]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplify reduction when best move doesn't change frequently.
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   constexpr uint64_t TtHitAverageWindow     = 4096;
65   constexpr uint64_t TtHitAverageResolution = 1024;
66
67   // Futility margin
68   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
69     return Value(214 * (d - improving));
70   }
71
72   // Reductions lookup table, initialized at startup
73   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
74
75   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
76     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
77     return (r + 534) / 1024 + (!i && r > 904);
78   }
79
80   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
81     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
82   }
83
84   // History and stats update bonus, based on depth
85   int stat_bonus(Depth d) {
86     return d > 14 ? 73 : 6 * d * d + 229 * d - 215;
87   }
88
89   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
90   Value value_draw(Thread* thisThread) {
91     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
92   }
93
94   // Skill structure is used to implement strength limit
95   struct Skill {
96     explicit Skill(int l) : level(l) {}
97     bool enabled() const { return level < 20; }
98     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
99     Move pick_best(size_t multiPV);
100
101     int level;
102     Move best = MOVE_NONE;
103   };
104
105   template <NodeType nodeType>
106   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
107
108   template <NodeType nodeType>
109   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
110
111   Value value_to_tt(Value v, int ply);
112   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
113   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
114   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
115   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
116   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
117                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
118
119   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
120   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
121   template<bool Root>
122   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
123
124     StateInfo st;
125     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
126
127     uint64_t cnt, nodes = 0;
128     const bool leaf = (depth == 2);
129
130     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
131     {
132         if (Root && depth <= 1)
133             cnt = 1, nodes++;
134         else
135         {
136             pos.do_move(m, st);
137             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
138             nodes += cnt;
139             pos.undo_move(m);
140         }
141         if (Root)
142             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
143     }
144     return nodes;
145   }
146
147 } // namespace
148
149
150 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
151
152 void Search::init() {
153
154   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
155       Reductions[i] = int(21.3 * std::log(i + 0.25 * std::log(i)));
156 }
157
158
159 /// Search::clear() resets search state to its initial value
160
161 void Search::clear() {
162
163   Threads.main()->wait_for_search_finished();
164
165   Time.availableNodes = 0;
166   TT.clear();
167   Threads.clear();
168   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
169 }
170
171
172 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
173 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
174
175 void MainThread::search() {
176
177   if (Limits.perft)
178   {
179       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
180       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
181       return;
182   }
183
184   Color us = rootPos.side_to_move();
185   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
186   TT.new_search();
187
188   Eval::NNUE::verify();
189
190   if (rootMoves.empty())
191   {
192       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
193       sync_cout << "info depth 0 score "
194                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
195                 << sync_endl;
196   }
197   else
198   {
199       Threads.start_searching(); // start non-main threads
200       Thread::search();          // main thread start searching
201   }
202
203   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
204   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
205   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
206   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
207   // until the GUI sends one of those commands.
208
209   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
210   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
211
212   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
213   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
214   Threads.stop = true;
215
216   // Wait until all threads have finished
217   Threads.wait_for_search_finished();
218
219   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
220   // the available ones before exiting.
221   if (Limits.npmsec)
222       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
223
224   Thread* bestThread = this;
225
226   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
227       && !Limits.depth
228       && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || int(Options["UCI_LimitStrength"]))
229       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
230       bestThread = Threads.get_best_thread();
231
232   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
233
234   // Send again PV info if we have a new best thread
235   if (bestThread != this)
236       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
237
238   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
239
240   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
241       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
242
243   std::cout << sync_endl;
244 }
245
246
247 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
248 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
249 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
250
251 void Thread::search() {
252
253   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
254   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
255   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
256   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
257   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
258   Move  pv[MAX_PLY+1];
259   Value bestValue, alpha, beta, delta;
260   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
261   Depth lastBestMoveDepth = 0;
262   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
263   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
264   Color us = rootPos.side_to_move();
265   int iterIdx = 0;
266
267   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
268   for (int i = 7; i > 0; i--)
269       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
270
271   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
272       (ss+i)->ply = i;
273
274   ss->pv = pv;
275
276   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
277   beta = VALUE_INFINITE;
278
279   if (mainThread)
280   {
281       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
282           for (int i = 0; i < 4; ++i)
283               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
284       else
285           for (int i = 0; i < 4; ++i)
286               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
287   }
288
289   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
290   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
291
292   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
293
294   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
295   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
296   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
297   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
298   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
299   PRNG rng(now());
300   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
301                       std::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
302                         double(Options["Skill Level"]);
303   int intLevel = int(floatLevel) +
304                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
305   Skill skill(intLevel);
306
307   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
308   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
309   if (skill.enabled())
310       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
311
312   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
313   ttHitAverage = TtHitAverageWindow * TtHitAverageResolution / 2;
314
315   int ct = int(Options["Contempt"]) * PawnValueEg / 100; // From centipawns
316
317   // In analysis mode, adjust contempt in accordance with user preference
318   if (Limits.infinite || Options["UCI_AnalyseMode"])
319       ct =  Options["Analysis Contempt"] == "Off"  ? 0
320           : Options["Analysis Contempt"] == "Both" ? ct
321           : Options["Analysis Contempt"] == "White" && us == BLACK ? -ct
322           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
323           : ct;
324
325   // Evaluation score is from the white point of view
326   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
327                           : -make_score(ct, ct / 2));
328
329   int searchAgainCounter = 0;
330
331   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
332   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
333          && !Threads.stop
334          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
335   {
336       // Age out PV variability metric
337       if (mainThread)
338           totBestMoveChanges /= 2;
339
340       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
341       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
342       for (RootMove& rm : rootMoves)
343           rm.previousScore = rm.score;
344
345       size_t pvFirst = 0;
346       pvLast = 0;
347
348       if (!Threads.increaseDepth)
349          searchAgainCounter++;
350
351       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
352       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
353       {
354           if (pvIdx == pvLast)
355           {
356               pvFirst = pvLast;
357               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
358                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
359                       break;
360           }
361
362           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
363           selDepth = 0;
364
365           // Reset aspiration window starting size
366           if (rootDepth >= 4)
367           {
368               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
369               delta = Value(17);
370               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
371               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
372
373               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
374               int dct = ct + (113 - ct / 2) * prev / (abs(prev) + 147);
375
376               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
377                                       : -make_score(dct, dct / 2));
378           }
379
380           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
381           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
382           // high/low anymore.
383           int failedHighCnt = 0;
384           while (true)
385           {
386               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
387               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
388
389               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
390               // is done with a stable algorithm because all the values but the
391               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
392               // and we want to keep the same order for all the moves except the
393               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
394               // search the already searched PV lines are preserved.
395               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
396
397               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
398               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
399               // the previous iteration.
400               if (Threads.stop)
401                   break;
402
403               // When failing high/low give some update (without cluttering
404               // the UI) before a re-search.
405               if (   mainThread
406                   && multiPV == 1
407                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
408                   && Time.elapsed() > 3000)
409                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
410
411               // In case of failing low/high increase aspiration window and
412               // re-search, otherwise exit the loop.
413               if (bestValue <= alpha)
414               {
415                   beta = (alpha + beta) / 2;
416                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
417
418                   failedHighCnt = 0;
419                   if (mainThread)
420                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
421               }
422               else if (bestValue >= beta)
423               {
424                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
425                   ++failedHighCnt;
426               }
427               else
428                   break;
429
430               delta += delta / 4 + 5;
431
432               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
433           }
434
435           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
436           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
437
438           if (    mainThread
439               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
440               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
441       }
442
443       if (!Threads.stop)
444           completedDepth = rootDepth;
445
446       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
447          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
448          lastBestMoveDepth = rootDepth;
449       }
450
451       // Have we found a "mate in x"?
452       if (   Limits.mate
453           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
454           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
455           Threads.stop = true;
456
457       if (!mainThread)
458           continue;
459
460       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
461       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
462           skill.pick_best(multiPV);
463
464       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
465       if (    Limits.use_time_management()
466           && !Threads.stop
467           && !mainThread->stopOnPonderhit)
468       {
469           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
470                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
471           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
472
473           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
474           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
475           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
476
477           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
478           for (Thread* th : Threads)
479           {
480               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
481               th->bestMoveChanges = 0;
482           }
483           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
484                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
485           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
486
487           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
488           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
489           if (rootMoves.size() == 1)
490               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
491
492           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
493           if (Time.elapsed() > totalTime)
494           {
495               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
496               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
497               if (mainThread->ponder)
498                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
499               else
500                   Threads.stop = true;
501           }
502           else if (   Threads.increaseDepth
503                    && !mainThread->ponder
504                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
505                    Threads.increaseDepth = false;
506           else
507                    Threads.increaseDepth = true;
508       }
509
510       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
511       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
512   }
513
514   if (!mainThread)
515       return;
516
517   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
518
519   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
520   if (skill.enabled())
521       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
522                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
523 }
524
525
526 namespace {
527
528   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
529
530   template <NodeType nodeType>
531   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
532
533     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
534     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
535     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
536
537     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
538     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
539     if (   !rootNode
540         && pos.rule50_count() >= 3
541         && alpha < VALUE_DRAW
542         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
543     {
544         alpha = value_draw(pos.this_thread());
545         if (alpha >= beta)
546             return alpha;
547     }
548
549     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
550     if (depth <= 0)
551         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
552
553     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
554     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
555     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
556     assert(!(PvNode && cutNode));
557
558     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
559     StateInfo st;
560     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
561
562     TTEntry* tte;
563     Key posKey;
564     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
565     Depth extension, newDepth;
566     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
567     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
568     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
569          ttCapture, singularQuietLMR;
570     Piece movedPiece;
571     int moveCount, captureCount, quietCount;
572
573     // Step 1. Initialize node
574     Thread* thisThread = pos.this_thread();
575     ss->inCheck        = pos.checkers();
576     priorCapture       = pos.captured_piece();
577     Color us           = pos.side_to_move();
578     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
579     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
580     maxValue           = VALUE_INFINITE;
581
582     // Check for the available remaining time
583     if (thisThread == Threads.main())
584         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
585
586     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
587     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
588         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
589
590     if (!rootNode)
591     {
592         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
593         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
594             || pos.is_draw(ss->ply)
595             || ss->ply >= MAX_PLY)
596             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
597                                                         : value_draw(pos.this_thread());
598
599         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
600         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
601         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
602         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
603         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
604         // mate. In this case return a fail-high score.
605         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
606         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
607         if (alpha >= beta)
608             return alpha;
609     }
610
611     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
612
613     (ss+1)->ttPv         = false;
614     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
615     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
616     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
617     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
618
619     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
620     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
621     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
622     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
623     // LMR which are based on the statScore of parent position.
624     if (!rootNode)
625         (ss+2)->statScore = 0;
626
627     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
628     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
629     // position key in case of an excluded move.
630     excludedMove = ss->excludedMove;
631     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
632     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
633     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
634     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
635             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
636     if (!excludedMove)
637         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
638
639     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
640     if (   ss->ttPv
641         && depth > 12
642         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
643         && !priorCapture
644         && is_ok((ss-1)->currentMove))
645         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
646
647     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
648     thisThread->ttHitAverage =   (TtHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / TtHitAverageWindow
649                                 + TtHitAverageResolution * ss->ttHit;
650
651     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
652     if (  !PvNode
653         && ss->ttHit
654         && tte->depth() >= depth
655         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
656         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
657                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
658     {
659         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
660         if (ttMove)
661         {
662             if (ttValue >= beta)
663             {
664                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
665                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
666                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
667
668                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
669                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
670                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
671             }
672             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
673             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
674             {
675                 int penalty = -stat_bonus(depth);
676                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
677                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
678             }
679         }
680
681         // Partial workaround for the graph history interaction problem
682         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
683         if (pos.rule50_count() < 90)
684             return ttValue;
685     }
686
687     // Step 5. Tablebases probe
688     if (!rootNode && TB::Cardinality)
689     {
690         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
691
692         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
693             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
694             &&  pos.rule50_count() == 0
695             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
696         {
697             TB::ProbeState err;
698             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
699
700             // Force check of time on the next occasion
701             if (thisThread == Threads.main())
702                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
703
704             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
705             {
706                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
707
708                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
709
710                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
711                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
712                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
713                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
714
715                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
716                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
717
718                 if (    b == BOUND_EXACT
719                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
720                 {
721                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
722                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
723                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
724
725                     return value;
726                 }
727
728                 if (PvNode)
729                 {
730                     if (b == BOUND_LOWER)
731                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
732                     else
733                         maxValue = value;
734                 }
735             }
736         }
737     }
738
739     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
740
741     // Step 6. Static evaluation of the position
742     if (ss->inCheck)
743     {
744         // Skip early pruning when in check
745         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
746         improving = false;
747         goto moves_loop;
748     }
749     else if (ss->ttHit)
750     {
751         // Never assume anything about values stored in TT
752         ss->staticEval = eval = tte->eval();
753         if (eval == VALUE_NONE)
754             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
755
756         // Randomize draw evaluation
757         if (eval == VALUE_DRAW)
758             eval = value_draw(thisThread);
759
760         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
761         if (    ttValue != VALUE_NONE
762             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
763             eval = ttValue;
764     }
765     else
766     {
767         // In case of null move search use previous static eval with a different sign
768         // and addition of two tempos
769         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
770             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
771         else
772             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval;
773
774         // Save static evaluation into transposition table
775         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
776     }
777
778     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
779     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
780     {
781         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1000, 1000);
782         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
783     }
784
785     // Set up improving flag that is used in various pruning heuristics
786     // We define position as improving if static evaluation of position is better
787     // Than the previous static evaluation at our turn
788     // In case of us being in check at our previous move we look at move prior to it
789     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE
790                ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE
791                : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
792
793     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo)
794     if (   !PvNode
795         &&  depth < 9
796         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
797         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
798         return eval;
799
800     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
801     if (   !PvNode
802         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
803         && (ss-1)->statScore < 23767
804         &&  eval >= beta
805         &&  eval >= ss->staticEval
806         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - 22 * improving + 168 * ss->ttPv + 159
807         && !excludedMove
808         &&  pos.non_pawn_material(us)
809         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
810     {
811         assert(eval - beta >= 0);
812
813         // Null move dynamic reduction based on depth and value
814         Depth R = (1090 + 81 * depth) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 205, 3);
815
816         ss->currentMove = MOVE_NULL;
817         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
818
819         pos.do_null_move(st);
820
821         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
822
823         pos.undo_null_move();
824
825         if (nullValue >= beta)
826         {
827             // Do not return unproven mate or TB scores
828             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
829                 nullValue = beta;
830
831             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
832                 return nullValue;
833
834             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
835
836             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
837             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
838             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
839             thisThread->nmpColor = us;
840
841             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
842
843             thisThread->nmpMinPly = 0;
844
845             if (v >= beta)
846                 return nullValue;
847         }
848     }
849
850     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
851
852     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
853     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
854     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
855     if (   !PvNode
856         &&  depth > 4
857         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
858         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
859         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
860         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
861         // so effective depth is equal to depth - 3
862         && !(   ss->ttHit
863              && tte->depth() >= depth - 3
864              && ttValue != VALUE_NONE
865              && ttValue < probCutBeta))
866     {
867         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
868
869         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
870         int probCutCount = 0;
871         bool ttPv = ss->ttPv;
872         ss->ttPv = false;
873
874         while (   (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
875                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode)
876             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
877             {
878                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
879                 assert(depth >= 5);
880
881                 captureOrPromotion = true;
882                 probCutCount++;
883
884                 ss->currentMove = move;
885                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
886                                                                           [captureOrPromotion]
887                                                                           [pos.moved_piece(move)]
888                                                                           [to_sq(move)];
889
890                 pos.do_move(move, st);
891
892                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
893                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
894
895                 // If the qsearch held, perform the regular search
896                 if (value >= probCutBeta)
897                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
898
899                 pos.undo_move(move);
900
901                 if (value >= probCutBeta)
902                 {
903                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
904                     if ( !(ss->ttHit
905                        && tte->depth() >= depth - 3
906                        && ttValue != VALUE_NONE))
907                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
908                             BOUND_LOWER,
909                             depth - 3, move, ss->staticEval);
910                     return value;
911                 }
912             }
913          ss->ttPv = ttPv;
914     }
915
916     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2
917     if (   PvNode
918         && depth >= 6
919         && !ttMove)
920         depth -= 2;
921
922 moves_loop: // When in check, search starts from here
923
924     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
925
926     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
927     probCutBeta = beta + 409;
928     if (   ss->inCheck
929         && !PvNode
930         && depth >= 4
931         && ttCapture
932         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
933         && tte->depth() >= depth - 3
934         && ttValue >= probCutBeta
935         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
936         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
937        )
938         return probCutBeta;
939
940
941     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
942                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
943                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
944
945     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
946
947     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
948                                       &thisThread->lowPlyHistory,
949                                       &captureHistory,
950                                       contHist,
951                                       countermove,
952                                       ss->killers,
953                                       ss->ply);
954
955     value = bestValue;
956     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
957     bool doubleExtension = false;
958
959     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
960     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
961     bool likelyFailLow =    PvNode
962                          && ttMove
963                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
964                          && tte->depth() >= depth;
965
966     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
967     // or a beta cutoff occurs.
968     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
969     {
970       assert(is_ok(move));
971
972       if (move == excludedMove)
973           continue;
974
975       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
976       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
977       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
978       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
979       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
980                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
981           continue;
982
983       // Check for legality
984       if (!rootNode && !pos.legal(move))
985           continue;
986
987       ss->moveCount = ++moveCount;
988
989       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
990           sync_cout << "info depth " << depth
991                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
992                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
993       if (PvNode)
994           (ss+1)->pv = nullptr;
995
996       extension = 0;
997       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
998       movedPiece = pos.moved_piece(move);
999       givesCheck = pos.gives_check(move);
1000
1001       // Calculate new depth for this move
1002       newDepth = depth - 1;
1003
1004       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
1005       if (  !rootNode
1006           && pos.non_pawn_material(us)
1007           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1008       {
1009           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1010           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1011
1012           // Reduced depth of the next LMR search
1013           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1014
1015           if (   captureOrPromotion
1016               || givesCheck)
1017           {
1018               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1019               if (   !givesCheck
1020                   && lmrDepth < 1
1021                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1022                   continue;
1023
1024               // SEE based pruning
1025               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1026                   continue;
1027           }
1028           else
1029           {
1030               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1031               if (   lmrDepth < 5
1032                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1033                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1034                   continue;
1035
1036               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1037               if (   lmrDepth < 7
1038                   && !ss->inCheck
1039                   && ss->staticEval + 174 + 157 * lmrDepth <= alpha
1040                   &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1041                     + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1042                     + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1043                     + (*contHist[5])[movedPiece][to_sq(move)] / 3 < 28255)
1044                   continue;
1045
1046               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1047               if (!pos.see_ge(move, Value(-(30 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
1048                   continue;
1049           }
1050       }
1051
1052       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1053
1054       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1055       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1056       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1057       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1058       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1059       if (   !rootNode
1060           &&  depth >= 7
1061           &&  move == ttMove
1062           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1063        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1064           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1065           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1066           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1067       {
1068           Value singularBeta = ttValue - 2 * depth;
1069           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1070
1071           ss->excludedMove = move;
1072           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1073           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1074
1075           if (value < singularBeta)
1076           {
1077               extension = 1;
1078               singularQuietLMR = !ttCapture;
1079
1080               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions to at most 3
1081               if (   !PvNode
1082                   && value < singularBeta - 93
1083                   && ss->doubleExtensions < 3)
1084               {
1085                   extension = 2;
1086                   doubleExtension = true;
1087               }
1088           }
1089
1090           // Multi-cut pruning
1091           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1092           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1093           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1094           // a soft bound.
1095           else if (singularBeta >= beta)
1096               return singularBeta;
1097
1098           // If the eval of ttMove is greater than beta we try also if there is another
1099           // move that pushes it over beta, if so also produce a cutoff.
1100           else if (ttValue >= beta)
1101           {
1102               ss->excludedMove = move;
1103               value = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, (depth + 3) / 2, cutNode);
1104               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1105
1106               if (value >= beta)
1107                   return beta;
1108           }
1109       }
1110       else if (   givesCheck
1111                && depth > 6
1112                && abs(ss->staticEval) > Value(100))
1113           extension = 1;
1114
1115       // Add extension to new depth
1116       newDepth += extension;
1117       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1118
1119       // Speculative prefetch as early as possible
1120       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1121
1122       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1123       ss->currentMove = move;
1124       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1125                                                                 [captureOrPromotion]
1126                                                                 [movedPiece]
1127                                                                 [to_sq(move)];
1128
1129       // Step 15. Make the move
1130       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1131
1132       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1133       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1134       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1135       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1136       if (    depth >= 3
1137           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1138           && (  !captureOrPromotion
1139               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)
1140               || !ss->ttPv)
1141           && (!PvNode || ss->ply > 1 || thisThread->id() % 4 != 3))
1142       {
1143           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1144
1145           if (PvNode)
1146               r--;
1147
1148           // Decrease reduction if the ttHit running average is large (~0 Elo)
1149           if (thisThread->ttHitAverage > 537 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1150               r--;
1151
1152           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1153           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1154           if (   ss->ttPv
1155               && !likelyFailLow)
1156               r -= 2;
1157
1158           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1159           if (   (rootNode || !PvNode)
1160               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1161               r++;
1162
1163           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1164           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1165               r--;
1166
1167           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1168           if (singularQuietLMR)
1169               r--;
1170
1171           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1172           if (cutNode)
1173               r += 1 + !captureOrPromotion;
1174
1175           if (!captureOrPromotion)
1176           {
1177               // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1178               if (ttCapture)
1179                   r++;
1180
1181               ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1182                              + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1183                              + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1184                              + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1185                              - 4923;
1186
1187               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1188               if (!ss->inCheck)
1189                   r -= ss->statScore / 14721;
1190           }
1191
1192           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if
1193           // reductions are really negative and movecount is low, we allow this move
1194           // to be searched deeper than the first move, unless ttMove was extended by 2.
1195           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && moveCount <= 5 && !doubleExtension));
1196
1197           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1198
1199           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1200           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1201           didLMR = true;
1202       }
1203       else
1204       {
1205           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1206           didLMR = false;
1207       }
1208
1209       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1210       if (doFullDepthSearch)
1211       {
1212           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1213
1214           // If the move passed LMR update its stats
1215           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1216           {
1217               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1218                                         : -stat_bonus(newDepth);
1219
1220               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1221           }
1222       }
1223
1224       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1225       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1226       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1227       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1228       {
1229           (ss+1)->pv = pv;
1230           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1231
1232           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1233                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1234       }
1235
1236       // Step 18. Undo move
1237       pos.undo_move(move);
1238
1239       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1240
1241       // Step 19. Check for a new best move
1242       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1243       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1244       // updating best move, PV and TT.
1245       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1246           return VALUE_ZERO;
1247
1248       if (rootNode)
1249       {
1250           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1251                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1252
1253           // PV move or new best move?
1254           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1255           {
1256               rm.score = value;
1257               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1258               rm.pv.resize(1);
1259
1260               assert((ss+1)->pv);
1261
1262               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1263                   rm.pv.push_back(*m);
1264
1265               // We record how often the best move has been changed in each
1266               // iteration. This information is used for time management and LMR
1267               if (moveCount > 1)
1268                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1269           }
1270           else
1271               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1272               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1273               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1274               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1275       }
1276
1277       if (value > bestValue)
1278       {
1279           bestValue = value;
1280
1281           if (value > alpha)
1282           {
1283               bestMove = move;
1284
1285               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1286                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1287
1288               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1289                   alpha = value;
1290               else
1291               {
1292                   assert(value >= beta); // Fail high
1293                   break;
1294               }
1295           }
1296       }
1297
1298       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1299       if (move != bestMove)
1300       {
1301           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1302               capturesSearched[captureCount++] = move;
1303
1304           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1305               quietsSearched[quietCount++] = move;
1306       }
1307     }
1308
1309     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1310     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1311     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1312     /*
1313        if (Threads.stop)
1314         return VALUE_DRAW;
1315     */
1316
1317     // Step 20. Check for mate and stalemate
1318     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1319     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1320     // return a fail low score.
1321
1322     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1323
1324     if (!moveCount)
1325         bestValue = excludedMove ? alpha :
1326                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1327                                  : VALUE_DRAW;
1328
1329     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1330     else if (bestMove)
1331         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1332                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1333
1334     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1335     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1336              && !priorCapture)
1337         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
1338
1339     if (PvNode)
1340         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1341
1342     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1343     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1344     if (bestValue <= alpha)
1345         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1346     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1347     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1348     else if (depth > 3)
1349         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1350
1351     // Write gathered information in transposition table
1352     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1353         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1354                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1355                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1356                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1357
1358     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1359
1360     return bestValue;
1361   }
1362
1363
1364   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1365   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1366   template <NodeType nodeType>
1367   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1368
1369     static_assert(nodeType != Root);
1370     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1371
1372     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1373     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1374     assert(depth <= 0);
1375
1376     Move pv[MAX_PLY+1];
1377     StateInfo st;
1378     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1379
1380     TTEntry* tte;
1381     Key posKey;
1382     Move ttMove, move, bestMove;
1383     Depth ttDepth;
1384     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1385     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1386     int moveCount;
1387
1388     if (PvNode)
1389     {
1390         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1391         (ss+1)->pv = pv;
1392         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1393     }
1394
1395     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1396     bestMove = MOVE_NONE;
1397     ss->inCheck = pos.checkers();
1398     moveCount = 0;
1399
1400     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1401     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1402         || ss->ply >= MAX_PLY)
1403         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1404
1405     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1406
1407     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1408     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1409     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1410     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1411                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1412     // Transposition table lookup
1413     posKey = pos.key();
1414     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1415     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1416     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1417     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1418
1419     if (  !PvNode
1420         && ss->ttHit
1421         && tte->depth() >= ttDepth
1422         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1423         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1424                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1425         return ttValue;
1426
1427     // Evaluate the position statically
1428     if (ss->inCheck)
1429     {
1430         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1431         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1432     }
1433     else
1434     {
1435         if (ss->ttHit)
1436         {
1437             // Never assume anything about values stored in TT
1438             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1439                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1440
1441             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1442             if (    ttValue != VALUE_NONE
1443                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1444                 bestValue = ttValue;
1445         }
1446         else
1447             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1448             // and addition of two tempos
1449             ss->staticEval = bestValue =
1450             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1451                                              : -(ss-1)->staticEval;
1452
1453         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1454         if (bestValue >= beta)
1455         {
1456             // Save gathered info in transposition table
1457             if (!ss->ttHit)
1458                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1459                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1460
1461             return bestValue;
1462         }
1463
1464         if (PvNode && bestValue > alpha)
1465             alpha = bestValue;
1466
1467         futilityBase = bestValue + 155;
1468     }
1469
1470     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1471                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1472                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1473
1474     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1475     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1476     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1477     // will be generated.
1478     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1479                                       &thisThread->captureHistory,
1480                                       contHist,
1481                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1482
1483     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1484     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1485     {
1486       assert(is_ok(move));
1487
1488       givesCheck = pos.gives_check(move);
1489       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1490
1491       moveCount++;
1492
1493       // Futility pruning and moveCount pruning
1494       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1495           && !givesCheck
1496           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1497           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1498       {
1499
1500           if (moveCount > 2)
1501               continue;
1502
1503           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1504
1505           if (futilityValue <= alpha)
1506           {
1507               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1508               continue;
1509           }
1510
1511           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1512           {
1513               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1514               continue;
1515           }
1516       }
1517
1518       // Do not search moves with negative SEE values
1519       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1520           && !pos.see_ge(move))
1521           continue;
1522
1523       // Speculative prefetch as early as possible
1524       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1525
1526       // Check for legality just before making the move
1527       if (!pos.legal(move))
1528       {
1529           moveCount--;
1530           continue;
1531       }
1532
1533       ss->currentMove = move;
1534       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1535                                                                 [captureOrPromotion]
1536                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1537                                                                 [to_sq(move)];
1538
1539       // Continuation history based pruning
1540       if (  !captureOrPromotion
1541           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1542           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1543           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1544           continue;
1545
1546       // Make and search the move
1547       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1548       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1549       pos.undo_move(move);
1550
1551       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1552
1553       // Check for a new best move
1554       if (value > bestValue)
1555       {
1556           bestValue = value;
1557
1558           if (value > alpha)
1559           {
1560               bestMove = move;
1561
1562               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1563                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1564
1565               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1566                   alpha = value;
1567               else
1568                   break; // Fail high
1569           }
1570        }
1571     }
1572
1573     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1574     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1575     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1576     {
1577         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1578
1579         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1580     }
1581
1582     // Save gathered info in transposition table
1583     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1584               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1585               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1586               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1587
1588     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1589
1590     return bestValue;
1591   }
1592
1593
1594   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1595   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1596   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1597
1598   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1599
1600     assert(v != VALUE_NONE);
1601
1602     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1603           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1604   }
1605
1606
1607   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1608   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1609   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1610   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1611   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1612
1613   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1614
1615     if (v == VALUE_NONE)
1616         return VALUE_NONE;
1617
1618     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1619     {
1620         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1621             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1622
1623         return v - ply;
1624     }
1625
1626     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1627     {
1628         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1629             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1630
1631         return v + ply;
1632     }
1633
1634     return v;
1635   }
1636
1637
1638   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1639
1640   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1641
1642     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1643         *pv++ = *childPv++;
1644     *pv = MOVE_NONE;
1645   }
1646
1647
1648   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1649
1650   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1651                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1652
1653     int bonus1, bonus2;
1654     Color us = pos.side_to_move();
1655     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1656     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1657     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1658     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1659
1660     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1661     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1                                 // larger bonus
1662                                             : std::min(bonus1, stat_bonus(depth));   // smaller bonus
1663
1664     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1665     {
1666         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1667         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1668
1669         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1670         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1671         {
1672             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1673             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1674         }
1675     }
1676     else
1677         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1678         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1679
1680     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1681     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1682     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1683         && !pos.captured_piece())
1684             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1685
1686     // Decrease stats for all non-best capture moves
1687     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1688     {
1689         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1690         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1691         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1692     }
1693   }
1694
1695
1696   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1697   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1698
1699   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1700
1701     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1702     {
1703         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1704         if (ss->inCheck && i > 2)
1705             break;
1706         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1707             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1708     }
1709   }
1710
1711
1712   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1713
1714   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1715
1716     // Update killers
1717     if (ss->killers[0] != move)
1718     {
1719         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1720         ss->killers[0] = move;
1721     }
1722
1723     Color us = pos.side_to_move();
1724     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1725     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1726     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1727
1728     // Penalty for reversed move in case of moved piece not being a pawn
1729     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1730         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1731
1732     // Update countermove history
1733     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1734     {
1735         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1736         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1737     }
1738
1739     // Update low ply history
1740     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1741         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1742   }
1743
1744   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1745   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1746
1747   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1748
1749     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1750     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1751
1752     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1753     Value topScore = rootMoves[0].score;
1754     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1755     int weakness = 120 - 2 * level;
1756     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1757
1758     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1759     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1760     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1761     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1762     {
1763         // This is our magic formula
1764         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1765                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1766
1767         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1768         {
1769             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1770             best = rootMoves[i].pv[0];
1771         }
1772     }
1773
1774     return best;
1775   }
1776
1777 } // namespace
1778
1779
1780 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1781 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1782
1783 void MainThread::check_time() {
1784
1785   if (--callsCnt > 0)
1786       return;
1787
1788   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1789   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1790
1791   static TimePoint lastInfoTime = now();
1792
1793   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1794   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1795
1796   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1797   {
1798       lastInfoTime = tick;
1799       dbg_print();
1800   }
1801
1802   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1803   if (ponder)
1804       return;
1805
1806   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1807       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1808       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1809       Threads.stop = true;
1810 }
1811
1812
1813 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1814 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1815
1816 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1817
1818   std::stringstream ss;
1819   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1820   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1821   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1822   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1823   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1824   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1825
1826   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1827   {
1828       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1829
1830       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1831           continue;
1832
1833       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1834       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1835
1836       if (v == -VALUE_INFINITE)
1837           v = VALUE_ZERO;
1838
1839       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1840       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1841
1842       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1843           ss << "\n";
1844
1845       ss << "info"
1846          << " depth "    << d
1847          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1848          << " multipv "  << i + 1
1849          << " score "    << UCI::value(v);
1850
1851       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1852           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1853
1854       if (!tb && i == pvIdx)
1855           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1856
1857       ss << " nodes "    << nodesSearched
1858          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1859
1860       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1861           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1862
1863       ss << " tbhits "   << tbHits
1864          << " time "     << elapsed
1865          << " pv";
1866
1867       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1868           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1869   }
1870
1871   return ss.str();
1872 }
1873
1874
1875 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1876 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1877 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1878 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1879
1880 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1881
1882     StateInfo st;
1883     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1884
1885     bool ttHit;
1886
1887     assert(pv.size() == 1);
1888
1889     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1890         return false;
1891
1892     pos.do_move(pv[0], st);
1893     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1894
1895     if (ttHit)
1896     {
1897         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1898         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1899             pv.push_back(m);
1900     }
1901
1902     pos.undo_move(pv[0]);
1903     return pv.size() > 1;
1904 }
1905
1906 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1907
1908     RootInTB = false;
1909     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1910     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1911     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1912     bool dtz_available = true;
1913
1914     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1915     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1916     if (Cardinality > MaxCardinality)
1917     {
1918         Cardinality = MaxCardinality;
1919         ProbeDepth = 0;
1920     }
1921
1922     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1923     {
1924         // Rank moves using DTZ tables
1925         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1926
1927         if (!RootInTB)
1928         {
1929             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1930             dtz_available = false;
1931             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1932         }
1933     }
1934
1935     if (RootInTB)
1936     {
1937         // Sort moves according to TB rank
1938         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1939                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1940
1941         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1942         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1943             Cardinality = 0;
1944     }
1945     else
1946     {
1947         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1948         for (auto& m : rootMoves)
1949             m.tbRank = 0;
1950     }
1951 }
1952
1953 } // namespace Stockfish