]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplification for countermoves based pruning
[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 };
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(234 * (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 + 503) / 1024 + (!i && r > 915);
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 ? 66 : 6 * d * d + 231 * d - 206;
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 NT>
106   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
107
108   template <NodeType NT>
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 + 2 * std::log(Threads.size())) * 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 statScores 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   ss->pv = pv;
272
273   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
274   beta = VALUE_INFINITE;
275
276   if (mainThread)
277   {
278       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
279           for (int i = 0; i < 4; ++i)
280               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
281       else
282           for (int i = 0; i < 4; ++i)
283               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
284   }
285
286   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
287   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
288
289   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
290
291   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
292   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
293   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
294   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
295   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
296   PRNG rng(now());
297   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
298                       std::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
299                         double(Options["Skill Level"]);
300   int intLevel = int(floatLevel) +
301                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
302   Skill skill(intLevel);
303
304   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
305   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
306   if (skill.enabled())
307       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
308
309   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
310   ttHitAverage = TtHitAverageWindow * TtHitAverageResolution / 2;
311
312   int ct = int(Options["Contempt"]) * PawnValueEg / 100; // From centipawns
313
314   // In analysis mode, adjust contempt in accordance with user preference
315   if (Limits.infinite || Options["UCI_AnalyseMode"])
316       ct =  Options["Analysis Contempt"] == "Off"  ? 0
317           : Options["Analysis Contempt"] == "Both" ? ct
318           : Options["Analysis Contempt"] == "White" && us == BLACK ? -ct
319           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
320           : ct;
321
322   // Evaluation score is from the white point of view
323   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
324                           : -make_score(ct, ct / 2));
325
326   int searchAgainCounter = 0;
327
328   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
329   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
330          && !Threads.stop
331          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
332   {
333       // Age out PV variability metric
334       if (mainThread)
335           totBestMoveChanges /= 2;
336
337       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
338       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
339       for (RootMove& rm : rootMoves)
340           rm.previousScore = rm.score;
341
342       size_t pvFirst = 0;
343       pvLast = 0;
344
345       if (!Threads.increaseDepth)
346          searchAgainCounter++;
347
348       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
349       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
350       {
351           if (pvIdx == pvLast)
352           {
353               pvFirst = pvLast;
354               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
355                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
356                       break;
357           }
358
359           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
360           selDepth = 0;
361
362           // Reset aspiration window starting size
363           if (rootDepth >= 4)
364           {
365               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
366               delta = Value(17);
367               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
368               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
369
370               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
371               int dct = ct + (113 - ct / 2) * prev / (abs(prev) + 147);
372
373               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
374                                       : -make_score(dct, dct / 2));
375           }
376
377           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
378           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
379           // high/low anymore.
380           failedHighCnt = 0;
381           while (true)
382           {
383               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
384               bestValue = Stockfish::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
385
386               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
387               // is done with a stable algorithm because all the values but the
388               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
389               // and we want to keep the same order for all the moves except the
390               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
391               // search the already searched PV lines are preserved.
392               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
393
394               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
395               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
396               // the previous iteration.
397               if (Threads.stop)
398                   break;
399
400               // When failing high/low give some update (without cluttering
401               // the UI) before a re-search.
402               if (   mainThread
403                   && multiPV == 1
404                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
405                   && Time.elapsed() > 3000)
406                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
407
408               // In case of failing low/high increase aspiration window and
409               // re-search, otherwise exit the loop.
410               if (bestValue <= alpha)
411               {
412                   beta = (alpha + beta) / 2;
413                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
414
415                   failedHighCnt = 0;
416                   if (mainThread)
417                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
418               }
419               else if (bestValue >= beta)
420               {
421                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
422                   ++failedHighCnt;
423               }
424               else
425                   break;
426
427               delta += delta / 4 + 5;
428
429               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
430           }
431
432           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
433           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
434
435           if (    mainThread
436               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
437               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
438       }
439
440       if (!Threads.stop)
441           completedDepth = rootDepth;
442
443       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
444          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
445          lastBestMoveDepth = rootDepth;
446       }
447
448       // Have we found a "mate in x"?
449       if (   Limits.mate
450           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
451           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
452           Threads.stop = true;
453
454       if (!mainThread)
455           continue;
456
457       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
458       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
459           skill.pick_best(multiPV);
460
461       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
462       if (    Limits.use_time_management()
463           && !Threads.stop
464           && !mainThread->stopOnPonderhit)
465       {
466           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
467                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
468           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
469
470           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
471           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
472           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
473
474           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
475           for (Thread* th : Threads)
476           {
477               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
478               th->bestMoveChanges = 0;
479           }
480           double bestMoveInstability = 1 + 2 * totBestMoveChanges / Threads.size();
481
482           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
483
484           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
485           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
486           if (rootMoves.size() == 1)
487               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
488
489           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
490           if (Time.elapsed() > totalTime)
491           {
492               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
493               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
494               if (mainThread->ponder)
495                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
496               else
497                   Threads.stop = true;
498           }
499           else if (   Threads.increaseDepth
500                    && !mainThread->ponder
501                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
502                    Threads.increaseDepth = false;
503           else
504                    Threads.increaseDepth = true;
505       }
506
507       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
508       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
509   }
510
511   if (!mainThread)
512       return;
513
514   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
515
516   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
517   if (skill.enabled())
518       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
519                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
520 }
521
522
523 namespace {
524
525   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
526
527   template <NodeType NT>
528   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
529
530     constexpr bool PvNode = NT == PV;
531     const bool rootNode = PvNode && ss->ply == 0;
532     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
533
534     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
535     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
536     if (   pos.rule50_count() >= 3
537         && alpha < VALUE_DRAW
538         && !rootNode
539         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
540     {
541         alpha = value_draw(pos.this_thread());
542         if (alpha >= beta)
543             return alpha;
544     }
545
546     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
547     if (depth <= 0)
548         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
549
550     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
551     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
552     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
553     assert(!(PvNode && cutNode));
554
555     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
556     StateInfo st;
557     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
558
559     TTEntry* tte;
560     Key posKey;
561     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
562     Depth extension, newDepth;
563     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
564     bool formerPv, givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
565     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
566          ttCapture, singularQuietLMR;
567     Piece movedPiece;
568     int moveCount, captureCount, quietCount;
569
570     // Step 1. Initialize node
571     Thread* thisThread = pos.this_thread();
572     ss->inCheck        = pos.checkers();
573     priorCapture       = pos.captured_piece();
574     Color us           = pos.side_to_move();
575     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
576     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
577     maxValue           = VALUE_INFINITE;
578
579     // Check for the available remaining time
580     if (thisThread == Threads.main())
581         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
582
583     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
584     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
585         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
586
587     if (!rootNode)
588     {
589         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
590         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
591             || pos.is_draw(ss->ply)
592             || ss->ply >= MAX_PLY)
593             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
594                                                         : value_draw(pos.this_thread());
595
596         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
597         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
598         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
599         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
600         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
601         // mate. In this case return a fail-high score.
602         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
603         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
604         if (alpha >= beta)
605             return alpha;
606     }
607
608     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
609
610     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
611     (ss+1)->ttPv = false;
612     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
613     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
614     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
615
616     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
617     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
618     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
619     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
620     // LMR which are based on the statScore of parent position.
621     if (!rootNode)
622         (ss+2)->statScore = 0;
623
624     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
625     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
626     // position key in case of an excluded move.
627     excludedMove = ss->excludedMove;
628     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
629     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
630     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
631     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
632             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
633     if (!excludedMove)
634         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
635     formerPv = ss->ttPv && !PvNode;
636
637     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
638     if (   ss->ttPv
639         && depth > 12
640         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
641         && !priorCapture
642         && is_ok((ss-1)->currentMove))
643         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
644
645     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
646     thisThread->ttHitAverage =   (TtHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / TtHitAverageWindow
647                                 + TtHitAverageResolution * ss->ttHit;
648
649     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
650     if (  !PvNode
651         && ss->ttHit
652         && tte->depth() >= depth
653         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
654         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
655                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
656     {
657         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
658         if (ttMove)
659         {
660             if (ttValue >= beta)
661             {
662                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
663                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
664                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
665
666                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
667                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
668                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
669             }
670             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
671             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
672             {
673                 int penalty = -stat_bonus(depth);
674                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
675                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
676             }
677         }
678
679         // Partial workaround for the graph history interaction problem
680         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
681         if (pos.rule50_count() < 90)
682             return ttValue;
683     }
684
685     // Step 5. Tablebases probe
686     if (!rootNode && TB::Cardinality)
687     {
688         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
689
690         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
691             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
692             &&  pos.rule50_count() == 0
693             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
694         {
695             TB::ProbeState err;
696             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
697
698             // Force check of time on the next occasion
699             if (thisThread == Threads.main())
700                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
701
702             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
703             {
704                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
705
706                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
707
708                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
709                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
710                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
711                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
712
713                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
714                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
715
716                 if (    b == BOUND_EXACT
717                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
718                 {
719                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
720                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
721                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
722
723                     return value;
724                 }
725
726                 if (PvNode)
727                 {
728                     if (b == BOUND_LOWER)
729                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
730                     else
731                         maxValue = value;
732                 }
733             }
734         }
735     }
736
737     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
738
739     // Step 6. Static evaluation of the position
740     if (ss->inCheck)
741     {
742         // Skip early pruning when in check
743         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
744         improving = false;
745         goto moves_loop;
746     }
747     else if (ss->ttHit)
748     {
749         // Never assume anything about values stored in TT
750         ss->staticEval = eval = tte->eval();
751         if (eval == VALUE_NONE)
752             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
753
754         // Randomize draw evaluation
755         if (eval == VALUE_DRAW)
756             eval = value_draw(thisThread);
757
758         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
759         if (    ttValue != VALUE_NONE
760             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
761             eval = ttValue;
762     }
763     else
764     {
765         // In case of null move search use previous static eval with a different sign
766         // and addition of two tempos
767         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
768             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
769         else
770             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
771
772         // Save static evaluation into transposition table
773         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
774     }
775
776     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
777     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
778     {
779         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval - 2 * Tempo), -1000, 1000);
780         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
781     }
782
783     // Set up improving flag that is used in various pruning heuristics
784     // We define position as improving if static evaluation of position is better
785     // Than the previous static evaluation at our turn
786     // In case of us being in check at our previous move we look at move prior to it
787     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE
788                ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE
789                : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
790
791     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo)
792     if (   !PvNode
793         &&  depth < 9
794         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
795         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
796         return eval;
797
798     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
799     if (   !PvNode
800         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
801         && (ss-1)->statScore < 24185
802         &&  eval >= beta
803         &&  eval >= ss->staticEval
804         &&  ss->staticEval >= beta - 24 * depth - 34 * improving + 162 * ss->ttPv + 159
805         && !excludedMove
806         &&  pos.non_pawn_material(us)
807         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
808     {
809         assert(eval - beta >= 0);
810
811         // Null move dynamic reduction based on depth and value
812         Depth R = (1062 + 68 * depth) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 190, 3);
813
814         ss->currentMove = MOVE_NULL;
815         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
816
817         pos.do_null_move(st);
818
819         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
820
821         pos.undo_null_move();
822
823         if (nullValue >= beta)
824         {
825             // Do not return unproven mate or TB scores
826             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
827                 nullValue = beta;
828
829             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
830                 return nullValue;
831
832             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
833
834             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
835             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
836             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
837             thisThread->nmpColor = us;
838
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
840
841             thisThread->nmpMinPly = 0;
842
843             if (v >= beta)
844                 return nullValue;
845         }
846     }
847
848     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
849
850     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
851     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
852     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
853     if (   !PvNode
854         &&  depth > 4
855         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
856         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
857         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
858         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
859         // so effective depth is equal to depth - 3
860         && !(   ss->ttHit
861              && tte->depth() >= depth - 3
862              && ttValue != VALUE_NONE
863              && ttValue < probCutBeta))
864     {
865
866         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
867
868         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
869         int probCutCount = 0;
870         bool ttPv = ss->ttPv;
871         ss->ttPv = false;
872
873         while (   (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
874                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode)
875             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
876             {
877                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
878                 assert(depth >= 5);
879
880                 captureOrPromotion = true;
881                 probCutCount++;
882
883                 ss->currentMove = move;
884                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
885                                                                           [captureOrPromotion]
886                                                                           [pos.moved_piece(move)]
887                                                                           [to_sq(move)];
888
889                 pos.do_move(move, st);
890
891                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
892                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
893
894                 // If the qsearch held, perform the regular search
895                 if (value >= probCutBeta)
896                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
897
898                 pos.undo_move(move);
899
900                 if (value >= probCutBeta)
901                 {
902                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
903                     if ( !(ss->ttHit
904                        && tte->depth() >= depth - 3
905                        && ttValue != VALUE_NONE))
906                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
907                             BOUND_LOWER,
908                             depth - 3, move, ss->staticEval);
909                     return value;
910                 }
911             }
912          ss->ttPv = ttPv;
913     }
914
915     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2
916     if (   PvNode
917         && depth >= 6
918         && !ttMove)
919         depth -= 2;
920
921 moves_loop: // When in check, search starts from here
922
923     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
924
925     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
926     probCutBeta = beta + 400;
927     if (   ss->inCheck
928         && !PvNode
929         && depth >= 4
930         && ttCapture
931         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
932         && tte->depth() >= depth - 3
933         && ttValue >= probCutBeta
934         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
935         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
936        )
937         return probCutBeta;
938
939
940     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
941                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
942                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
943
944     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
945
946     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
947                                       &thisThread->lowPlyHistory,
948                                       &captureHistory,
949                                       contHist,
950                                       countermove,
951                                       ss->killers,
952                                       ss->ply);
953
954     value = bestValue;
955     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
956
957     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
958     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
959     bool likelyFailLow =    PvNode
960                          && ttMove
961                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
962                          && tte->depth() >= depth;
963
964     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
965     // or a beta cutoff occurs.
966     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
967     {
968       assert(is_ok(move));
969
970       if (move == excludedMove)
971           continue;
972
973       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
974       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
975       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
976       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
977       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
978                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
979           continue;
980
981       // Check for legality
982       if (!rootNode && !pos.legal(move))
983           continue;
984
985       ss->moveCount = ++moveCount;
986
987       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
988           sync_cout << "info depth " << depth
989                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
990                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
991       if (PvNode)
992           (ss+1)->pv = nullptr;
993
994       extension = 0;
995       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
996       movedPiece = pos.moved_piece(move);
997       givesCheck = pos.gives_check(move);
998
999       // Calculate new depth for this move
1000       newDepth = depth - 1;
1001
1002       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
1003       if (  !rootNode
1004           && pos.non_pawn_material(us)
1005           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1006       {
1007           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1008           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1009
1010           // Reduced depth of the next LMR search
1011           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1012
1013           if (   captureOrPromotion
1014               || givesCheck)
1015           {
1016               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1017               if (   !givesCheck
1018                   && lmrDepth < 1
1019                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1020                   continue;
1021
1022               // SEE based pruning
1023               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1024                   continue;
1025           }
1026           else
1027           {
1028               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
1029               if (   lmrDepth < 4
1030                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1031                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1032                   continue;
1033
1034               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1035               if (   lmrDepth < 7
1036                   && !ss->inCheck
1037                   && ss->staticEval + 174 + 157 * lmrDepth <= alpha
1038                   &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1039                     + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1040                     + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1041                     + (*contHist[5])[movedPiece][to_sq(move)] / 3 < 28255)
1042                   continue;
1043
1044               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-(30 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
1046                   continue;
1047           }
1048       }
1049
1050       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1051
1052       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1053       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1054       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1055       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1056       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1057       if (    depth >= 7
1058           &&  move == ttMove
1059           && !rootNode
1060           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1061        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1062           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1063           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1064           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1065       {
1066           Value singularBeta = ttValue - ((formerPv + 4) * depth) / 2;
1067           Depth singularDepth = (depth - 1 + 3 * formerPv) / 2;
1068
1069           ss->excludedMove = move;
1070           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1071           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1072
1073           if (value < singularBeta)
1074           {
1075               extension = 1;
1076               singularQuietLMR = !ttCapture;
1077               if (!PvNode && value < singularBeta - 140)
1078                   extension = 2;
1079           }
1080
1081           // Multi-cut pruning
1082           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1083           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1084           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1085           // a soft bound.
1086           else if (singularBeta >= beta)
1087               return singularBeta;
1088
1089           // If the eval of ttMove is greater than beta we try also if there is another
1090           // move that pushes it over beta, if so also produce a cutoff.
1091           else if (ttValue >= beta)
1092           {
1093               ss->excludedMove = move;
1094               value = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, (depth + 3) / 2, cutNode);
1095               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1096
1097               if (value >= beta)
1098                   return beta;
1099           }
1100       }
1101
1102       // Add extension to new depth
1103       newDepth += extension;
1104
1105       // Speculative prefetch as early as possible
1106       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1107
1108       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1109       ss->currentMove = move;
1110       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1111                                                                 [captureOrPromotion]
1112                                                                 [movedPiece]
1113                                                                 [to_sq(move)];
1114
1115       // Step 15. Make the move
1116       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1117
1118       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1119       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1120       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1121       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1122       if (    depth >= 3
1123           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1124           && (  !captureOrPromotion
1125               || moveCountPruning
1126               || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha
1127               || cutNode
1128               || (!PvNode && !formerPv && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.captured_piece())] < 3678)
1129               || thisThread->ttHitAverage < 432 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1130           && (!PvNode || ss->ply > 1 || thisThread->id() % 4 != 3))
1131       {
1132           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1133
1134           // Decrease reduction if the ttHit running average is large (~0 Elo)
1135           if (thisThread->ttHitAverage > 537 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1136               r--;
1137
1138           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1139           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1140           if (   ss->ttPv
1141               && !likelyFailLow)
1142               r -= 2;
1143
1144           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1145           if (   (rootNode || !PvNode)
1146               && thisThread->rootDepth > 10
1147               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1148               r++;
1149
1150           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1151           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1152               r--;
1153
1154           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1155           if (singularQuietLMR)
1156               r--;
1157
1158           if (!captureOrPromotion)
1159           {
1160               // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1161               if (ttCapture)
1162                   r++;
1163
1164               // Increase reduction at root if failing high
1165               if (rootNode)
1166                   r += thisThread->failedHighCnt * thisThread->failedHighCnt * moveCount / 512;
1167
1168               // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1169               if (cutNode)
1170                   r += 2;
1171
1172               ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1173                              + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1174                              + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1175                              + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1176                              - 4741;
1177
1178               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1179               if (!ss->inCheck)
1180                   r -= ss->statScore / 14790;
1181           }
1182
1183           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if
1184           // reductions are really negative and movecount is low, we allow this move
1185           // to be searched deeper than the first move.
1186           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && moveCount <= 5));
1187
1188           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1189
1190           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1191           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1192           didLMR = true;
1193       }
1194       else
1195       {
1196           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1197           didLMR = false;
1198       }
1199
1200       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1201       if (doFullDepthSearch)
1202       {
1203           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1204
1205           // If the move passed LMR update its stats
1206           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1207           {
1208               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1209                                         : -stat_bonus(newDepth);
1210
1211               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1212           }
1213       }
1214
1215       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1216       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1217       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1218       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1219       {
1220           (ss+1)->pv = pv;
1221           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1222
1223           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1224                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1225       }
1226
1227       // Step 18. Undo move
1228       pos.undo_move(move);
1229
1230       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1231
1232       // Step 19. Check for a new best move
1233       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1234       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1235       // updating best move, PV and TT.
1236       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1237           return VALUE_ZERO;
1238
1239       if (rootNode)
1240       {
1241           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1242                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1243
1244           // PV move or new best move?
1245           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1246           {
1247               rm.score = value;
1248               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1249               rm.pv.resize(1);
1250
1251               assert((ss+1)->pv);
1252
1253               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1254                   rm.pv.push_back(*m);
1255
1256               // We record how often the best move has been changed in each
1257               // iteration. This information is used for time management and LMR
1258               if (moveCount > 1)
1259                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1260           }
1261           else
1262               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1263               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1264               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1265               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1266       }
1267
1268       if (value > bestValue)
1269       {
1270           bestValue = value;
1271
1272           if (value > alpha)
1273           {
1274               bestMove = move;
1275
1276               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1277                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1278
1279               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1280                   alpha = value;
1281               else
1282               {
1283                   assert(value >= beta); // Fail high
1284                   ss->statScore = 0;
1285                   break;
1286               }
1287           }
1288       }
1289
1290       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1291       if (move != bestMove)
1292       {
1293           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1294               capturesSearched[captureCount++] = move;
1295
1296           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1297               quietsSearched[quietCount++] = move;
1298       }
1299     }
1300
1301     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1302     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1303     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1304     /*
1305        if (Threads.stop)
1306         return VALUE_DRAW;
1307     */
1308
1309     // Step 20. Check for mate and stalemate
1310     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1311     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1312     // return a fail low score.
1313
1314     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1315
1316     if (!moveCount)
1317         bestValue = excludedMove ? alpha :
1318                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1319                                  : VALUE_DRAW;
1320
1321     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1322     else if (bestMove)
1323         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1324                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1325
1326     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1327     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1328              && !priorCapture)
1329         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
1330
1331     if (PvNode)
1332         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1333
1334     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1335     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1336     if (bestValue <= alpha)
1337         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1338     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1339     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1340     else if (depth > 3)
1341         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1342
1343     // Write gathered information in transposition table
1344     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1345         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1346                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1347                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1348                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1349
1350     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1351
1352     return bestValue;
1353   }
1354
1355
1356   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1357   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1358   template <NodeType NT>
1359   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1360
1361     constexpr bool PvNode = NT == PV;
1362
1363     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1364     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1365     assert(depth <= 0);
1366
1367     Move pv[MAX_PLY+1];
1368     StateInfo st;
1369     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1370
1371     TTEntry* tte;
1372     Key posKey;
1373     Move ttMove, move, bestMove;
1374     Depth ttDepth;
1375     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1376     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1377     int moveCount;
1378
1379     if (PvNode)
1380     {
1381         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1382         (ss+1)->pv = pv;
1383         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1384     }
1385
1386     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1387     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
1388     bestMove = MOVE_NONE;
1389     ss->inCheck = pos.checkers();
1390     moveCount = 0;
1391
1392     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1393     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1394         || ss->ply >= MAX_PLY)
1395         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1396
1397     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1398
1399     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1400     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1401     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1402     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1403                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1404     // Transposition table lookup
1405     posKey = pos.key();
1406     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1407     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1408     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1409     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1410
1411     if (  !PvNode
1412         && ss->ttHit
1413         && tte->depth() >= ttDepth
1414         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1415         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1416                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1417         return ttValue;
1418
1419     // Evaluate the position statically
1420     if (ss->inCheck)
1421     {
1422         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1423         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1424     }
1425     else
1426     {
1427         if (ss->ttHit)
1428         {
1429             // Never assume anything about values stored in TT
1430             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1431                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1432
1433             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1434             if (    ttValue != VALUE_NONE
1435                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1436                 bestValue = ttValue;
1437         }
1438         else
1439             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1440             // and addition of two tempos
1441             ss->staticEval = bestValue =
1442             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1443                                              : -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
1444
1445         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1446         if (bestValue >= beta)
1447         {
1448             // Save gathered info in transposition table
1449             if (!ss->ttHit)
1450                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1451                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1452
1453             return bestValue;
1454         }
1455
1456         if (PvNode && bestValue > alpha)
1457             alpha = bestValue;
1458
1459         futilityBase = bestValue + 155;
1460     }
1461
1462     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1463                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1464                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1465
1466     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1467     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1468     // queen and checking knight promotions, and other checks(only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1469     // will be generated.
1470     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1471                                       &thisThread->captureHistory,
1472                                       contHist,
1473                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1474
1475     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1476     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1477     {
1478       assert(is_ok(move));
1479
1480       givesCheck = pos.gives_check(move);
1481       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1482
1483       moveCount++;
1484
1485       // Futility pruning and moveCount pruning
1486       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1487           && !givesCheck
1488           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1489           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1490       {
1491
1492           if (moveCount > 2)
1493               continue;
1494
1495           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1496
1497           if (futilityValue <= alpha)
1498           {
1499               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1500               continue;
1501           }
1502
1503           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1504           {
1505               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1506               continue;
1507           }
1508       }
1509
1510       // Do not search moves with negative SEE values
1511       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1512           && !pos.see_ge(move))
1513           continue;
1514
1515       // Speculative prefetch as early as possible
1516       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1517
1518       // Check for legality just before making the move
1519       if (!pos.legal(move))
1520       {
1521           moveCount--;
1522           continue;
1523       }
1524
1525       ss->currentMove = move;
1526       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1527                                                                 [captureOrPromotion]
1528                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1529                                                                 [to_sq(move)];
1530
1531       // CounterMove based pruning
1532       if (  !captureOrPromotion
1533           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1534           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1535           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1536           continue;
1537
1538       // Make and search the move
1539       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1540       value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1541       pos.undo_move(move);
1542
1543       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1544
1545       // Check for a new best move
1546       if (value > bestValue)
1547       {
1548           bestValue = value;
1549
1550           if (value > alpha)
1551           {
1552               bestMove = move;
1553
1554               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1555                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1556
1557               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1558                   alpha = value;
1559               else
1560                   break; // Fail high
1561           }
1562        }
1563     }
1564
1565     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1566     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1567     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1568     {
1569         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1570
1571         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1572     }
1573
1574     // Save gathered info in transposition table
1575     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1576               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1577               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1578               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1579
1580     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1581
1582     return bestValue;
1583   }
1584
1585
1586   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1587   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1588   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1589
1590   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1591
1592     assert(v != VALUE_NONE);
1593
1594     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1595           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1596   }
1597
1598
1599   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1600   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1601   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1602   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1603   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1604
1605   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1606
1607     if (v == VALUE_NONE)
1608         return VALUE_NONE;
1609
1610     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1611     {
1612         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1613             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1614
1615         return v - ply;
1616     }
1617
1618     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1619     {
1620         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1621             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1622
1623         return v + ply;
1624     }
1625
1626     return v;
1627   }
1628
1629
1630   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1631
1632   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1633
1634     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1635         *pv++ = *childPv++;
1636     *pv = MOVE_NONE;
1637   }
1638
1639
1640   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1641
1642   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1643                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1644
1645     int bonus1, bonus2;
1646     Color us = pos.side_to_move();
1647     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1648     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1649     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1650     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1651
1652     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1653     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1                                 // larger bonus
1654                                             : std::min(bonus1, stat_bonus(depth));   // smaller bonus
1655
1656     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1657     {
1658         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1659         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1660
1661         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1662         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1663         {
1664             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1665             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1666         }
1667     }
1668     else
1669         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1670         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1671
1672     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1673     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1674     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1675         && !pos.captured_piece())
1676             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1677
1678     // Decrease stats for all non-best capture moves
1679     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1680     {
1681         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1682         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1683         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1684     }
1685   }
1686
1687
1688   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1689   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1690
1691   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1692
1693     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1694     {
1695         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1696         if (ss->inCheck && i > 2)
1697             break;
1698         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1699             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1700     }
1701   }
1702
1703
1704   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1705
1706   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1707
1708     // Update killers
1709     if (ss->killers[0] != move)
1710     {
1711         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1712         ss->killers[0] = move;
1713     }
1714
1715     Color us = pos.side_to_move();
1716     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1717     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1718     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1719
1720     // Penalty for reversed move in case of moved piece not being a pawn
1721     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1722         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1723
1724     // Update countermove history
1725     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1726     {
1727         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1728         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1729     }
1730
1731     // Update low ply history
1732     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1733         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1734   }
1735
1736   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1737   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1738
1739   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1740
1741     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1742     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1743
1744     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1745     Value topScore = rootMoves[0].score;
1746     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1747     int weakness = 120 - 2 * level;
1748     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1749
1750     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1751     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1752     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1753     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1754     {
1755         // This is our magic formula
1756         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1757                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1758
1759         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1760         {
1761             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1762             best = rootMoves[i].pv[0];
1763         }
1764     }
1765
1766     return best;
1767   }
1768
1769 } // namespace
1770
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 && i > 0)
1823           continue;
1824
1825       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1826       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1827
1828       if (v == -VALUE_INFINITE)
1829           v = VALUE_ZERO;
1830
1831       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1832       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1833
1834       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1835           ss << "\n";
1836
1837       ss << "info"
1838          << " depth "    << d
1839          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1840          << " multipv "  << i + 1
1841          << " score "    << UCI::value(v);
1842
1843       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1844           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1845
1846       if (!tb && i == pvIdx)
1847           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1848
1849       ss << " nodes "    << nodesSearched
1850          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1851
1852       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1853           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1854
1855       ss << " tbhits "   << tbHits
1856          << " time "     << elapsed
1857          << " pv";
1858
1859       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1860           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1861   }
1862
1863   return ss.str();
1864 }
1865
1866
1867 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1868 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1869 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1870 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1871
1872 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1873
1874     StateInfo st;
1875     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1876
1877     bool ttHit;
1878
1879     assert(pv.size() == 1);
1880
1881     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1882         return false;
1883
1884     pos.do_move(pv[0], st);
1885     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1886
1887     if (ttHit)
1888     {
1889         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1890         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1891             pv.push_back(m);
1892     }
1893
1894     pos.undo_move(pv[0]);
1895     return pv.size() > 1;
1896 }
1897
1898 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1899
1900     RootInTB = false;
1901     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1902     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1903     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1904     bool dtz_available = true;
1905
1906     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1907     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1908     if (Cardinality > MaxCardinality)
1909     {
1910         Cardinality = MaxCardinality;
1911         ProbeDepth = 0;
1912     }
1913
1914     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1915     {
1916         // Rank moves using DTZ tables
1917         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1918
1919         if (!RootInTB)
1920         {
1921             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1922             dtz_available = false;
1923             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1924         }
1925     }
1926
1927     if (RootInTB)
1928     {
1929         // Sort moves according to TB rank
1930         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1931                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1932
1933         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1934         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1935             Cardinality = 0;
1936     }
1937     else
1938     {
1939         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1940         for (auto& m : rootMoves)
1941             m.tbRank = 0;
1942     }
1943 }
1944
1945 } // namespace Stockfish