bestValue;
1480
1481         futilityBase = bestValue + 154;
1482     }
1483
1484     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1485                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1486                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1487
1488     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1489     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1490     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1491     // be generated.
1492     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1493                                       &thisThread->captureHistory,
1494                                       contHist,
1495                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1496
1497     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1498     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1499     {
1500       assert(is_ok(move));
1501
1502       givesCheck = pos.gives_check(move);
1503       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1504
1505       moveCount++;
1506
1507       // Futility pruning
1508       if (   !inCheck
1509           && !givesCheck
1510           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1511           && !pos.advanced_pawn_push(move))
1512       {
1513           assert(type_of(move) != ENPASSANT); // Due to !pos.advanced_pawn_push
1514
1515           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1516
1517           if (futilityValue <= alpha)
1518           {
1519               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1520               continue;
1521           }
1522
1523           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1524           {
1525               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1526               continue;
1527           }
1528       }
1529
1530       // Detect non-capture evasions that are candidates to be pruned
1531       evasionPrunable =    inCheck
1532                        &&  (depth != 0 || moveCount > 2)
1533                        &&  bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1534                        && !pos.capture(move);
1535
1536       // Don't search moves with negative SEE values
1537       if (  (!inCheck || evasionPrunable) && !pos.see_ge(move))
1538           continue;
1539
1540       // Speculative prefetch as early as possible
1541       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1542
1543       // Check for legality just before making the move
1544       if (!pos.legal(move))
1545       {
1546           moveCount--;
1547           continue;
1548       }
1549
1550       ss->currentMove = move;
1551       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[inCheck]
1552                                                                 [captureOrPromotion]
1553                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1554                                                                 [to_sq(move)];
1555
1556       // Make and search the move
1557       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1558       value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1559       pos.undo_move(move);
1560
1561       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1562
1563       // Check for a new best move
1564       if (value > bestValue)
1565       {
1566           bestValue = value;
1567
1568           if (value > alpha)
1569           {
1570               bestMove = move;
1571
1572               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1573                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1574
1575               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1576                   alpha = value;
1577               else
1578                   break; // Fail high
1579           }
1580        }
1581     }
1582
1583     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1584     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1585     if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1586         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1587
1588     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1589               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1590               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1591               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1592
1593     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1594
1595     return bestValue;
1596   }
1597
1598
1599   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1600   // "plies to mate from the current position". standard scores are unchanged.
1601   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1602
1603   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1604
1605     assert(v != VALUE_NONE);
1606
1607     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1608           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1609   }
1610
1611
1612   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate or TB score
1613   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated
1614   // from current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root".
1615   // However, for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule,
1616   // and the graph history interaction, return an optimal TB score instead.
1617
1618   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1619
1620     if (v == VALUE_NONE)
1621         return VALUE_NONE;
1622
1623     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1624     {
1625         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1626             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1627
1628         return v - ply;
1629     }
1630
1631     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1632     {
1633         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1634             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1635
1636         return v + ply;
1637     }
1638
1639     return v;
1640   }
1641
1642
1643   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1644
1645   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1646
1647     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1648         *pv++ = *childPv++;
1649     *pv = MOVE_NONE;
1650   }
1651
1652
1653   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1654
1655   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1656                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1657
1658     int bonus1, bonus2;
1659     Color us = pos.side_to_move();
1660     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1661     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1662     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1663     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1664
1665     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1666     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1667                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1668
1669     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1670     {
1671         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1672
1673         // Decrease all the non-best quiet moves
1674         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1675         {
1676             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1677             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1678         }
1679     }
1680     else
1681         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1682
1683     // Extra penalty for a quiet TT or main killer move in previous ply when it gets refuted
1684     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1685         && !pos.captured_piece())
1686             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1687
1688     // Decrease all the non-best capture moves
1689     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1690     {
1691         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1692         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1693         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1694     }
1695   }
1696
1697
1698   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1699   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1700
1701   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1702
1703     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1704         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1705             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1706   }
1707
1708
1709   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1710
1711   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1712
1713     if (ss->killers[0] != move)
1714     {
1715         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1716         ss->killers[0] = move;
1717     }
1718
1719     Color us = pos.side_to_move();
1720     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1721     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1722     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1723
1724     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1725         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1726
1727     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1728     {
1729         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1730         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1731     }
1732
1733     if (depth > 12 && ss->ply < MAX_LPH)
1734         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1735   }
1736
1737   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1738   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1739
1740   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1741
1742     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1743     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1744
1745     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1746     Value topScore = rootMoves[0].score;
1747     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1748     int weakness = 120 - 2 * level;
1749     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1750
1751     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1752     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1753     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1754     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1755     {
1756         // This is our magic formula
1757         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1758                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1759
1760         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1761         {
1762             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1763             best = rootMoves[i].pv[0];
1764         }
1765     }
1766
1767     return best;
1768   }
1769
1770 } // namespace
1771
1772 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1773 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1774
1775 void MainThread::check_time() {
1776
1777   if (--callsCnt > 0)
1778       return;
1779
1780   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1781   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1782
1783   static TimePoint lastInfoTime = now();
1784
1785   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1786   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1787
1788   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1789   {
1790       lastInfoTime = tick;
1791       dbg_print();
1792   }
1793
1794   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1795   if (ponder)
1796       return;
1797
1798   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1799       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1800       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1801       Threads.stop = true;
1802 }
1803
1804
1805 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1806 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1807
1808 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1809
1810   std::stringstream ss;
1811   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1812   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1813   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1814   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1815   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1816   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1817
1818   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1819   {
1820       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1821
1822       if (depth == 1 && !updated)
1823           continue;
1824
1825       Depth d = updated ? depth : depth - 1;
1826       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1827
1828       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1829       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1830
1831       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1832           ss << "\n";
1833
1834       ss << "info"
1835          << " depth "    << d
1836          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1837          << " multipv "  << i + 1
1838          << " score "    << UCI::value(v);
1839
1840       if (!tb && i == pvIdx)
1841           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1842
1843       ss << " nodes "    << nodesSearched
1844          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1845
1846       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1847           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1848
1849       ss << " tbhits "   << tbHits
1850          << " time "     << elapsed
1851          << " pv";
1852
1853       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1854           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1855   }
1856
1857   return ss.str();
1858 }
1859
1860
1861 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1862 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1863 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1864 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1865
1866 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1867
1868     StateInfo st;
1869     bool ttHit;
1870
1871     assert(pv.size() == 1);
1872
1873     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1874         return false;
1875
1876     pos.do_move(pv[0], st);
1877     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1878
1879     if (ttHit)
1880     {
1881         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1882         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1883             pv.push_back(m);
1884     }
1885
1886     pos.undo_move(pv[0]);
1887     return pv.size() > 1;
1888 }
1889
1890 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1891
1892     RootInTB = false;
1893     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1894     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1895     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1896     bool dtz_available = true;
1897
1898     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1899     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1900     if (Cardinality > MaxCardinality)
1901     {
1902         Cardinality = MaxCardinality;
1903         ProbeDepth = 0;
1904     }
1905
1906     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1907     {
1908         // Rank moves using DTZ tables
1909         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1910
1911         if (!RootInTB)
1912         {
1913             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1914             dtz_available = false;
1915             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1916         }
1917     }
1918
1919     if (RootInTB)
1920     {
1921         // Sort moves according to TB rank
1922         std::sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1923                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1924
1925         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1926         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1927             Cardinality = 0;
1928     }
1929     else
1930     {
1931         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1932         for (auto& m : rootMoves)
1933             m.tbRank = 0;
1934     }
1935 }