Merge remote-tracking branch 'upstream/master'
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(214 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1358 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 904);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
79   }
80
81   // History and stats update bonus, based on depth
82   int stat_bonus(Depth d) {
83     return std::min((6 * d + 229) * d - 215 , 2000);
84   }
85
86   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
87   Value value_draw(Thread* thisThread) {
88     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
89   }
90
91   // Check if the current thread is in a search explosion
92   ExplosionState search_explosion(Thread* thisThread) {
93
94     uint64_t nodesNow = thisThread->nodes;
95     bool explosive =    thisThread->doubleExtensionAverage[WHITE].is_greater(2, 100)
96                      || thisThread->doubleExtensionAverage[BLACK].is_greater(2, 100);
97
98     if (explosive)
99        thisThread->nodesLastExplosive = nodesNow;
100     else
101        thisThread->nodesLastNormal = nodesNow;
102
103     if (   explosive
104         && thisThread->state == EXPLOSION_NONE
105         && nodesNow - thisThread->nodesLastNormal > 6000000)
106         thisThread->state = MUST_CALM_DOWN;
107
108     if (   thisThread->state == MUST_CALM_DOWN
109         && nodesNow - thisThread->nodesLastExplosive > 6000000)
110         thisThread->state = EXPLOSION_NONE;
111
112     return thisThread->state;
113   }
114
115   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
116   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
117   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
118   // results spanning a wide range of k values.
119   struct Skill {
120     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
121         if (uci_elo)
122             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
123         else
124             level = double(skill_level);
125     }
126     bool enabled() const { return level < 20.0; }
127     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
128     Move pick_best(size_t multiPV);
129
130     double level;
131     Move best = MOVE_NONE;
132   };
133
134   template <NodeType nodeType>
135   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
136
137   template <NodeType nodeType>
138   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
139
140   Value value_to_tt(Value v, int ply);
141   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
142   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
143   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
144   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
145   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
146                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
147
148   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
149   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
150   template<bool Root>
151   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
152
153     StateInfo st;
154     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
155
156     uint64_t cnt, nodes = 0;
157     const bool leaf = (depth == 2);
158
159     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
160     {
161         if (Root && depth <= 1)
162             cnt = 1, nodes++;
163         else
164         {
165             pos.do_move(m, st);
166             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
167             nodes += cnt;
168             pos.undo_move(m);
169         }
170         if (Root)
171             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
172     }
173     return nodes;
174   }
175
176 } // namespace
177
178
179 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
180
181 void Search::init() {
182
183   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
184       Reductions[i] = int((21.9 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
185 }
186
187
188 /// Search::clear() resets search state to its initial value
189
190 void Search::clear() {
191
192   Threads.main()->wait_for_search_finished();
193
194   Time.availableNodes = 0;
195   TT.clear();
196   Threads.clear();
197   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
198 }
199
200
201 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
202 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
203
204 void MainThread::search() {
205
206   if (Limits.perft)
207   {
208       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
209       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
210       return;
211   }
212
213   Color us = rootPos.side_to_move();
214   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
215   TT.new_search();
216
217   Eval::NNUE::verify();
218
219   if (rootMoves.empty())
220   {
221       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
222       sync_cout << "info depth 0 score "
223                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
224                 << sync_endl;
225   }
226   else
227   {
228       Threads.start_searching(); // start non-main threads
229       Thread::search();          // main thread start searching
230   }
231
232   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
233   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
234   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
235   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
236   // until the GUI sends one of those commands.
237
238   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
239   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
240
241   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
242   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
243   Threads.stop = true;
244
245   // Wait until all threads have finished
246   Threads.wait_for_search_finished();
247
248   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
249   // the available ones before exiting.
250   if (Limits.npmsec)
251       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
252
253   Thread* bestThread = this;
254   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
255
256   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
257       && !Limits.depth
258       && !skill.enabled()
259       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
260       bestThread = Threads.get_best_thread();
261
262   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
263   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
264
265   // Send again PV info if we have a new best thread
266   if (bestThread != this)
267       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
268
269   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
270
271   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
272       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
273
274   std::cout << sync_endl;
275 }
276
277
278 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
279 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
280 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
281
282 void Thread::search() {
283
284   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
285   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
286   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
287   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
288   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
289   Move  pv[MAX_PLY+1];
290   Value alpha, beta, delta;
291   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
292   Depth lastBestMoveDepth = 0;
293   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
294   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
295   Color us = rootPos.side_to_move();
296   int iterIdx = 0;
297
298   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
299   for (int i = 7; i > 0; i--)
300       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
301
302   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
303       (ss+i)->ply = i;
304
305   ss->pv = pv;
306
307   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
308   beta = VALUE_INFINITE;
309
310   if (mainThread)
311   {
312       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
313           for (int i = 0; i < 4; ++i)
314               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
315       else
316           for (int i = 0; i < 4; ++i)
317               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
318   }
319
320   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
321   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
322
323   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
324   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
325   if (skill.enabled())
326       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
327
328   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
329
330   doubleExtensionAverage[WHITE].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
331   doubleExtensionAverage[BLACK].set(0, 100);  // initialize the running average at 0%
332
333   nodesLastExplosive = nodes;
334   nodesLastNormal    = nodes;
335   state              = EXPLOSION_NONE;
336   trend              = SCORE_ZERO;
337   optimism[ us]      = Value(25);
338   optimism[~us]      = -optimism[us];
339
340   int searchAgainCounter = 0;
341
342   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
343   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
344          && !Threads.stop
345          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
346   {
347       // Age out PV variability metric
348       if (mainThread)
349           totBestMoveChanges /= 2;
350
351       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
352       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
353       for (RootMove& rm : rootMoves)
354           rm.previousScore = rm.score;
355
356       size_t pvFirst = 0;
357       pvLast = 0;
358
359       if (!Threads.increaseDepth)
360          searchAgainCounter++;
361
362       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
363       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
364       {
365           if (pvIdx == pvLast)
366           {
367               pvFirst = pvLast;
368               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
369                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
370                       break;
371           }
372
373           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
374           selDepth = 0;
375
376           // Reset aspiration window starting size
377           if (rootDepth >= 4)
378           {
379               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
380               delta = Value(17) + int(prev) * prev / 16384;
381               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
382               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
383
384               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
385               int tr = sigmoid(prev, 0, 0, 147, 113, 1);
386               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
387                                    : -make_score(tr, tr / 2));
388
389               int opt = sigmoid(prev, 0, 25, 147, 14464, 256);
390               optimism[ us] = Value(opt);
391               optimism[~us] = -optimism[us];
392           }
393
394           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
395           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
396           // high/low anymore.
397           int failedHighCnt = 0;
398           while (true)
399           {
400               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
401               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
402
403               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
404               // is done with a stable algorithm because all the values but the
405               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
406               // and we want to keep the same order for all the moves except the
407               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
408               // search the already searched PV lines are preserved.
409               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
410
411               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
412               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
413               // the previous iteration.
414               if (Threads.stop)
415                   break;
416
417               // When failing high/low give some update (without cluttering
418               // the UI) before a re-search.
419               if (   mainThread
420                   && multiPV == 1
421                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
422                   && Time.elapsed() > 3000)
423                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
424
425               // In case of failing low/high increase aspiration window and
426               // re-search, otherwise exit the loop.
427               if (bestValue <= alpha)
428               {
429                   beta = (alpha + beta) / 2;
430                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
431
432                   failedHighCnt = 0;
433                   if (mainThread)
434                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
435               }
436               else if (bestValue >= beta)
437               {
438                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
439                   ++failedHighCnt;
440               }
441               else
442                   break;
443
444               delta += delta / 4 + 5;
445
446               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
447           }
448
449           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
450           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
451
452           if (    mainThread
453               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
454               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
455       }
456
457       if (!Threads.stop)
458           completedDepth = rootDepth;
459
460       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
461          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
462          lastBestMoveDepth = rootDepth;
463       }
464
465       // Have we found a "mate in x"?
466       if (   Limits.mate
467           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
468           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
469           Threads.stop = true;
470
471       if (!mainThread)
472           continue;
473
474       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
475       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
476           skill.pick_best(multiPV);
477
478       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
479       for (Thread* th : Threads)
480       {
481           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
482           th->bestMoveChanges = 0;
483       }
484
485       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
486       if (    Limits.use_time_management()
487           && !Threads.stop
488           && !mainThread->stopOnPonderhit)
489       {
490           double fallingEval = (142 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
491                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
492           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
493
494           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
495           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
496           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
497           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
498                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
499           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
500
501           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
502           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
503           if (rootMoves.size() == 1)
504               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
505
506           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
507           if (Time.elapsed() > totalTime)
508           {
509               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
510               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
511               if (mainThread->ponder)
512                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
513               else
514                   Threads.stop = true;
515           }
516           else if (   Threads.increaseDepth
517                    && !mainThread->ponder
518                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
519                    Threads.increaseDepth = false;
520           else
521                    Threads.increaseDepth = true;
522       }
523
524       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
525       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
526   }
527
528   if (!mainThread)
529       return;
530
531   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
532
533   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
534   if (skill.enabled())
535       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
536                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
537 }
538
539
540 namespace {
541
542   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
543
544   template <NodeType nodeType>
545   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
546
547     Thread* thisThread = pos.this_thread();
548
549     // Step 0. Limit search explosion
550     if (   ss->ply > 10
551         && search_explosion(thisThread) == MUST_CALM_DOWN
552         && depth > (ss-1)->depth)
553         depth = (ss-1)->depth;
554
555     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
556     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
557     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
558
559     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
560     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
561     if (   !rootNode
562         && pos.rule50_count() >= 3
563         && alpha < VALUE_DRAW
564         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
565     {
566         alpha = value_draw(pos.this_thread());
567         if (alpha >= beta)
568             return alpha;
569     }
570
571     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
572     if (depth <= 0)
573         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
574
575     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
576     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
577     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
578     assert(!(PvNode && cutNode));
579
580     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
581     StateInfo st;
582     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
583
584     TTEntry* tte;
585     Key posKey;
586     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
587     Depth extension, newDepth;
588     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
589     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
590     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
591     Piece movedPiece;
592     int moveCount, captureCount, quietCount, bestMoveCount, improvement, complexity;
593
594     // Step 1. Initialize node
595     ss->inCheck        = pos.checkers();
596     priorCapture       = pos.captured_piece();
597     Color us           = pos.side_to_move();
598     moveCount          = bestMoveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
599     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
600     maxValue           = VALUE_INFINITE;
601
602     // Check for the available remaining time
603     if (thisThread == Threads.main())
604         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
605
606     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
607     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
608         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
609
610     if (!rootNode)
611     {
612         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
613         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
614             || pos.is_draw(ss->ply)
615             || ss->ply >= MAX_PLY)
616             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
617                                                         : value_draw(pos.this_thread());
618
619         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
620         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
621         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
622         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
623         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
624         // mate. In this case return a fail-high score.
625         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
626         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
627         if (alpha >= beta)
628             return alpha;
629     }
630     else
631         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
632
633     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
634
635     (ss+1)->ttPv         = false;
636     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
637     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
638     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
639     ss->depth            = depth;
640     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
641
642     // Update the running average statistics for double extensions
643     thisThread->doubleExtensionAverage[us].update(ss->depth > (ss-1)->depth);
644
645     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
646     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
647     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
648     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
649     // LMR which are based on the statScore of parent position.
650     if (!rootNode)
651         (ss+2)->statScore = 0;
652
653     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
654     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
655     // position key in case of an excluded move.
656     excludedMove = ss->excludedMove;
657     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
658     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
659     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
660     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
661             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
662     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
663     if (!excludedMove)
664         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
665
666     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
667     if (  !PvNode
668         && ss->ttHit
669         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
670         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
671         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
672                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
673     {
674         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
675         if (ttMove)
676         {
677             if (ttValue >= beta)
678             {
679                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
680                 if (!ttCapture)
681                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
682
683                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
684                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
685                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
686             }
687             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
688             else if (!ttCapture)
689             {
690                 int penalty = -stat_bonus(depth);
691                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
692                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
693             }
694         }
695
696         // Partial workaround for the graph history interaction problem
697         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
698         if (pos.rule50_count() < 90)
699             return ttValue;
700     }
701
702     // Step 5. Tablebases probe
703     if (!rootNode && TB::Cardinality)
704     {
705         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
706
707         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
708             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
709             &&  pos.rule50_count() == 0
710             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
711         {
712             TB::ProbeState err;
713             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
714
715             // Force check of time on the next occasion
716             if (thisThread == Threads.main())
717                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
718
719             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
720             {
721                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
722
723                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
724
725                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
726                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
727                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
728                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
729
730                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
731                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
732
733                 if (    b == BOUND_EXACT
734                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
735                 {
736                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
737                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
738                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
739
740                     return value;
741                 }
742
743                 if (PvNode)
744                 {
745                     if (b == BOUND_LOWER)
746                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
747                     else
748                         maxValue = value;
749                 }
750             }
751         }
752     }
753
754     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
755
756     // Step 6. Static evaluation of the position
757     if (ss->inCheck)
758     {
759         // Skip early pruning when in check
760         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
761         improving = false;
762         improvement = 0;
763         complexity = 0;
764         goto moves_loop;
765     }
766     else if (ss->ttHit)
767     {
768         // Never assume anything about values stored in TT
769         ss->staticEval = eval = tte->eval();
770         if (eval == VALUE_NONE)
771             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
772
773         // Randomize draw evaluation
774         if (eval == VALUE_DRAW)
775             eval = value_draw(thisThread);
776
777         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
778         if (    ttValue != VALUE_NONE
779             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
780             eval = ttValue;
781     }
782     else
783     {
784         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
785
786         // Save static evaluation into transposition table
787         if (!excludedMove)
788             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
789     }
790
791     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
792     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
793     {
794         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
795         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
796     }
797
798     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
799     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
800     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
801     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
802     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
803                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
804                   :                                    200;
805
806     improving = improvement > 0;
807     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
808
809     // Step 7. Futility pruning: child node (~25 Elo).
810     // The depth condition is important for mate finding.
811     if (   !ss->ttPv
812         &&  depth < 9
813         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
814         &&  eval < 15000) // 50% larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
815         return eval;
816
817     // Step 8. Null move search with verification search (~22 Elo)
818     if (   !PvNode
819         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
820         && (ss-1)->statScore < 23767
821         &&  eval >= beta
822         &&  eval >= ss->staticEval
823         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 15 + 204 + complexity / 25
824         && !excludedMove
825         &&  pos.non_pawn_material(us)
826         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
827     {
828         assert(eval - beta >= 0);
829
830         // Null move dynamic reduction based on depth and value
831         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
832
833         ss->currentMove = MOVE_NULL;
834         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
835
836         pos.do_null_move(st);
837
838         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
839
840         pos.undo_null_move();
841
842         if (nullValue >= beta)
843         {
844             // Do not return unproven mate or TB scores
845             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
846                 nullValue = beta;
847
848             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
849                 return nullValue;
850
851             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
852
853             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
854             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
855             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
856             thisThread->nmpColor = us;
857
858             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
859
860             thisThread->nmpMinPly = 0;
861
862             if (v >= beta)
863                 return nullValue;
864         }
865     }
866
867     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
868
869     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
870     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
871     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
872     if (   !PvNode
873         &&  depth > 4
874         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
875         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
876         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
877         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
878         // so effective depth is equal to depth - 3
879         && !(   ss->ttHit
880              && tte->depth() >= depth - 3
881              && ttValue != VALUE_NONE
882              && ttValue < probCutBeta))
883     {
884         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
885
886         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
887         bool ttPv = ss->ttPv;
888         ss->ttPv = false;
889
890         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
891             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
892             {
893                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
894                 assert(depth >= 5);
895
896                 captureOrPromotion = true;
897
898                 ss->currentMove = move;
899                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
900                                                                           [captureOrPromotion]
901                                                                           [pos.moved_piece(move)]
902                                                                           [to_sq(move)];
903
904                 pos.do_move(move, st);
905
906                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
907                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
908
909                 // If the qsearch held, perform the regular search
910                 if (value >= probCutBeta)
911                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
912
913                 pos.undo_move(move);
914
915                 if (value >= probCutBeta)
916                 {
917                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
918                     if ( !(ss->ttHit
919                        && tte->depth() >= depth - 3
920                        && ttValue != VALUE_NONE))
921                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
922                             BOUND_LOWER,
923                             depth - 3, move, ss->staticEval);
924                     return value;
925                 }
926             }
927          ss->ttPv = ttPv;
928     }
929
930     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type (~3 Elo)
931     if (   PvNode
932         && depth >= 6
933         && !ttMove)
934         depth -= 2;
935
936     if (   cutNode
937         && depth >= 9
938         && !ttMove)
939         depth--;
940
941 moves_loop: // When in check, search starts here
942
943     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
944     probCutBeta = beta + 409;
945     if (   ss->inCheck
946         && !PvNode
947         && depth >= 4
948         && ttCapture
949         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
950         && tte->depth() >= depth - 3
951         && ttValue >= probCutBeta
952         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
953         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
954        )
955         return probCutBeta;
956
957
958     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
959                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
960                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
961
962     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
963
964     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
965                                       &captureHistory,
966                                       contHist,
967                                       countermove,
968                                       ss->killers);
969
970     value = bestValue;
971     moveCountPruning = false;
972
973     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
974     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
975     bool likelyFailLow =    PvNode
976                          && ttMove
977                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
978                          && tte->depth() >= depth;
979
980     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
981     // or a beta cutoff occurs.
982     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
983     {
984       assert(is_ok(move));
985
986       if (move == excludedMove)
987           continue;
988
989       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
990       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
991       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
992       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
993       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
994                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
995           continue;
996
997       // Check for legality
998       if (!rootNode && !pos.legal(move))
999           continue;
1000
1001       ss->moveCount = ++moveCount;
1002
1003       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
1004           sync_cout << "info depth " << depth
1005                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
1006                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1007       if (PvNode)
1008           (ss+1)->pv = nullptr;
1009
1010       extension = 0;
1011       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1012       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1013       givesCheck = pos.gives_check(move);
1014
1015       // Calculate new depth for this move
1016       newDepth = depth - 1;
1017
1018       Value delta = beta - alpha;
1019
1020       // Step 13. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1021       if (  !rootNode
1022           && pos.non_pawn_material(us)
1023           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1024       {
1025           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1026           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1027
1028           // Reduced depth of the next LMR search
1029           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1030
1031           if (   captureOrPromotion
1032               || givesCheck)
1033           {
1034               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1035               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1036                   && !givesCheck
1037                   && !PvNode
1038                   && lmrDepth < 6
1039                   && !ss->inCheck
1040                   && ss->staticEval + 342 + 238 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1041                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 8 < alpha)
1042                   continue;
1043
1044               // SEE based pruning (~9 Elo)
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-217) * depth))
1046                   continue;
1047           }
1048           else
1049           {
1050               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1051                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1052                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1053
1054               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1055               if (   lmrDepth < 5
1056                   && history < -3875 * (depth - 1))
1057                   continue;
1058
1059               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1060
1061               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1062               if (   !ss->inCheck
1063                   && lmrDepth < 8
1064                   && ss->staticEval + 138 + 137 * lmrDepth + history / 64 <= alpha)
1065                   continue;
1066
1067               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1068               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1069                   continue;
1070           }
1071       }
1072
1073       // Step 14. Extensions (~66 Elo)
1074
1075       // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1076       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1077       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1078       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1079       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1080       if (   !rootNode
1081           &&  depth >= 6 + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1082           &&  move == ttMove
1083           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1084        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1085           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1086           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1087           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1088       {
1089           Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1090           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1091
1092           ss->excludedMove = move;
1093           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1094           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1095
1096           if (value < singularBeta)
1097           {
1098               extension = 1;
1099
1100               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1101               if (   !PvNode
1102                   && value < singularBeta - 75
1103                   && ss->doubleExtensions <= 6)
1104                   extension = 2;
1105           }
1106
1107           // Multi-cut pruning
1108           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1109           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1110           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1111           // a soft bound.
1112           else if (singularBeta >= beta)
1113               return singularBeta;
1114
1115           // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1116           else if (ttValue >= beta)
1117               extension = -2;
1118       }
1119
1120       // Check extensions (~1 Elo)
1121       else if (   givesCheck
1122                && depth > 6
1123                && abs(ss->staticEval) > 100)
1124           extension = 1;
1125
1126       // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1127       else if (   PvNode
1128                && move == ttMove
1129                && move == ss->killers[0]
1130                && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 10000)
1131           extension = 1;
1132
1133       // Add extension to new depth
1134       newDepth += extension;
1135       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1136
1137       // Speculative prefetch as early as possible
1138       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1139
1140       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1141       ss->currentMove = move;
1142       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1143                                                                 [captureOrPromotion]
1144                                                                 [movedPiece]
1145                                                                 [to_sq(move)];
1146
1147       // Step 15. Make the move
1148       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1149
1150       bool doDeeperSearch = false;
1151
1152       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1153       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1154       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1155       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1156       if (    depth >= 3
1157           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1158           && (   !ss->ttPv
1159               || !captureOrPromotion
1160               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1161       {
1162           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1163
1164           // Decrease reduction at some PvNodes (~2 Elo)
1165           if (   PvNode
1166               && bestMoveCount <= 3)
1167               r--;
1168
1169           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1170           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1171           if (   ss->ttPv
1172               && !likelyFailLow)
1173               r -= 2;
1174
1175           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1176           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1177               r--;
1178
1179           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1180           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1181               r += 2;
1182
1183           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1184           if (ttCapture)
1185               r++;
1186
1187           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1188                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1189                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1190                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1191                          - 4923;
1192
1193           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1194           r -= ss->statScore / 14721;
1195
1196           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1197           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1198           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1199           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1200                        : moveCount <= 5            ? 2
1201                        : PvNode && depth > 6       ? 1
1202                        : cutNode && moveCount <= 7 ? 1
1203                        :                             0;
1204
1205           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1206
1207           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1208
1209           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1210           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1211           doDeeperSearch = value > (alpha + 62 + 20 * (newDepth - d));
1212           didLMR = true;
1213       }
1214       else
1215       {
1216           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1217           didLMR = false;
1218       }
1219
1220       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1221       if (doFullDepthSearch)
1222       {
1223           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1224
1225           // If the move passed LMR update its stats
1226           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1227           {
1228               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1229                                         : -stat_bonus(newDepth);
1230
1231               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1232           }
1233       }
1234
1235       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1236       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1237       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1238       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1239       {
1240           (ss+1)->pv = pv;
1241           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1242
1243           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1244                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1245       }
1246
1247       // Step 18. Undo move
1248       pos.undo_move(move);
1249
1250       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1251
1252       // Step 19. Check for a new best move
1253       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1254       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1255       // updating best move, PV and TT.
1256       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1257           return VALUE_ZERO;
1258
1259       if (rootNode)
1260       {
1261           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1262                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1263
1264           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1265
1266           // PV move or new best move?
1267           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1268           {
1269               rm.score = value;
1270               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1271               rm.pv.resize(1);
1272
1273               assert((ss+1)->pv);
1274
1275               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1276                   rm.pv.push_back(*m);
1277
1278               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1279               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1280               // we must take care to only do this for the first PV line.
1281               if (   moveCount > 1
1282                   && !thisThread->pvIdx)
1283                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1284           }
1285           else
1286               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1287               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1288               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1289               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1290       }
1291
1292       if (value > bestValue)
1293       {
1294           bestValue = value;
1295
1296           if (value > alpha)
1297           {
1298               bestMove = move;
1299
1300               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1301                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1302
1303               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1304               {
1305                   alpha = value;
1306                   bestMoveCount++;
1307               }
1308               else
1309               {
1310                   assert(value >= beta); // Fail high
1311                   break;
1312               }
1313           }
1314       }
1315
1316       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1317       if (move != bestMove)
1318       {
1319           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1320               capturesSearched[captureCount++] = move;
1321
1322           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1323               quietsSearched[quietCount++] = move;
1324       }
1325     }
1326
1327     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1328     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1329     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1330     /*
1331        if (Threads.stop)
1332         return VALUE_DRAW;
1333     */
1334
1335     // Step 20. Check for mate and stalemate
1336     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1337     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1338     // return a fail low score.
1339
1340     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1341
1342     if (!moveCount)
1343         bestValue = excludedMove ? alpha :
1344                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1345                                  : VALUE_DRAW;
1346
1347     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1348     else if (bestMove)
1349         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1350                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1351
1352     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1353     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1354              && !priorCapture)
1355     {
1356         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1357         //or fail low was really bad
1358         bool extraBonus =    PvNode
1359                           || cutNode
1360                           || bestValue < alpha - 94 * depth;
1361
1362         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1363     }
1364
1365     if (PvNode)
1366         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1367
1368     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1369     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1370     if (bestValue <= alpha)
1371         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1372     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1373     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1374     else if (depth > 3)
1375         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1376
1377     // Write gathered information in transposition table
1378     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1379         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1380                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1381                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1382                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1383
1384     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1385
1386     return bestValue;
1387   }
1388
1389
1390   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1391   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1392   template <NodeType nodeType>
1393   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1394
1395     static_assert(nodeType != Root);
1396     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1397
1398     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1399     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1400     assert(depth <= 0);
1401
1402     Move pv[MAX_PLY+1];
1403     StateInfo st;
1404     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1405
1406     TTEntry* tte;
1407     Key posKey;
1408     Move ttMove, move, bestMove;
1409     Depth ttDepth;
1410     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1411     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1412     int moveCount;
1413
1414     if (PvNode)
1415     {
1416         (ss+1)->pv = pv;
1417         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1418     }
1419
1420     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1421     bestMove = MOVE_NONE;
1422     ss->inCheck = pos.checkers();
1423     moveCount = 0;
1424
1425     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1426     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1427         || ss->ply >= MAX_PLY)
1428         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1429
1430     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1431
1432     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1433     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1434     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1435     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1436                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1437     // Transposition table lookup
1438     posKey = pos.key();
1439     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1440     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1441     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1442     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1443
1444     if (  !PvNode
1445         && ss->ttHit
1446         && tte->depth() >= ttDepth
1447         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1448         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1449                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1450         return ttValue;
1451
1452     // Evaluate the position statically
1453     if (ss->inCheck)
1454     {
1455         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1456         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1457     }
1458     else
1459     {
1460         if (ss->ttHit)
1461         {
1462             // Never assume anything about values stored in TT
1463             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1464                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1465
1466             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1467             if (    ttValue != VALUE_NONE
1468                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1469                 bestValue = ttValue;
1470         }
1471         else
1472             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1473             ss->staticEval = bestValue =
1474             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1475                                              : -(ss-1)->staticEval;
1476
1477         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1478         if (bestValue >= beta)
1479         {
1480             // Save gathered info in transposition table
1481             if (!ss->ttHit)
1482                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1483                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1484
1485             return bestValue;
1486         }
1487
1488         if (PvNode && bestValue > alpha)
1489             alpha = bestValue;
1490
1491         futilityBase = bestValue + 155;
1492     }
1493
1494     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1495                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1496                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1497
1498     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1499     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1500     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1501     // will be generated.
1502     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1503     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1504                                       &thisThread->captureHistory,
1505                                       contHist,
1506                                       prevSq);
1507
1508     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1509     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1510     {
1511       assert(is_ok(move));
1512
1513       // Check for legality
1514       if (!pos.legal(move))
1515           continue;
1516
1517       givesCheck = pos.gives_check(move);
1518       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1519
1520       moveCount++;
1521
1522       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1523       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1524           && !givesCheck
1525           &&  to_sq(move) != prevSq
1526           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1527           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1528       {
1529
1530           if (moveCount > 2)
1531               continue;
1532
1533           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1534
1535           if (futilityValue <= alpha)
1536           {
1537               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1538               continue;
1539           }
1540
1541           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1542           {
1543               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1544               continue;
1545           }
1546       }
1547
1548       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1549       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1550           && !pos.see_ge(move))
1551           continue;
1552
1553       // Speculative prefetch as early as possible
1554       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1555
1556       ss->currentMove = move;
1557       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1558                                                                 [captureOrPromotion]
1559                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1560                                                                 [to_sq(move)];
1561
1562       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1563       if (  !captureOrPromotion
1564           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1565           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1566           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1567           continue;
1568
1569       // Make and search the move
1570       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1571       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1572       pos.undo_move(move);
1573
1574       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1575
1576       // Check for a new best move
1577       if (value > bestValue)
1578       {
1579           bestValue = value;
1580
1581           if (value > alpha)
1582           {
1583               bestMove = move;
1584
1585               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1586                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1587
1588               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1589                   alpha = value;
1590               else
1591                   break; // Fail high
1592           }
1593        }
1594     }
1595
1596     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1597     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1598     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1599     {
1600         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1601
1602         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1603     }
1604
1605     // Save gathered info in transposition table
1606     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1607               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1608               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1609
1610     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1611
1612     return bestValue;
1613   }
1614
1615
1616   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1617   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1618   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1619
1620   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1621
1622     assert(v != VALUE_NONE);
1623
1624     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1625           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1626   }
1627
1628
1629   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1630   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1631   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1632   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1633   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1634
1635   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1636
1637     if (v == VALUE_NONE)
1638         return VALUE_NONE;
1639
1640     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1641     {
1642         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1643             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1644
1645         return v - ply;
1646     }
1647
1648     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1649     {
1650         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1651             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1652
1653         return v + ply;
1654     }
1655
1656     return v;
1657   }
1658
1659
1660   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1661
1662   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1663
1664     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1665         *pv++ = *childPv++;
1666     *pv = MOVE_NONE;
1667   }
1668
1669
1670   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1671
1672   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1673                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1674
1675     int bonus1, bonus2;
1676     Color us = pos.side_to_move();
1677     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1678     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1679     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1680     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1681
1682     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1683     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1684                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1685
1686     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1687     {
1688         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1689         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1690
1691         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1692         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1693         {
1694             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1695             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1696         }
1697     }
1698     else
1699         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1700         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1701
1702     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1703     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1704     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1705         && !pos.captured_piece())
1706             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1707
1708     // Decrease stats for all non-best capture moves
1709     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1710     {
1711         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1712         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1713         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1714     }
1715   }
1716
1717
1718   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1719   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1720
1721   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1722
1723     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1724     {
1725         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1726         if (ss->inCheck && i > 2)
1727             break;
1728         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1729             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1730     }
1731   }
1732
1733
1734   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1735
1736   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1737
1738     // Update killers
1739     if (ss->killers[0] != move)
1740     {
1741         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1742         ss->killers[0] = move;
1743     }
1744
1745     Color us = pos.side_to_move();
1746     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1747     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1748     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1749
1750     // Update countermove history
1751     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1752     {
1753         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1754         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1755     }
1756   }
1757
1758   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1759   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1760
1761   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1762
1763     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1764     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1765
1766     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1767     Value topScore = rootMoves[0].score;
1768     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1769     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1770     double weakness = 120 - 2 * level;
1771
1772     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1773     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1774     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1775     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1776     {
1777         // This is our magic formula
1778         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1779                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1780
1781         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1782         {
1783             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1784             best = rootMoves[i].pv[0];
1785         }
1786     }
1787
1788     return best;
1789   }
1790
1791 } // namespace
1792
1793
1794 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1795 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1796
1797 void MainThread::check_time() {
1798
1799   if (--callsCnt > 0)
1800       return;
1801
1802   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1803   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1804
1805   static TimePoint lastInfoTime = now();
1806
1807   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1808   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1809
1810   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1811   {
1812       lastInfoTime = tick;
1813       dbg_print();
1814   }
1815
1816   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1817   if (ponder)
1818       return;
1819
1820   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1821       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1822       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1823       Threads.stop = true;
1824 }
1825
1826
1827 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1828 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1829
1830 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1831
1832   std::stringstream ss;
1833   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1834   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1835   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1836   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1837   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1838   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1839
1840   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1841   {
1842       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1843
1844       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1845           continue;
1846
1847       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1848       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1849
1850       if (v == -VALUE_INFINITE)
1851           v = VALUE_ZERO;
1852
1853       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1854       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1855
1856       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1857           ss << "\n";
1858
1859       ss << "info"
1860          << " depth "    << d
1861          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1862          << " multipv "  << i + 1
1863          << " score "    << UCI::value(v);
1864
1865       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1866           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1867
1868       if (!tb && i == pvIdx)
1869           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1870
1871       ss << " nodes "    << nodesSearched
1872          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1873
1874       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1875           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1876
1877       ss << " tbhits "   << tbHits
1878          << " time "     << elapsed
1879          << " pv";
1880
1881       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1882           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1883   }
1884
1885   return ss.str();
1886 }
1887
1888
1889 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1890 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1891 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1892 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1893
1894 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1895
1896     StateInfo st;
1897     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1898
1899     bool ttHit;
1900
1901     assert(pv.size() == 1);
1902
1903     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1904         return false;
1905
1906     pos.do_move(pv[0], st);
1907     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1908
1909     if (ttHit)
1910     {
1911         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1912         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1913             pv.push_back(m);
1914     }
1915
1916     pos.undo_move(pv[0]);
1917     return pv.size() > 1;
1918 }
1919
1920 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1921
1922     RootInTB = false;
1923     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1924     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1925     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1926     bool dtz_available = true;
1927
1928     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1929     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1930     if (Cardinality > MaxCardinality)
1931     {
1932         Cardinality = MaxCardinality;
1933         ProbeDepth = 0;
1934     }
1935
1936     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1937     {
1938         // Rank moves using DTZ tables
1939         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1940
1941         if (!RootInTB)
1942         {
1943             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1944             dtz_available = false;
1945             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1946         }
1947     }
1948
1949     if (RootInTB)
1950     {
1951         // Sort moves according to TB rank
1952         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1953                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1954
1955         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1956         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1957             Cardinality = 0;
1958     }
1959     else
1960     {
1961         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1962         for (auto& m : rootMoves)
1963             m.tbRank = 0;
1964     }
1965 }
1966
1967 } // namespace Stockfish