]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Omit two unneeded tests
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool noTtCutNode, bool improving) {
67     return Value((140 - 40 * noTtCutNode) * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 936);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(336 * d - 547, 1561);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for a match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((20.57 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = -VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind-the-scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   int searchAgainCounter = 0;
314
315   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
316   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
317          && !Threads.stop
318          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
319   {
320       // Age out PV variability metric
321       if (mainThread)
322           totBestMoveChanges /= 2;
323
324       // Save the last iteration's scores before the first PV line is searched and
325       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
326       for (RootMove& rm : rootMoves)
327           rm.previousScore = rm.score;
328
329       size_t pvFirst = 0;
330       pvLast = 0;
331
332       if (!Threads.increaseDepth)
333           searchAgainCounter++;
334
335       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
336       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
337       {
338           if (pvIdx == pvLast)
339           {
340               pvFirst = pvLast;
341               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
342                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
343                       break;
344           }
345
346           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
347           selDepth = 0;
348
349           // Reset aspiration window starting size
350           Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
351           delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15799;
352           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
353           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
354
355           // Adjust optimism based on root move's previousScore
356           int opt = 109 * prev / (std::abs(prev) + 141);
357           optimism[ us] = Value(opt);
358           optimism[~us] = -optimism[us];
359
360           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
361           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
362           // high/low anymore.
363           int failedHighCnt = 0;
364           while (true)
365           {
366               // Adjust the effective depth searched, but ensure at least one effective increment for every
367               // four searchAgain steps (see issue #2717).
368               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
369               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
370
371               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
372               // is done with a stable algorithm because all the values but the
373               // first and eventually the new best one is set to -VALUE_INFINITE
374               // and we want to keep the same order for all the moves except the
375               // new PV that goes to the front. Note that in the case of MultiPV
376               // search the already searched PV lines are preserved.
377               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
378
379               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
380               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
381               // the previous iteration.
382               if (Threads.stop)
383                   break;
384
385               // When failing high/low give some update (without cluttering
386               // the UI) before a re-search.
387               if (   mainThread
388                   && multiPV == 1
389                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
390                   && Time.elapsed() > 3000)
391                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
392
393               // In case of failing low/high increase aspiration window and
394               // re-search, otherwise exit the loop.
395               if (bestValue <= alpha)
396               {
397                   beta = (alpha + beta) / 2;
398                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
399
400                   failedHighCnt = 0;
401                   if (mainThread)
402                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
403               }
404               else if (bestValue >= beta)
405               {
406                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
407                   ++failedHighCnt;
408               }
409               else
410                   break;
411
412               delta += delta / 3;
413
414               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
415           }
416
417           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
418           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
419
420           if (    mainThread
421               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
422               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
423       }
424
425       if (!Threads.stop)
426           completedDepth = rootDepth;
427
428       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
429       {
430           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
431           lastBestMoveDepth = rootDepth;
432       }
433
434       // Have we found a "mate in x"?
435       if (   Limits.mate
436           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
437           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
438           Threads.stop = true;
439
440       if (!mainThread)
441           continue;
442
443       // If the skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
444       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
445           skill.pick_best(multiPV);
446
447       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
448       for (Thread* th : Threads)
449       {
450           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
451           th->bestMoveChanges = 0;
452       }
453
454       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
455       if (    Limits.use_time_management()
456           && !Threads.stop
457           && !mainThread->stopOnPonderhit)
458       {
459           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
460                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
461           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
462
463           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
464           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
465           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
466           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
467
468           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
469
470           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
471           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
472           if (rootMoves.size() == 1)
473               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
474
475           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
476           if (Time.elapsed() > totalTime)
477           {
478               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
479               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
480               if (mainThread->ponder)
481                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
482               else
483                   Threads.stop = true;
484           }
485           else if (   !mainThread->ponder
486                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
487               Threads.increaseDepth = false;
488           else
489               Threads.increaseDepth = true;
490       }
491
492       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
493       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
494   }
495
496   if (!mainThread)
497       return;
498
499   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
500
501   // If the skill level is enabled, swap the best PV line with the sub-optimal one
502   if (skill.enabled())
503       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
504                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
505 }
506
507
508 namespace {
509
510   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
511
512   template <NodeType nodeType>
513   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
514
515     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
516     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
517
518     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
519     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
520     if (   !rootNode
521         && alpha < VALUE_DRAW
522         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
523     {
524         alpha = value_draw(pos.this_thread());
525         if (alpha >= beta)
526             return alpha;
527     }
528
529     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
530     if (depth <= 0)
531         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
532
533     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
534     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
535     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
536     assert(!(PvNode && cutNode));
537
538     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
539     StateInfo st;
540     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
541
542     TTEntry* tte;
543     Key posKey;
544     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
545     Depth extension, newDepth;
546     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
547     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
548     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
549     Piece movedPiece;
550     int moveCount, captureCount, quietCount;
551
552     // Step 1. Initialize node
553     Thread* thisThread = pos.this_thread();
554     ss->inCheck        = pos.checkers();
555     priorCapture       = pos.captured_piece();
556     Color us           = pos.side_to_move();
557     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
558     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
559     maxValue           = VALUE_INFINITE;
560
561     // Check for the available remaining time
562     if (thisThread == Threads.main())
563         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
564
565     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
566     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
567         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
568
569     if (!rootNode)
570     {
571         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
572         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
573             || pos.is_draw(ss->ply)
574             || ss->ply >= MAX_PLY)
575             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
576                                                         : value_draw(pos.this_thread());
577
578         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
579         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
580         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
581         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
582         // signs apply also in the opposite condition of being mated instead of giving
583         // mate. In this case, return a fail-high score.
584         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
585         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
586         if (alpha >= beta)
587             return alpha;
588     }
589     else
590         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
591
592     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
593
594     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
595     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
596     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
597     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
598     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
599     ss->statScore        = 0;
600
601     // Step 4. Transposition table lookup.
602     excludedMove = ss->excludedMove;
603     posKey = pos.key();
604     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
605     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
606     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
607             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
608     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
609
610     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
611     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
612     if (!excludedMove)
613         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
614
615     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
616     if (  !PvNode
617         && !excludedMove
618         && tte->depth() > depth
619         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race or if !ttHit
620         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
621     {
622         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
623         if (ttMove)
624         {
625             if (ttValue >= beta)
626             {
627                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
628                 if (!ttCapture)
629                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
630
631                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
632                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
633                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
634             }
635             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
636             else if (!ttCapture)
637             {
638                 int penalty = -stat_bonus(depth);
639                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
640                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
641             }
642         }
643
644         // Partial workaround for the graph history interaction problem
645         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
646         if (pos.rule50_count() < 90)
647             return ttValue;
648     }
649
650     // Step 5. Tablebases probe
651     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
652     {
653         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
654
655         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
656             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
657             &&  pos.rule50_count() == 0
658             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
659         {
660             TB::ProbeState err;
661             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
662
663             // Force check of time on the next occasion
664             if (thisThread == Threads.main())
665                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
666
667             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
668             {
669                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
670
671                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
672
673                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
674                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
675                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
676                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
677
678                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
679                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
680
681                 if (    b == BOUND_EXACT
682                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
683                 {
684                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
685                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
686                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
687
688                     return value;
689                 }
690
691                 if (PvNode)
692                 {
693                     if (b == BOUND_LOWER)
694                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
695                     else
696                         maxValue = value;
697                 }
698             }
699         }
700     }
701
702     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
703
704     // Step 6. Static evaluation of the position
705     if (ss->inCheck)
706     {
707         // Skip early pruning when in check
708         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
709         improving = false;
710         goto moves_loop;
711     }
712     else if (excludedMove)
713     {
714         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
715         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
716         eval = ss->staticEval;
717     }
718     else if (ss->ttHit)
719     {
720         // Never assume anything about values stored in TT
721         ss->staticEval = eval = tte->eval();
722         if (eval == VALUE_NONE)
723             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
724         else if (PvNode)
725             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
726
727         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
728         if (    ttValue != VALUE_NONE
729             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
730             eval = ttValue;
731     }
732     else
733     {
734         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
735         // Save static evaluation into the transposition table
736         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
737     }
738
739     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
740     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
741     {
742         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1817, 1817);
743         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
744     }
745
746     // Set up the improving flag, which is true if current static evaluation is
747     // bigger than the previous static evaluation at our turn (if we were in
748     // check at our previous move we look at static evaluation at move prior to it
749     // and if we were in check at move prior to it flag is set to true) and is
750     // false otherwise. The improving flag is used in various pruning heuristics.
751     improving =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-2)->staticEval
752                 : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
753                 : true;
754
755     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
756     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
757     // return a fail low.
758     if (eval < alpha - 456 - 252 * depth * depth)
759     {
760         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
761         if (value < alpha)
762             return value;
763     }
764
765     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
766     // The depth condition is important for mate finding.
767     if (   !ss->ttPv
768         &&  depth < 9
769         &&  eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving) - (ss-1)->statScore / 306 >= beta
770         &&  eval >= beta
771         &&  eval < 24923) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
772         return eval;
773
774     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
775     if (   !PvNode
776         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
777         && (ss-1)->statScore < 17329
778         &&  eval >= beta
779         &&  eval >= ss->staticEval
780         &&  ss->staticEval >= beta - 21 * depth + 258
781         && !excludedMove
782         &&  pos.non_pawn_material(us)
783         &&  ss->ply >= thisThread->nmpMinPly
784         &&  beta > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
785     {
786         assert(eval - beta >= 0);
787
788         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
789         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 173, 6) + depth / 3 + 4;
790
791         ss->currentMove = MOVE_NULL;
792         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
793
794         pos.do_null_move(st);
795
796         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
797
798         pos.undo_null_move();
799
800         if (nullValue >= beta)
801         {
802             // Do not return unproven mate or TB scores
803             nullValue = std::min(nullValue, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY-1);
804
805             if (thisThread->nmpMinPly || depth < 14)
806                 return nullValue;
807
808             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
809
810             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
811             // until ply exceeds nmpMinPly.
812             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
813
814             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
815
816             thisThread->nmpMinPly = 0;
817
818             if (v >= beta)
819                 return nullValue;
820         }
821     }
822
823     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
824     // (or by 4 if the TT entry for the current position was hit and the stored depth is greater than or equal to the current depth).
825     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
826     if (    PvNode
827         && !ttMove)
828         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
829
830     if (depth <= 0)
831         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
832
833     if (    cutNode
834         &&  depth >= 8
835         && !ttMove)
836         depth -= 2;
837
838     probCutBeta = beta + 168 - 61 * improving;
839
840     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
841     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
842     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
843     if (   !PvNode
844         &&  depth > 3
845         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
846         // If value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
847         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
848         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
849         // So effective depth is equal to depth - 3
850         && !(   tte->depth() >= depth - 3
851              && ttValue != VALUE_NONE
852              && ttValue < probCutBeta))
853     {
854         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
855
856         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
857
858         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
859             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
860             {
861                 assert(pos.capture_stage(move));
862
863                 ss->currentMove = move;
864                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
865                                                                           [true]
866                                                                           [pos.moved_piece(move)]
867                                                                           [to_sq(move)];
868
869                 pos.do_move(move, st);
870
871                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
872                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
873
874                 // If the qsearch held, perform the regular search
875                 if (value >= probCutBeta)
876                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
877
878                 pos.undo_move(move);
879
880                 if (value >= probCutBeta)
881                 {
882                     // Save ProbCut data into transposition table
883                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
884                     return value;
885                 }
886             }
887
888         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
889     }
890
891 moves_loop: // When in check, search starts here
892
893     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
894     probCutBeta = beta + 413;
895     if (   ss->inCheck
896         && !PvNode
897         && ttCapture
898         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
899         && tte->depth() >= depth - 4
900         && ttValue >= probCutBeta
901         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
902         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
903         return probCutBeta;
904
905     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
906                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
907                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
908
909     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
910
911     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
912                                       &captureHistory,
913                                       contHist,
914                                       countermove,
915                                       ss->killers);
916
917     value = bestValue;
918     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
919
920     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
921     // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
922     bool likelyFailLow =    PvNode
923                          && ttMove
924                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
925                          && tte->depth() >= depth;
926
927     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
928     // or a beta cutoff occurs.
929     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
930     {
931       assert(is_ok(move));
932
933       if (move == excludedMove)
934           continue;
935
936       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
937       // Move List. As a consequence, any illegal move is also skipped. In MultiPV
938       // mode we also skip PV moves that have been already searched and those
939       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
940       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
941                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
942           continue;
943
944       // Check for legality
945       if (!rootNode && !pos.legal(move))
946           continue;
947
948       ss->moveCount = ++moveCount;
949
950       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
951           sync_cout << "info depth " << depth
952                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
953                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
954       if (PvNode)
955           (ss+1)->pv = nullptr;
956
957       extension = 0;
958       capture = pos.capture_stage(move);
959       movedPiece = pos.moved_piece(move);
960       givesCheck = pos.gives_check(move);
961
962       // Calculate new depth for this move
963       newDepth = depth - 1;
964
965       Value delta = beta - alpha;
966
967       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
968
969       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
970       if (  !rootNode
971           && pos.non_pawn_material(us)
972           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
973       {
974           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
975           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
976
977           // Reduced depth of the next LMR search
978           int lmrDepth = newDepth - r;
979
980           if (   capture
981               || givesCheck)
982           {
983               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
984               if (   !givesCheck
985                   && lmrDepth < 7
986                   && !ss->inCheck
987                   && ss->staticEval + 197 + 248 * lmrDepth + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))]
988                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
989                   continue;
990
991               // SEE based pruning for captures and checks (~11 Elo)
992               if (!pos.see_ge(move, Value(-205) * depth))
993                   continue;
994           }
995           else
996           {
997               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
998                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
999                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1000
1001               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1002               if (   lmrDepth < 6
1003                   && history < -3832 * depth)
1004                   continue;
1005
1006               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1007
1008               lmrDepth += history / 7011;
1009               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1010
1011               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1012               if (   !ss->inCheck
1013                   && lmrDepth < 12
1014                   && ss->staticEval + 112 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1015                   continue;
1016
1017               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1018
1019               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1020               if (!pos.see_ge(move, Value(-31 * lmrDepth * lmrDepth)))
1021                   continue;
1022           }
1023       }
1024
1025       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1026       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1027       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1028       {
1029           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1030           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1031           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1032           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1033           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1034           // Depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear scaling.
1035           // Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1036           // so changing them requires tests at this type of time controls.
1037           if (   !rootNode
1038               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1039               &&  move == ttMove
1040               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1041            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1042               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1043               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1044               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1045           {
1046               Value singularBeta = ttValue - (82 + 65 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1047               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1048
1049               ss->excludedMove = move;
1050               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1051               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1052
1053               if (value < singularBeta)
1054               {
1055                   extension = 1;
1056                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1057
1058                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1059                   if (  !PvNode
1060                       && value < singularBeta - 21
1061                       && ss->doubleExtensions <= 11)
1062                   {
1063                       extension = 2;
1064                       depth += depth < 13;
1065                   }
1066               }
1067
1068               // Multi-cut pruning
1069               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1070               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1071               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1072               // a softbound.
1073               else if (singularBeta >= beta)
1074                   return singularBeta;
1075
1076               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1077               else if (ttValue >= beta)
1078                   extension = -2 - !PvNode;
1079
1080               // If we are on a cutNode, reduce it based on depth (negative extension) (~1 Elo)
1081               else if (cutNode)
1082                   extension = depth < 17 ? -3 : -1;
1083
1084               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1085               else if (ttValue <= value)
1086                   extension = -1;
1087           }
1088
1089           // Check extensions (~1 Elo)
1090           else if (   givesCheck
1091                    && depth > 9)
1092               extension = 1;
1093
1094           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1095           else if (   PvNode
1096                    && move == ttMove
1097                    && move == ss->killers[0]
1098                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5168)
1099               extension = 1;
1100       }
1101
1102       // Add extension to new depth
1103       newDepth += extension;
1104       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1105
1106       // Speculative prefetch as early as possible
1107       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1108
1109       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1110       ss->currentMove = move;
1111       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1112                                                                 [capture]
1113                                                                 [movedPiece]
1114                                                                 [to_sq(move)];
1115
1116       // Step 16. Make the move
1117       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1118
1119       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1120       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1121       // Decrease further on cutNodes. (~1 Elo)
1122       if (   ss->ttPv
1123           && !likelyFailLow)
1124           r -= cutNode && tte->depth() >= depth + 3 ? 3 : 2;
1125
1126       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1127       if ((ss-1)->moveCount > 8)
1128           r--;
1129
1130       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1131       if (cutNode)
1132           r += 2;
1133
1134       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1135       if (ttCapture)
1136           r++;
1137
1138       // Decrease reduction for PvNodes (~2 Elo)
1139       if (PvNode)
1140           r--;
1141
1142       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1143       if (singularQuietLMR)
1144           r--;
1145       
1146       // Increase reduction on repetition (~1 Elo)
1147       if (   move == (ss-4)->currentMove
1148           && pos.has_repeated())
1149           r += 2;
1150
1151       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1152       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1153           r++;
1154
1155       else if (move == ttMove)
1156           r--;
1157
1158       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1159                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1160                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1161                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1162                      - 4006;
1163
1164       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1165       r -= ss->statScore / (11124 + 4740 * (depth > 5 && depth < 22));
1166
1167       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1168       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1169       // been searched. In general, we would like to reduce them, but there are many
1170       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1171       if (    depth >= 2
1172           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1173           && (   !ss->ttPv
1174               || !capture
1175               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1176       {
1177           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1178           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1179           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1180           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1181
1182           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1183
1184           // Do a full-depth search when reduced LMR search fails high
1185           if (value > alpha && d < newDepth)
1186           {
1187               // Adjust full-depth search based on LMR results - if the result
1188               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1189               const bool doDeeperSearch = value > (bestValue + 64 + 11 * (newDepth - d));
1190               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 711 && ss->doubleExtensions <= 6;
1191               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1192
1193               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1194
1195               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1196
1197               if (newDepth > d)
1198                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1199
1200               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1201                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1202                                          :  0;
1203
1204               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1205           }
1206       }
1207
1208       // Step 18. Full-depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1209       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1210       {
1211           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1212           if (!ttMove && cutNode)
1213               r += 2;
1214
1215           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1216       }
1217
1218       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail high,
1219       // otherwise let the parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1220       if (PvNode && (moveCount == 1 || value > alpha))
1221       {
1222           (ss+1)->pv = pv;
1223           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1224
1225           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1226       }
1227
1228       // Step 19. Undo move
1229       pos.undo_move(move);
1230
1231       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1232
1233       // Step 20. Check for a new best move
1234       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1235       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1236       // updating best move, PV and TT.
1237       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1238           return VALUE_ZERO;
1239
1240       if (rootNode)
1241       {
1242           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1243                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1244
1245           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1246
1247           // PV move or new best move?
1248           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1249           {
1250               rm.score =  rm.uciScore = value;
1251               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1252               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1253
1254               if (value >= beta)
1255               {
1256                   rm.scoreLowerbound = true;
1257                   rm.uciScore = beta;
1258               }
1259               else if (value <= alpha)
1260               {
1261                   rm.scoreUpperbound = true;
1262                   rm.uciScore = alpha;
1263               }
1264
1265               rm.pv.resize(1);
1266
1267               assert((ss+1)->pv);
1268
1269               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1270                   rm.pv.push_back(*m);
1271
1272               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1273               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1274               // we must take care to only do this for the first PV line.
1275               if (   moveCount > 1
1276                   && !thisThread->pvIdx)
1277                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1278           }
1279           else
1280               // All other moves but the PV, are set to the lowest value: this
1281               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1282               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1283               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1284       }
1285
1286       if (value > bestValue)
1287       {
1288           bestValue = value;
1289
1290           if (value > alpha)
1291           {
1292               bestMove = move;
1293
1294               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1295                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1296
1297               if (value >= beta)
1298               {
1299                   ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1300                   assert(value >= beta); // Fail high
1301                   break;
1302               }
1303               else
1304               {
1305                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~2 Elo)
1306                   if (   depth > 2
1307                       && depth < 12
1308                       && beta  <  14362
1309                       && value > -12393)
1310                       depth -= 2;
1311
1312                   assert(depth > 0);
1313                   alpha = value; // Update alpha! Always alpha < beta
1314               }
1315           }
1316       }
1317
1318
1319       // If the move is worse than some previously searched move, remember it, to update its stats later
1320       if (move != bestMove)
1321       {
1322           if (capture && captureCount < 32)
1323               capturesSearched[captureCount++] = move;
1324
1325           else if (!capture && quietCount < 64)
1326               quietsSearched[quietCount++] = move;
1327       }
1328     }
1329
1330     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1331     // completed. But in this case, bestValue is valid because we have fully
1332     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1333     /*
1334        if (Threads.stop)
1335         return VALUE_DRAW;
1336     */
1337
1338     // Step 21. Check for mate and stalemate
1339     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1340     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1341     // return a fail low score.
1342
1343     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1344
1345     if (!moveCount)
1346         bestValue = excludedMove ? alpha :
1347                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1348                                  : VALUE_DRAW;
1349
1350     // If there is a move that produces search value greater than alpha we update the stats of searched moves
1351     else if (bestMove)
1352         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1353                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1354
1355     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1356     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1357     {
1358         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 800) + ((ss-1)->moveCount > 12);
1359         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1360         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth) * bonus / 2;
1361     }
1362
1363     if (PvNode)
1364         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1365
1366     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1367     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1368     if (bestValue <= alpha)
1369         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1370
1371     // Write gathered information in transposition table
1372     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1373         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1374                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1375                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1376                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1377
1378     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1379
1380     return bestValue;
1381   }
1382
1383
1384   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1385   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1386   // (~155 Elo)
1387   template <NodeType nodeType>
1388   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1389
1390     static_assert(nodeType != Root);
1391     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1392
1393     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1394     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1395     assert(depth <= 0);
1396
1397     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
1398     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
1399     if (   depth < 0
1400         && alpha < VALUE_DRAW
1401         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
1402     {
1403         alpha = value_draw(pos.this_thread());
1404         if (alpha >= beta)
1405             return alpha;
1406     }
1407
1408     Move pv[MAX_PLY+1];
1409     StateInfo st;
1410     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1411
1412     TTEntry* tte;
1413     Key posKey;
1414     Move ttMove, move, bestMove;
1415     Depth ttDepth;
1416     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1417     bool pvHit, givesCheck, capture;
1418     int moveCount;
1419
1420     // Step 1. Initialize node
1421     if (PvNode)
1422     {
1423         (ss+1)->pv = pv;
1424         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1425     }
1426
1427     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1428     bestMove = MOVE_NONE;
1429     ss->inCheck = pos.checkers();
1430     moveCount = 0;
1431
1432     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1433     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1434         || ss->ply >= MAX_PLY)
1435         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1436
1437     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1438
1439     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1440     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1441     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1442     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1443                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1444
1445     // Step 3. Transposition table lookup
1446     posKey = pos.key();
1447     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1448     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1449     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1450     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1451
1452     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1453     if (  !PvNode
1454         && tte->depth() >= ttDepth
1455         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race or if !ttHit
1456         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1457         return ttValue;
1458
1459     // Step 4. Static evaluation of the position
1460     if (ss->inCheck)
1461         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1462     else
1463     {
1464         if (ss->ttHit)
1465         {
1466             // Never assume anything about values stored in TT
1467             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1468                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1469
1470             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1471             if (    ttValue != VALUE_NONE
1472                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1473                 bestValue = ttValue;
1474         }
1475         else
1476             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1477             ss->staticEval = bestValue = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1478                                                                           : -(ss-1)->staticEval;
1479
1480         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1481         if (bestValue >= beta)
1482         {
1483             // Save gathered info in transposition table
1484             if (!ss->ttHit)
1485                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1486                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1487
1488             return bestValue;
1489         }
1490
1491         if (bestValue > alpha)
1492             alpha = bestValue;
1493
1494         futilityBase = std::min(ss->staticEval, bestValue) + 200;
1495     }
1496
1497     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1498                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1499                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1500
1501     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1502     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1503     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1504     // will be generated.
1505     Square prevSq = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1506     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1507                                       &thisThread->captureHistory,
1508                                       contHist,
1509                                       prevSq);
1510
1511     int quietCheckEvasions = 0;
1512
1513     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1514     // or a beta cutoff occurs.
1515     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1516     {
1517         assert(is_ok(move));
1518
1519         // Check for legality
1520         if (!pos.legal(move))
1521             continue;
1522
1523         givesCheck = pos.gives_check(move);
1524         capture = pos.capture_stage(move);
1525
1526         moveCount++;
1527
1528         // Step 6. Pruning.
1529         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1530         {
1531             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1532             if (   !givesCheck
1533                 &&  to_sq(move) != prevSq
1534                 &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1535                 &&  type_of(move) != PROMOTION)
1536             {
1537                 if (moveCount > 2)
1538                     continue;
1539
1540                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
1541
1542                 if (futilityValue <= alpha)
1543                 {
1544                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1545                     continue;
1546                 }
1547
1548                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1549                 {
1550                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1551                     continue;
1552                 }
1553             }
1554
1555             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1556             // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1557             // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1558             if (quietCheckEvasions > 1)
1559                 break;
1560
1561             // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1562             if (   !capture
1563                 && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1564                 && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1565                 continue;
1566
1567             // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1568             if (!pos.see_ge(move, Value(-95)))
1569                 continue;
1570         }
1571
1572         // Speculative prefetch as early as possible
1573         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1574
1575         // Update the current move
1576         ss->currentMove = move;
1577         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1578                                                                   [capture]
1579                                                                   [pos.moved_piece(move)]
1580                                                                   [to_sq(move)];
1581
1582         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1583
1584         // Step 7. Make and search the move
1585         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1586         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1587         pos.undo_move(move);
1588
1589         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1590
1591         // Step 8. Check for a new best move
1592         if (value > bestValue)
1593         {
1594             bestValue = value;
1595
1596             if (value > alpha)
1597             {
1598                 bestMove = move;
1599
1600                 if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1601                     update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1602
1603                 if (value < beta) // Update alpha here!
1604                     alpha = value;
1605                 else
1606                     break; // Fail high
1607             }
1608         }
1609     }
1610
1611     // Step 9. Check for mate
1612     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1613     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1614     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1615     {
1616         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1617
1618         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1619     }
1620
1621     // Save gathered info in transposition table
1622     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1623               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1624               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1625
1626     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1627
1628     return bestValue;
1629   }
1630
1631
1632   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1633   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1634   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1635
1636   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1637
1638     assert(v != VALUE_NONE);
1639
1640     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1641           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1642   }
1643
1644
1645   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1646   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1647   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1648   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1649   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1650
1651   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1652
1653     if (v == VALUE_NONE)
1654         return VALUE_NONE;
1655
1656     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1657     {
1658         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1659             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1660
1661         return v - ply;
1662     }
1663
1664     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1665     {
1666         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1667             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1668
1669         return v + ply;
1670     }
1671
1672     return v;
1673   }
1674
1675
1676   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1677
1678   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1679
1680     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1681         *pv++ = *childPv++;
1682     *pv = MOVE_NONE;
1683   }
1684
1685
1686   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1687
1688   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1689                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1690
1691     Color us = pos.side_to_move();
1692     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1693     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1694     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1695     PieceType captured;
1696
1697     int quietMoveBonus = stat_bonus(depth + 1);
1698
1699     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1700     {
1701         int bestMoveBonus = bestValue > beta + 145 ? quietMoveBonus  // larger bonus
1702                                             : stat_bonus(depth);     // smaller bonus
1703
1704         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1705         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bestMoveBonus);
1706
1707         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1708         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1709         {
1710             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bestMoveBonus;
1711             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bestMoveBonus);
1712         }
1713     }
1714     else
1715     {
1716         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1717         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1718         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << quietMoveBonus;
1719     }
1720
1721     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1722     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1723     if (   prevSq != SQ_NONE
1724         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1725         && !pos.captured_piece())
1726             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -quietMoveBonus);
1727
1728     // Decrease stats for all non-best capture moves
1729     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1730     {
1731         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1732         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1733         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -quietMoveBonus;
1734     }
1735   }
1736
1737
1738   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1739   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1740
1741   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1742
1743     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1744     {
1745         // Only update the first 2 continuation histories if we are in check
1746         if (ss->inCheck && i > 2)
1747             break;
1748         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1749             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1750     }
1751   }
1752
1753
1754   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1755
1756   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1757
1758     // Update killers
1759     if (ss->killers[0] != move)
1760     {
1761         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1762         ss->killers[0] = move;
1763     }
1764
1765     Color us = pos.side_to_move();
1766     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1767     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1768     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1769
1770     // Update countermove history
1771     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1772     {
1773         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1774         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1775     }
1776   }
1777
1778   // When playing with strength handicap, choose the best move among a set of RootMoves
1779   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1780
1781   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1782
1783     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1784     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1785
1786     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1787     Value topScore = rootMoves[0].score;
1788     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValue);
1789     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1790     double weakness = 120 - 2 * level;
1791
1792     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1793     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1794     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1795     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1796     {
1797         // This is our magic formula
1798         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1799                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1800
1801         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1802         {
1803             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1804             best = rootMoves[i].pv[0];
1805         }
1806     }
1807
1808     return best;
1809   }
1810
1811 } // namespace
1812
1813
1814 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1815 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1816
1817 void MainThread::check_time() {
1818
1819   if (--callsCnt > 0)
1820       return;
1821
1822   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1823   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(512, int(Limits.nodes / 1024)) : 512;
1824
1825   static TimePoint lastInfoTime = now();
1826
1827   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1828   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1829
1830   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1831   {
1832       lastInfoTime = tick;
1833       dbg_print();
1834   }
1835
1836   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1837   if (ponder)
1838       return;
1839
1840   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
1841       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1842       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1843       Threads.stop = true;
1844 }
1845
1846
1847 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1848 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1849
1850 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1851
1852   std::stringstream ss;
1853   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1854   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1855   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1856   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1857   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1858   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1859
1860   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1861   {
1862       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1863
1864       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1865           continue;
1866
1867       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1868       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1869
1870       if (v == -VALUE_INFINITE)
1871           v = VALUE_ZERO;
1872
1873       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1874       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1875
1876       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1877           ss << "\n";
1878
1879       ss << "info"
1880          << " depth "    << d
1881          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1882          << " multipv "  << i + 1
1883          << " score "    << UCI::value(v);
1884
1885       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1886           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1887
1888       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1889          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1890
1891       ss << " nodes "    << nodesSearched
1892          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1893          << " hashfull " << TT.hashfull()
1894          << " tbhits "   << tbHits
1895          << " time "     << elapsed
1896          << " pv";
1897
1898       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1899           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1900   }
1901
1902   return ss.str();
1903 }
1904
1905
1906 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1907 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1908 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1909 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think about.
1910
1911 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1912
1913     StateInfo st;
1914     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1915
1916     bool ttHit;
1917
1918     assert(pv.size() == 1);
1919
1920     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1921         return false;
1922
1923     pos.do_move(pv[0], st);
1924     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1925
1926     if (ttHit)
1927     {
1928         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1929         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1930             pv.push_back(m);
1931     }
1932
1933     pos.undo_move(pv[0]);
1934     return pv.size() > 1;
1935 }
1936
1937 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1938
1939     RootInTB = false;
1940     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1941     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1942     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1943     bool dtz_available = true;
1944
1945     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1946     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1947     if (Cardinality > MaxCardinality)
1948     {
1949         Cardinality = MaxCardinality;
1950         ProbeDepth = 0;
1951     }
1952
1953     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1954     {
1955         // Rank moves using DTZ tables
1956         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1957
1958         if (!RootInTB)
1959         {
1960             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1961             dtz_available = false;
1962             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1963         }
1964     }
1965
1966     if (RootInTB)
1967     {
1968         // Sort moves according to TB rank
1969         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1970                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1971
1972         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1973         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1974             Cardinality = 0;
1975     }
1976     else
1977     {
1978         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1979         for (auto& m : rootMoves)
1980             m.tbRank = 0;
1981     }
1982 }
1983
1984 } // namespace Stockfish