Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into HEAD
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   constexpr uint64_t TtHitAverageWindow     = 4096;
65   constexpr uint64_t TtHitAverageResolution = 1024;
66
67   // Futility margin
68   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
69     return Value(214 * (d - improving));
70   }
71
72   // Reductions lookup table, initialized at startup
73   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
74
75   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
76     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
77     return (r + 534) / 1024 + (!i && r > 904);
78   }
79
80   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
81     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
82   }
83
84   // History and stats update bonus, based on depth
85   int stat_bonus(Depth d) {
86     return d > 14 ? 73 : 6 * d * d + 229 * d - 215;
87   }
88
89   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
90   Value value_draw(Thread* thisThread) {
91     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
92   }
93
94   // Skill structure is used to implement strength limit
95   struct Skill {
96     explicit Skill(int l) : level(l) {}
97     bool enabled() const { return level < 20; }
98     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
99     Move pick_best(size_t multiPV);
100
101     int level;
102     Move best = MOVE_NONE;
103   };
104
105   template <NodeType nodeType>
106   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
107
108   template <NodeType nodeType>
109   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
110
111   Value value_to_tt(Value v, int ply);
112   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
113   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
114   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
115   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
116   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
117                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
118
119   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
120   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
121   template<bool Root>
122   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
123
124     StateInfo st;
125     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
126
127     uint64_t cnt, nodes = 0;
128     const bool leaf = (depth == 2);
129
130     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
131     {
132         if (Root && depth <= 1)
133             cnt = 1, nodes++;
134         else
135         {
136             pos.do_move(m, st);
137             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
138             nodes += cnt;
139             pos.undo_move(m);
140         }
141         if (Root)
142             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
143     }
144     return nodes;
145   }
146
147 } // namespace
148
149
150 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
151
152 void Search::init() {
153
154   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
155       Reductions[i] = int(21.9 * std::log(i));
156 }
157
158
159 /// Search::clear() resets search state to its initial value
160
161 void Search::clear() {
162
163   Threads.main()->wait_for_search_finished();
164
165   Time.availableNodes = 0;
166   TT.clear();
167   Threads.clear();
168   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
169 }
170
171
172 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
173 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
174
175 void MainThread::search() {
176
177   if (Limits.perft)
178   {
179       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
180       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
181       return;
182   }
183
184   Color us = rootPos.side_to_move();
185   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
186   TT.new_search();
187
188   Eval::NNUE::verify();
189
190   if (rootMoves.empty())
191   {
192       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
193       sync_cout << "info depth 0 score "
194                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
195                 << sync_endl;
196   }
197   else
198   {
199       Threads.start_searching(); // start non-main threads
200       Thread::search();          // main thread start searching
201   }
202
203   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
204   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
205   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
206   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
207   // until the GUI sends one of those commands.
208
209   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
210   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
211
212   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
213   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
214   Threads.stop = true;
215
216   // Wait until all threads have finished
217   Threads.wait_for_search_finished();
218
219   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
220   // the available ones before exiting.
221   if (Limits.npmsec)
222       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
223
224   Thread* bestThread = this;
225
226   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
227       && !Limits.depth
228       && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || int(Options["UCI_LimitStrength"]))
229       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
230       bestThread = Threads.get_best_thread();
231
232   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
233
234   // Send again PV info if we have a new best thread
235   if (bestThread != this)
236       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
237
238   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
239
240   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
241       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
242
243   std::cout << sync_endl;
244 }
245
246
247 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
248 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
249 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
250
251 void Thread::search() {
252
253   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
254   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
255   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
256   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
257   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
258   Move  pv[MAX_PLY+1];
259   Value bestValue, alpha, beta, delta;
260   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
261   Depth lastBestMoveDepth = 0;
262   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
263   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
264   Color us = rootPos.side_to_move();
265   int iterIdx = 0;
266
267   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
268   for (int i = 7; i > 0; i--)
269       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
270
271   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
272       (ss+i)->ply = i;
273
274   ss->pv = pv;
275
276   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
277   beta = VALUE_INFINITE;
278
279   if (mainThread)
280   {
281       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
282           for (int i = 0; i < 4; ++i)
283               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
284       else
285           for (int i = 0; i < 4; ++i)
286               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
287   }
288
289   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
290   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
291
292   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
293
294   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
295   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
296   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
297   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
298   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
299   PRNG rng(now());
300   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
301                       std::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
302                         double(Options["Skill Level"]);
303   int intLevel = int(floatLevel) +
304                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
305   Skill skill(intLevel);
306
307   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
308   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
309   if (skill.enabled())
310       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
311
312   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
313   ttHitAverage = TtHitAverageWindow * TtHitAverageResolution / 2;
314
315   trend = SCORE_ZERO;
316
317   int searchAgainCounter = 0;
318
319   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
320   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
321          && !Threads.stop
322          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
323   {
324       // Age out PV variability metric
325       if (mainThread)
326           totBestMoveChanges /= 2;
327
328       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
329       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
330       for (RootMove& rm : rootMoves)
331           rm.previousScore = rm.score;
332
333       size_t pvFirst = 0;
334       pvLast = 0;
335
336       if (!Threads.increaseDepth)
337          searchAgainCounter++;
338
339       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
340       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
341       {
342           if (pvIdx == pvLast)
343           {
344               pvFirst = pvLast;
345               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
346                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
347                       break;
348           }
349
350           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
351           selDepth = 0;
352
353           // Reset aspiration window starting size
354           if (rootDepth >= 4)
355           {
356               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
357               delta = Value(17);
358               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
359               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
360
361               // Adjust trend based on root move's previousScore (dynamic contempt)
362               int tr = 113 * prev / (abs(prev) + 147);
363
364               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
365                                    : -make_score(tr, tr / 2));
366           }
367
368           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
369           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
370           // high/low anymore.
371           int failedHighCnt = 0;
372           while (true)
373           {
374               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
375               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
376
377               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
378               // is done with a stable algorithm because all the values but the
379               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
380               // and we want to keep the same order for all the moves except the
381               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
382               // search the already searched PV lines are preserved.
383               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
384
385               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
386               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
387               // the previous iteration.
388               if (Threads.stop)
389                   break;
390
391               // When failing high/low give some update (without cluttering
392               // the UI) before a re-search.
393               if (   mainThread
394                   && multiPV == 1
395                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
396                   && Time.elapsed() > 3000)
397                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
398
399               // In case of failing low/high increase aspiration window and
400               // re-search, otherwise exit the loop.
401               if (bestValue <= alpha)
402               {
403                   beta = (alpha + beta) / 2;
404                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
405
406                   failedHighCnt = 0;
407                   if (mainThread)
408                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
409               }
410               else if (bestValue >= beta)
411               {
412                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
413                   ++failedHighCnt;
414               }
415               else
416                   break;
417
418               delta += delta / 4 + 5;
419
420               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
421           }
422
423           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
424           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
425
426           if (    mainThread
427               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
428               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
429       }
430
431       if (!Threads.stop)
432           completedDepth = rootDepth;
433
434       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
435          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
436          lastBestMoveDepth = rootDepth;
437       }
438
439       // Have we found a "mate in x"?
440       if (   Limits.mate
441           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
442           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
443           Threads.stop = true;
444
445       if (!mainThread)
446           continue;
447
448       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
449       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
450           skill.pick_best(multiPV);
451
452       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
453       if (    Limits.use_time_management()
454           && !Threads.stop
455           && !mainThread->stopOnPonderhit)
456       {
457           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
458                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
459           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
460
461           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
462           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
463           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
464
465           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
466           for (Thread* th : Threads)
467           {
468               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
469               th->bestMoveChanges = 0;
470           }
471           double bestMoveInstability = 1.073 + std::max(1.0, 2.25 - 9.9 / rootDepth)
472                                               * totBestMoveChanges / Threads.size();
473           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
474
475           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
476           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
477           if (rootMoves.size() == 1)
478               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
479
480           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
481           if (Time.elapsed() > totalTime)
482           {
483               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
484               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
485               if (mainThread->ponder)
486                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
487               else
488                   Threads.stop = true;
489           }
490           else if (   Threads.increaseDepth
491                    && !mainThread->ponder
492                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
493                    Threads.increaseDepth = false;
494           else
495                    Threads.increaseDepth = true;
496       }
497
498       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
499       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
500   }
501
502   if (!mainThread)
503       return;
504
505   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
506
507   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
508   if (skill.enabled())
509       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
510                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
511 }
512
513
514 namespace {
515
516   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
517
518   template <NodeType nodeType>
519   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
520
521     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
522     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
523     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
524
525     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
526     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
527     if (   !rootNode
528         && pos.rule50_count() >= 3
529         && alpha < VALUE_DRAW
530         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
531     {
532         alpha = value_draw(pos.this_thread());
533         if (alpha >= beta)
534             return alpha;
535     }
536
537     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
538     if (depth <= 0)
539         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
540
541     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
542     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
543     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
544     assert(!(PvNode && cutNode));
545
546     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
547     StateInfo st;
548     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
549
550     TTEntry* tte;
551     Key posKey;
552     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
553     Depth extension, newDepth;
554     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
555     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
556     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
557          ttCapture, singularQuietLMR;
558     Piece movedPiece;
559     int moveCount, captureCount, quietCount;
560
561     // Step 1. Initialize node
562     Thread* thisThread = pos.this_thread();
563     ss->inCheck        = pos.checkers();
564     priorCapture       = pos.captured_piece();
565     Color us           = pos.side_to_move();
566     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
567     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
568     maxValue           = VALUE_INFINITE;
569
570     // Check for the available remaining time
571     if (thisThread == Threads.main())
572         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
573
574     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
575     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
576         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
577
578     if (!rootNode)
579     {
580         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
581         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
582             || pos.is_draw(ss->ply)
583             || ss->ply >= MAX_PLY)
584             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
585                                                         : value_draw(pos.this_thread());
586
587         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
588         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
589         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
590         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
591         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
592         // mate. In this case return a fail-high score.
593         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
594         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
595         if (alpha >= beta)
596             return alpha;
597     }
598
599     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
600
601     (ss+1)->ttPv         = false;
602     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
603     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
604     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
605     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
606
607     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
608     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
609     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
610     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
611     // LMR which are based on the statScore of parent position.
612     if (!rootNode)
613         (ss+2)->statScore = 0;
614
615     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
616     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
617     // position key in case of an excluded move.
618     excludedMove = ss->excludedMove;
619     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
620     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
621     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
622     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
623             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
624     if (!excludedMove)
625         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
626
627     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
628     if (   ss->ttPv
629         && depth > 12
630         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
631         && !priorCapture
632         && is_ok((ss-1)->currentMove))
633         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
634
635     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
636     thisThread->ttHitAverage =   (TtHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / TtHitAverageWindow
637                                 + TtHitAverageResolution * ss->ttHit;
638
639     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
640     if (  !PvNode
641         && ss->ttHit
642         && tte->depth() >= depth
643         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
644         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
645                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
646     {
647         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
648         if (ttMove)
649         {
650             if (ttValue >= beta)
651             {
652                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
653                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
654                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
655
656                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
657                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
658                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
659             }
660             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
661             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
662             {
663                 int penalty = -stat_bonus(depth);
664                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
665                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
666             }
667         }
668
669         // Partial workaround for the graph history interaction problem
670         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
671         if (pos.rule50_count() < 90)
672             return ttValue;
673     }
674
675     // Step 5. Tablebases probe
676     if (!rootNode && TB::Cardinality)
677     {
678         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
679
680         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
681             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
682             &&  pos.rule50_count() == 0
683             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
684         {
685             TB::ProbeState err;
686             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
687
688             // Force check of time on the next occasion
689             if (thisThread == Threads.main())
690                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
691
692             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
693             {
694                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
695
696                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
697
698                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
699                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
700                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
701                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
702
703                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
704                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
705
706                 if (    b == BOUND_EXACT
707                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
708                 {
709                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
710                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
711                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
712
713                     return value;
714                 }
715
716                 if (PvNode)
717                 {
718                     if (b == BOUND_LOWER)
719                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
720                     else
721                         maxValue = value;
722                 }
723             }
724         }
725     }
726
727     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
728
729     // Step 6. Static evaluation of the position
730     if (ss->inCheck)
731     {
732         // Skip early pruning when in check
733         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
734         improving = false;
735         goto moves_loop;
736     }
737     else if (ss->ttHit)
738     {
739         // Never assume anything about values stored in TT
740         ss->staticEval = eval = tte->eval();
741         if (eval == VALUE_NONE)
742             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
743
744         // Randomize draw evaluation
745         if (eval == VALUE_DRAW)
746             eval = value_draw(thisThread);
747
748         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
749         if (    ttValue != VALUE_NONE
750             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
751             eval = ttValue;
752     }
753     else
754     {
755         // In case of null move search use previous static eval with a different sign
756         // and addition of two tempos
757         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
758             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
759         else
760             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval;
761
762         // Save static evaluation into transposition table
763         if(!excludedMove)
764         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
765     }
766
767     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
768     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
769     {
770         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1000, 1000);
771         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
772     }
773
774     // Set up improving flag that is used in various pruning heuristics
775     // We define position as improving if static evaluation of position is better
776     // Than the previous static evaluation at our turn
777     // In case of us being in check at our previous move we look at move prior to it
778     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE
779                ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE
780                : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
781
782     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
783     // The depth condition is important for mate finding.
784     if (   !PvNode
785         &&  depth < 9
786         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
787         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
788         return eval;
789
790     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
791     if (   !PvNode
792         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
793         && (ss-1)->statScore < 23767
794         &&  eval >= beta
795         &&  eval >= ss->staticEval
796         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - 22 * improving + 168 * ss->ttPv + 177
797         && !excludedMove
798         &&  pos.non_pawn_material(us)
799         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
800     {
801         assert(eval - beta >= 0);
802
803         // Null move dynamic reduction based on depth and value
804         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
805
806         ss->currentMove = MOVE_NULL;
807         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
808
809         pos.do_null_move(st);
810
811         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
812
813         pos.undo_null_move();
814
815         if (nullValue >= beta)
816         {
817             // Do not return unproven mate or TB scores
818             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
819                 nullValue = beta;
820
821             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
822                 return nullValue;
823
824             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
825
826             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
827             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
828             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
829             thisThread->nmpColor = us;
830
831             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
832
833             thisThread->nmpMinPly = 0;
834
835             if (v >= beta)
836                 return nullValue;
837         }
838     }
839
840     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
841
842     // Step 9. ProbCut (~4 Elo)
843     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
844     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
845     if (   !PvNode
846         &&  depth > 4
847         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
848         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
849         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
850         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
851         // so effective depth is equal to depth - 3
852         && !(   ss->ttHit
853              && tte->depth() >= depth - 3
854              && ttValue != VALUE_NONE
855              && ttValue < probCutBeta))
856     {
857         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
858
859         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
860         int probCutCount = 0;
861         bool ttPv = ss->ttPv;
862         ss->ttPv = false;
863
864         while (   (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
865                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode)
866             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
867             {
868                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
869                 assert(depth >= 5);
870
871                 captureOrPromotion = true;
872                 probCutCount++;
873
874                 ss->currentMove = move;
875                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
876                                                                           [captureOrPromotion]
877                                                                           [pos.moved_piece(move)]
878                                                                           [to_sq(move)];
879
880                 pos.do_move(move, st);
881
882                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
883                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
884
885                 // If the qsearch held, perform the regular search
886                 if (value >= probCutBeta)
887                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
888
889                 pos.undo_move(move);
890
891                 if (value >= probCutBeta)
892                 {
893                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
894                     if ( !(ss->ttHit
895                        && tte->depth() >= depth - 3
896                        && ttValue != VALUE_NONE))
897                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
898                             BOUND_LOWER,
899                             depth - 3, move, ss->staticEval);
900                     return value;
901                 }
902             }
903          ss->ttPv = ttPv;
904     }
905
906     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type
907     if (   PvNode
908         && depth >= 6
909         && !ttMove)
910         depth -= 2;
911
912     if (   cutNode
913         && depth >= 9
914         && !ttMove)
915         depth--;
916
917 moves_loop: // When in check, search starts here
918
919     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
920
921     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
922     probCutBeta = beta + 409;
923     if (   ss->inCheck
924         && !PvNode
925         && depth >= 4
926         && ttCapture
927         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
928         && tte->depth() >= depth - 3
929         && ttValue >= probCutBeta
930         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
931         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
932        )
933         return probCutBeta;
934
935
936     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
937                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
938                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
939
940     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
941
942     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
943                                       &thisThread->lowPlyHistory,
944                                       &captureHistory,
945                                       contHist,
946                                       countermove,
947                                       ss->killers,
948                                       ss->ply);
949
950     value = bestValue;
951     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
952     bool doubleExtension = false;
953
954     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
955     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
956     bool likelyFailLow =    PvNode
957                          && ttMove
958                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
959                          && tte->depth() >= depth;
960
961     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
962     // or a beta cutoff occurs.
963     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
964     {
965       assert(is_ok(move));
966
967       if (move == excludedMove)
968           continue;
969
970       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
971       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
972       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
973       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
974       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
975                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
976           continue;
977
978       // Check for legality
979       if (!rootNode && !pos.legal(move))
980           continue;
981
982       ss->moveCount = ++moveCount;
983
984       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
985           sync_cout << "info depth " << depth
986                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
987                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
988       if (PvNode)
989           (ss+1)->pv = nullptr;
990
991       extension = 0;
992       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
993       movedPiece = pos.moved_piece(move);
994       givesCheck = pos.gives_check(move);
995
996       // Calculate new depth for this move
997       newDepth = depth - 1;
998
999       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1000       if (  !rootNode
1001           && pos.non_pawn_material(us)
1002           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1003       {
1004           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1005           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1006
1007           // Reduced depth of the next LMR search
1008           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1009
1010           if (   captureOrPromotion
1011               || givesCheck)
1012           {
1013               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1014               if (   !givesCheck
1015                   && lmrDepth < 1
1016                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1017                   continue;
1018
1019               // SEE based pruning
1020               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1021                   continue;
1022           }
1023           else
1024           {
1025               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
1026               if (lmrDepth < 5
1027                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1028                   + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                   + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] < -3000 * depth + 3000)
1030                   continue;
1031
1032               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1033               if (   !ss->inCheck
1034                   && lmrDepth < 7
1035                   && ss->staticEval + 172 + 157 * lmrDepth <= alpha)
1036                   continue;
1037
1038               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1039               if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
1040                   continue;
1041           }
1042       }
1043
1044       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1045
1046       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1047       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1048       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1049       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1050       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1051       if (   !rootNode
1052           &&  depth >= 7
1053           &&  move == ttMove
1054           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1055        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1056           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1057           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1058           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1059       {
1060           Value singularBeta = ttValue - 2 * depth;
1061           Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1062
1063           ss->excludedMove = move;
1064           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1065           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1066
1067           if (value < singularBeta)
1068           {
1069               extension = 1;
1070               singularQuietLMR = !ttCapture;
1071
1072               // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions to at most 3
1073               if (   !PvNode
1074                   && value < singularBeta - 93
1075                   && ss->doubleExtensions < 3)
1076               {
1077                   extension = 2;
1078                   doubleExtension = true;
1079               }
1080           }
1081
1082           // Multi-cut pruning
1083           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1084           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1085           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1086           // a soft bound.
1087           else if (singularBeta >= beta)
1088               return singularBeta;
1089
1090           // If the eval of ttMove is greater than beta we try also if there is another
1091           // move that pushes it over beta, if so also produce a cutoff.
1092           else if (ttValue >= beta)
1093           {
1094               ss->excludedMove = move;
1095               value = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, (depth + 3) / 2, cutNode);
1096               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1097
1098               if (value >= beta)
1099                   return beta;
1100           }
1101       }
1102
1103       // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
1104       else if (   (PvNode || cutNode)
1105                && captureOrPromotion
1106                && moveCount != 1)
1107           extension = 1;
1108
1109       // Check extensions
1110       else if (   givesCheck
1111                && depth > 6
1112                && abs(ss->staticEval) > Value(100))
1113           extension = 1;
1114
1115       // Add extension to new depth
1116       newDepth += extension;
1117       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1118
1119       // Speculative prefetch as early as possible
1120       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1121
1122       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1123       ss->currentMove = move;
1124       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1125                                                                 [captureOrPromotion]
1126                                                                 [movedPiece]
1127                                                                 [to_sq(move)];
1128
1129       // Step 15. Make the move
1130       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1131
1132       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1133       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1134       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1135       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1136       if (    depth >= 3
1137           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1138           && (  !captureOrPromotion
1139               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)
1140               || !ss->ttPv)
1141           && (!PvNode || ss->ply > 1 || thisThread->id() % 4 != 3))
1142       {
1143           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1144
1145           if (PvNode)
1146               r--;
1147
1148           // Decrease reduction if the ttHit running average is large (~0 Elo)
1149           if (thisThread->ttHitAverage > 537 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1150               r--;
1151
1152           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1153           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1154           if (   ss->ttPv
1155               && !likelyFailLow)
1156               r -= 2;
1157
1158           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1159           if (   (rootNode || !PvNode)
1160               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1161               r++;
1162
1163           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1164           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1165               r--;
1166
1167           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1168           if (singularQuietLMR)
1169               r--;
1170
1171           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1172           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1173               r += 2;
1174
1175           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1176           if (ttCapture)
1177               r++;
1178
1179           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1180                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1181                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1182                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1183                          - 4923;
1184
1185           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1186           r -= ss->statScore / 14721;
1187
1188           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if
1189           // reductions are really negative and movecount is low, we allow this move
1190           // to be searched deeper than the first move in specific cases.
1191           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && (moveCount <= 5 || (depth > 6 && PvNode)) && !doubleExtension));
1192
1193           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1194
1195           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1196           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1197           didLMR = true;
1198       }
1199       else
1200       {
1201           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1202           didLMR = false;
1203       }
1204
1205       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1206       if (doFullDepthSearch)
1207       {
1208           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1209
1210           // If the move passed LMR update its stats
1211           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1212           {
1213               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1214                                         : -stat_bonus(newDepth);
1215
1216               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1217           }
1218       }
1219
1220       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1221       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1222       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1223       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1224       {
1225           (ss+1)->pv = pv;
1226           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1227
1228           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1229                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1230       }
1231
1232       // Step 18. Undo move
1233       pos.undo_move(move);
1234
1235       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1236
1237       // Step 19. Check for a new best move
1238       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1239       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1240       // updating best move, PV and TT.
1241       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1242           return VALUE_ZERO;
1243
1244       if (rootNode)
1245       {
1246           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1247                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1248
1249           // PV move or new best move?
1250           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1251           {
1252               rm.score = value;
1253               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1254               rm.pv.resize(1);
1255
1256               assert((ss+1)->pv);
1257
1258               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1259                   rm.pv.push_back(*m);
1260
1261               // We record how often the best move has been changed in each
1262               // iteration. This information is used for time management and LMR
1263               if (moveCount > 1)
1264                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1265           }
1266           else
1267               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1268               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1269               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1270               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1271       }
1272
1273       if (value > bestValue)
1274       {
1275           bestValue = value;
1276
1277           if (value > alpha)
1278           {
1279               bestMove = move;
1280
1281               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1282                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1283
1284               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1285                   alpha = value;
1286               else
1287               {
1288                   assert(value >= beta); // Fail high
1289                   break;
1290               }
1291           }
1292       }
1293
1294       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1295       if (move != bestMove)
1296       {
1297           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1298               capturesSearched[captureCount++] = move;
1299
1300           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1301               quietsSearched[quietCount++] = move;
1302       }
1303     }
1304
1305     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1306     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1307     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1308     /*
1309        if (Threads.stop)
1310         return VALUE_DRAW;
1311     */
1312
1313     // Step 20. Check for mate and stalemate
1314     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1315     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1316     // return a fail low score.
1317
1318     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1319
1320     if (!moveCount)
1321         bestValue = excludedMove ? alpha :
1322                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1323                                  : VALUE_DRAW;
1324
1325     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1326     else if (bestMove)
1327         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1328                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1329
1330     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1331     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1332              && !priorCapture)
1333         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + (PvNode || cutNode)));
1334
1335     if (PvNode)
1336         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1337
1338     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1339     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1340     if (bestValue <= alpha)
1341         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1342     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1343     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1344     else if (depth > 3)
1345         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1346
1347     // Write gathered information in transposition table
1348     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1349         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1350                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1351                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1352                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1353
1354     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1355
1356     return bestValue;
1357   }
1358
1359
1360   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1361   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1362   template <NodeType nodeType>
1363   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1364
1365     static_assert(nodeType != Root);
1366     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1367
1368     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1369     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1370     assert(depth <= 0);
1371
1372     Move pv[MAX_PLY+1];
1373     StateInfo st;
1374     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1375
1376     TTEntry* tte;
1377     Key posKey;
1378     Move ttMove, move, bestMove;
1379     Depth ttDepth;
1380     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1381     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1382     int moveCount;
1383
1384     if (PvNode)
1385     {
1386         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1387         (ss+1)->pv = pv;
1388         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1389     }
1390
1391     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1392     bestMove = MOVE_NONE;
1393     ss->inCheck = pos.checkers();
1394     moveCount = 0;
1395
1396     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1397     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1398         || ss->ply >= MAX_PLY)
1399         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1400
1401     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1402
1403     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1404     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1405     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1406     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1407                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1408     // Transposition table lookup
1409     posKey = pos.key();
1410     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1411     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1412     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1413     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1414
1415     if (  !PvNode
1416         && ss->ttHit
1417         && tte->depth() >= ttDepth
1418         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1419         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1420                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1421         return ttValue;
1422
1423     // Evaluate the position statically
1424     if (ss->inCheck)
1425     {
1426         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1427         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1428     }
1429     else
1430     {
1431         if (ss->ttHit)
1432         {
1433             // Never assume anything about values stored in TT
1434             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1435                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1436
1437             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1438             if (    ttValue != VALUE_NONE
1439                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1440                 bestValue = ttValue;
1441         }
1442         else
1443             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1444             // and addition of two tempos
1445             ss->staticEval = bestValue =
1446             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1447                                              : -(ss-1)->staticEval;
1448
1449         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1450         if (bestValue >= beta)
1451         {
1452             // Save gathered info in transposition table
1453             if (!ss->ttHit)
1454                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1455                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1456
1457             return bestValue;
1458         }
1459
1460         if (PvNode && bestValue > alpha)
1461             alpha = bestValue;
1462
1463         futilityBase = bestValue + 155;
1464     }
1465
1466     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1467                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1468                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1469
1470     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1471     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1472     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1473     // will be generated.
1474     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1475                                       &thisThread->captureHistory,
1476                                       contHist,
1477                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1478
1479     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1480     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1481     {
1482       assert(is_ok(move));
1483
1484       // Check for legality
1485       if (!pos.legal(move))
1486           continue;
1487
1488       givesCheck = pos.gives_check(move);
1489       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1490
1491       moveCount++;
1492
1493       // Futility pruning and moveCount pruning
1494       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1495           && !givesCheck
1496           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1497           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1498       {
1499
1500           if (moveCount > 2)
1501               continue;
1502
1503           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1504
1505           if (futilityValue <= alpha)
1506           {
1507               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1508               continue;
1509           }
1510
1511           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1512           {
1513               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1514               continue;
1515           }
1516       }
1517
1518       // Do not search moves with negative SEE values
1519       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1520           && !pos.see_ge(move))
1521           continue;
1522
1523       // Speculative prefetch as early as possible
1524       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1525
1526       ss->currentMove = move;
1527       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1528                                                                 [captureOrPromotion]
1529                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1530                                                                 [to_sq(move)];
1531
1532       // Continuation history based pruning
1533       if (  !captureOrPromotion
1534           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1535           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1536           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1537           continue;
1538
1539       // Make and search the move
1540       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1541       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1542       pos.undo_move(move);
1543
1544       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1545
1546       // Check for a new best move
1547       if (value > bestValue)
1548       {
1549           bestValue = value;
1550
1551           if (value > alpha)
1552           {
1553               bestMove = move;
1554
1555               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1556                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1557
1558               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1559                   alpha = value;
1560               else
1561                   break; // Fail high
1562           }
1563        }
1564     }
1565
1566     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1567     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1568     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1569     {
1570         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1571
1572         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1573     }
1574
1575     // Save gathered info in transposition table
1576     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1577               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1578               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1579               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1580
1581     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1582
1583     return bestValue;
1584   }
1585
1586
1587   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1588   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1589   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1590
1591   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1592
1593     assert(v != VALUE_NONE);
1594
1595     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1596           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1597   }
1598
1599
1600   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1601   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1602   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1603   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1604   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1605
1606   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1607
1608     if (v == VALUE_NONE)
1609         return VALUE_NONE;
1610
1611     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1612     {
1613         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1614             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1615
1616         return v - ply;
1617     }
1618
1619     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1620     {
1621         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1622             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1623
1624         return v + ply;
1625     }
1626
1627     return v;
1628   }
1629
1630
1631   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1632
1633   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1634
1635     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1636         *pv++ = *childPv++;
1637     *pv = MOVE_NONE;
1638   }
1639
1640
1641   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1642
1643   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1644                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1645
1646     int bonus1, bonus2;
1647     Color us = pos.side_to_move();
1648     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1649     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1650     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1651     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1652
1653     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1654     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1                                 // larger bonus
1655                                             : std::min(bonus1, stat_bonus(depth));   // smaller bonus
1656
1657     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1658     {
1659         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1660         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1661
1662         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1663         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1664         {
1665             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1666             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1667         }
1668     }
1669     else
1670         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1671         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1672
1673     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1674     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1675     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1676         && !pos.captured_piece())
1677             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1678
1679     // Decrease stats for all non-best capture moves
1680     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1681     {
1682         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1683         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1684         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1685     }
1686   }
1687
1688
1689   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1690   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1691
1692   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1693
1694     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1695     {
1696         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1697         if (ss->inCheck && i > 2)
1698             break;
1699         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1700             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1701     }
1702   }
1703
1704
1705   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1706
1707   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1708
1709     // Update killers
1710     if (ss->killers[0] != move)
1711     {
1712         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1713         ss->killers[0] = move;
1714     }
1715
1716     Color us = pos.side_to_move();
1717     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1718     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1719     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1720
1721     // Penalty for reversed move in case of moved piece not being a pawn
1722     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1723         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1724
1725     // Update countermove history
1726     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1727     {
1728         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1729         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1730     }
1731
1732     // Update low ply history
1733     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1734         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1735   }
1736
1737   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1738   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1739
1740   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1741
1742     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1743     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1744
1745     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1746     Value topScore = rootMoves[0].score;
1747     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1748     int weakness = 120 - 2 * level;
1749     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1750
1751     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1752     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1753     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1754     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1755     {
1756         // This is our magic formula
1757         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1758                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1759
1760         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1761         {
1762             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1763             best = rootMoves[i].pv[0];
1764         }
1765     }
1766
1767     return best;
1768   }
1769
1770 } // namespace
1771
1772
1773 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1774 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1775
1776 void MainThread::check_time() {
1777
1778   if (--callsCnt > 0)
1779       return;
1780
1781   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1782   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1783
1784   static TimePoint lastInfoTime = now();
1785
1786   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1787   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1788
1789   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1790   {
1791       lastInfoTime = tick;
1792       dbg_print();
1793   }
1794
1795   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1796   if (ponder)
1797       return;
1798
1799   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1800       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1801       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1802       Threads.stop = true;
1803 }
1804
1805
1806 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1807 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1808
1809 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1810
1811   std::stringstream ss;
1812   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1813   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1814   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1815   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1816   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1817   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1818
1819   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1820   {
1821       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1822
1823       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1824           continue;
1825
1826       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1827       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1828
1829       if (v == -VALUE_INFINITE)
1830           v = VALUE_ZERO;
1831
1832       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1833       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1834
1835       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1836           ss << "\n";
1837
1838       ss << "info"
1839          << " depth "    << d
1840          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1841          << " multipv "  << i + 1
1842          << " score "    << UCI::value(v);
1843
1844       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1845           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1846
1847       if (!tb && i == pvIdx)
1848           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1849
1850       ss << " nodes "    << nodesSearched
1851          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1852
1853       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1854           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1855
1856       ss << " tbhits "   << tbHits
1857          << " time "     << elapsed
1858          << " pv";
1859
1860       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1861           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1862   }
1863
1864   return ss.str();
1865 }
1866
1867
1868 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1869 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1870 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1871 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1872
1873 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1874
1875     StateInfo st;
1876     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1877
1878     bool ttHit;
1879
1880     assert(pv.size() == 1);
1881
1882     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1883         return false;
1884
1885     pos.do_move(pv[0], st);
1886     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1887
1888     if (ttHit)
1889     {
1890         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1891         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1892             pv.push_back(m);
1893     }
1894
1895     pos.undo_move(pv[0]);
1896     return pv.size() > 1;
1897 }
1898
1899 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1900
1901     RootInTB = false;
1902     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1903     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1904     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1905     bool dtz_available = true;
1906
1907     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1908     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1909     if (Cardinality > MaxCardinality)
1910     {
1911         Cardinality = MaxCardinality;
1912         ProbeDepth = 0;
1913     }
1914
1915     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1916     {
1917         // Rank moves using DTZ tables
1918         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1919
1920         if (!RootInTB)
1921         {
1922             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1923             dtz_available = false;
1924             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1925         }
1926     }
1927
1928     if (RootInTB)
1929     {
1930         // Sort moves according to TB rank
1931         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1932                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1933
1934         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1935         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1936             Cardinality = 0;
1937     }
1938     else
1939     {
1940         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1941         for (auto& m : rootMoves)
1942             m.tbRank = 0;
1943     }
1944 }
1945
1946 } // namespace Stockfish