]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Remove coordination between searching threads
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV };
63
64   constexpr uint64_t TtHitAverageWindow     = 4096;
65   constexpr uint64_t TtHitAverageResolution = 1024;
66
67   // Futility margin
68   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
69     return Value(234 * (d - improving));
70   }
71
72   // Reductions lookup table, initialized at startup
73   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
74
75   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
76     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
77     return (r + 503) / 1024 + (!i && r > 915);
78   }
79
80   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
81     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
82   }
83
84   // History and stats update bonus, based on depth
85   int stat_bonus(Depth d) {
86     return d > 14 ? 66 : 6 * d * d + 231 * d - 206;
87   }
88
89   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
90   Value value_draw(Thread* thisThread) {
91     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
92   }
93
94   // Skill structure is used to implement strength limit
95   struct Skill {
96     explicit Skill(int l) : level(l) {}
97     bool enabled() const { return level < 20; }
98     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
99     Move pick_best(size_t multiPV);
100
101     int level;
102     Move best = MOVE_NONE;
103   };
104
105   template <NodeType NT>
106   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
107
108   template <NodeType NT>
109   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
110
111   Value value_to_tt(Value v, int ply);
112   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
113   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
114   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
115   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth);
116   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
117                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
118
119   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
120   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
121   template<bool Root>
122   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
123
124     StateInfo st;
125     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
126
127     uint64_t cnt, nodes = 0;
128     const bool leaf = (depth == 2);
129
130     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
131     {
132         if (Root && depth <= 1)
133             cnt = 1, nodes++;
134         else
135         {
136             pos.do_move(m, st);
137             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
138             nodes += cnt;
139             pos.undo_move(m);
140         }
141         if (Root)
142             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
143     }
144     return nodes;
145   }
146
147 } // namespace
148
149
150 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
151
152 void Search::init() {
153
154   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
155       Reductions[i] = int((21.3 + 2 * std::log(Threads.size())) * std::log(i + 0.25 * std::log(i)));
156 }
157
158
159 /// Search::clear() resets search state to its initial value
160
161 void Search::clear() {
162
163   Threads.main()->wait_for_search_finished();
164
165   Time.availableNodes = 0;
166   TT.clear();
167   Threads.clear();
168   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
169 }
170
171
172 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
173 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
174
175 void MainThread::search() {
176
177   if (Limits.perft)
178   {
179       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
180       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
181       return;
182   }
183
184   Color us = rootPos.side_to_move();
185   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
186   TT.new_search();
187
188   Eval::NNUE::verify();
189
190   if (rootMoves.empty())
191   {
192       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
193       sync_cout << "info depth 0 score "
194                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
195                 << sync_endl;
196   }
197   else
198   {
199       Threads.start_searching(); // start non-main threads
200       Thread::search();          // main thread start searching
201   }
202
203   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
204   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
205   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
206   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
207   // until the GUI sends one of those commands.
208
209   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
210   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
211
212   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
213   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
214   Threads.stop = true;
215
216   // Wait until all threads have finished
217   Threads.wait_for_search_finished();
218
219   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
220   // the available ones before exiting.
221   if (Limits.npmsec)
222       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
223
224   Thread* bestThread = this;
225
226   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
227       && !Limits.depth
228       && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || int(Options["UCI_LimitStrength"]))
229       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
230       bestThread = Threads.get_best_thread();
231
232   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
233
234   // Send again PV info if we have a new best thread
235   if (bestThread != this)
236       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
237
238   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
239
240   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
241       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
242
243   std::cout << sync_endl;
244 }
245
246
247 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
248 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
249 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
250
251 void Thread::search() {
252
253   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
254   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
255   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
256   // The latter is needed for statScores and killer initialization.
257   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
258   Move  pv[MAX_PLY+1];
259   Value bestValue, alpha, beta, delta;
260   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
261   Depth lastBestMoveDepth = 0;
262   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
263   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
264   Color us = rootPos.side_to_move();
265   int iterIdx = 0;
266
267   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
268   for (int i = 7; i > 0; i--)
269       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
270
271   ss->pv = pv;
272
273   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
274   beta = VALUE_INFINITE;
275
276   if (mainThread)
277   {
278       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
279           for (int i = 0; i < 4; ++i)
280               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
281       else
282           for (int i = 0; i < 4; ++i)
283               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
284   }
285
286   std::copy(&lowPlyHistory[2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, &lowPlyHistory[0][0]);
287   std::fill(&lowPlyHistory[MAX_LPH - 2][0], &lowPlyHistory.back().back() + 1, 0);
288
289   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
290
291   // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
292   // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
293   // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
294   // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
295   // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
296   PRNG rng(now());
297   double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
298                       std::clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
299                         double(Options["Skill Level"]);
300   int intLevel = int(floatLevel) +
301                  ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
302   Skill skill(intLevel);
303
304   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
305   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
306   if (skill.enabled())
307       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
308
309   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
310   ttHitAverage = TtHitAverageWindow * TtHitAverageResolution / 2;
311
312   int ct = int(Options["Contempt"]) * PawnValueEg / 100; // From centipawns
313
314   // In analysis mode, adjust contempt in accordance with user preference
315   if (Limits.infinite || Options["UCI_AnalyseMode"])
316       ct =  Options["Analysis Contempt"] == "Off"  ? 0
317           : Options["Analysis Contempt"] == "Both" ? ct
318           : Options["Analysis Contempt"] == "White" && us == BLACK ? -ct
319           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
320           : ct;
321
322   // Evaluation score is from the white point of view
323   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
324                           : -make_score(ct, ct / 2));
325
326   int searchAgainCounter = 0;
327
328   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
329   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
330          && !Threads.stop
331          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
332   {
333       // Age out PV variability metric
334       if (mainThread)
335           totBestMoveChanges /= 2;
336
337       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
338       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
339       for (RootMove& rm : rootMoves)
340           rm.previousScore = rm.score;
341
342       size_t pvFirst = 0;
343       pvLast = 0;
344
345       if (!Threads.increaseDepth)
346          searchAgainCounter++;
347
348       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
349       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
350       {
351           if (pvIdx == pvLast)
352           {
353               pvFirst = pvLast;
354               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
355                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
356                       break;
357           }
358
359           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
360           selDepth = 0;
361
362           // Reset aspiration window starting size
363           if (rootDepth >= 4)
364           {
365               Value prev = rootMoves[pvIdx].previousScore;
366               delta = Value(17);
367               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
368               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
369
370               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
371               int dct = ct + (113 - ct / 2) * prev / (abs(prev) + 147);
372
373               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
374                                       : -make_score(dct, dct / 2));
375           }
376
377           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
378           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
379           // high/low anymore.
380           failedHighCnt = 0;
381           while (true)
382           {
383               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
384               bestValue = Stockfish::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
385
386               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
387               // is done with a stable algorithm because all the values but the
388               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
389               // and we want to keep the same order for all the moves except the
390               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
391               // search the already searched PV lines are preserved.
392               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
393
394               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
395               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
396               // the previous iteration.
397               if (Threads.stop)
398                   break;
399
400               // When failing high/low give some update (without cluttering
401               // the UI) before a re-search.
402               if (   mainThread
403                   && multiPV == 1
404                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
405                   && Time.elapsed() > 3000)
406                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
407
408               // In case of failing low/high increase aspiration window and
409               // re-search, otherwise exit the loop.
410               if (bestValue <= alpha)
411               {
412                   beta = (alpha + beta) / 2;
413                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
414
415                   failedHighCnt = 0;
416                   if (mainThread)
417                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
418               }
419               else if (bestValue >= beta)
420               {
421                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
422                   ++failedHighCnt;
423               }
424               else
425                   break;
426
427               delta += delta / 4 + 5;
428
429               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
430           }
431
432           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
433           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
434
435           if (    mainThread
436               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
437               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
438       }
439
440       if (!Threads.stop)
441           completedDepth = rootDepth;
442
443       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
444          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
445          lastBestMoveDepth = rootDepth;
446       }
447
448       // Have we found a "mate in x"?
449       if (   Limits.mate
450           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
451           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
452           Threads.stop = true;
453
454       if (!mainThread)
455           continue;
456
457       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
458       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
459           skill.pick_best(multiPV);
460
461       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
462       if (    Limits.use_time_management()
463           && !Threads.stop
464           && !mainThread->stopOnPonderhit)
465       {
466           double fallingEval = (318 + 6 * (mainThread->bestPreviousScore - bestValue)
467                                     + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 825.0;
468           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
469
470           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
471           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.92 : 0.95;
472           double reduction = (1.47 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.32 * timeReduction);
473
474           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
475           for (Thread* th : Threads)
476           {
477               totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
478               th->bestMoveChanges = 0;
479           }
480           double bestMoveInstability = 1 + 2 * totBestMoveChanges / Threads.size();
481
482           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
483
484           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
485           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
486           if (rootMoves.size() == 1)
487               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
488
489           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
490           if (Time.elapsed() > totalTime)
491           {
492               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
493               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
494               if (mainThread->ponder)
495                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
496               else
497                   Threads.stop = true;
498           }
499           else if (   Threads.increaseDepth
500                    && !mainThread->ponder
501                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.58)
502                    Threads.increaseDepth = false;
503           else
504                    Threads.increaseDepth = true;
505       }
506
507       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
508       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
509   }
510
511   if (!mainThread)
512       return;
513
514   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
515
516   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
517   if (skill.enabled())
518       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
519                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
520 }
521
522
523 namespace {
524
525   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
526
527   template <NodeType NT>
528   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
529
530     constexpr bool PvNode = NT == PV;
531     const bool rootNode = PvNode && ss->ply == 0;
532     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
533
534     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
535     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
536     if (   pos.rule50_count() >= 3
537         && alpha < VALUE_DRAW
538         && !rootNode
539         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
540     {
541         alpha = value_draw(pos.this_thread());
542         if (alpha >= beta)
543             return alpha;
544     }
545
546     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
547     if (depth <= 0)
548         return qsearch<NT>(pos, ss, alpha, beta);
549
550     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
551     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
552     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
553     assert(!(PvNode && cutNode));
554
555     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
556     StateInfo st;
557     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
558
559     TTEntry* tte;
560     Key posKey;
561     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
562     Depth extension, newDepth;
563     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
564     bool formerPv, givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
565     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning,
566          ttCapture, singularQuietLMR;
567     Piece movedPiece;
568     int moveCount, captureCount, quietCount;
569
570     // Step 1. Initialize node
571     Thread* thisThread = pos.this_thread();
572     ss->inCheck        = pos.checkers();
573     priorCapture       = pos.captured_piece();
574     Color us           = pos.side_to_move();
575     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
576     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
577     maxValue           = VALUE_INFINITE;
578
579     // Check for the available remaining time
580     if (thisThread == Threads.main())
581         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
582
583     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
584     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
585         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
586
587     if (!rootNode)
588     {
589         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
590         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
591             || pos.is_draw(ss->ply)
592             || ss->ply >= MAX_PLY)
593             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
594                                                         : value_draw(pos.this_thread());
595
596         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
597         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
598         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
599         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
600         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
601         // mate. In this case return a fail-high score.
602         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
603         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
604         if (alpha >= beta)
605             return alpha;
606     }
607
608     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
609
610     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
611     (ss+1)->ttPv = false;
612     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
613     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
614     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
615
616     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
617     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
618     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
619     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
620     // LMR which are based on the statScore of parent position.
621     if (!rootNode)
622         (ss+2)->statScore = 0;
623
624     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
625     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
626     // position key in case of an excluded move.
627     excludedMove = ss->excludedMove;
628     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
629     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
630     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
631     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
632             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
633     if (!excludedMove)
634         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
635     formerPv = ss->ttPv && !PvNode;
636
637     // Update low ply history for previous move if we are near root and position is or has been in PV
638     if (   ss->ttPv
639         && depth > 12
640         && ss->ply - 1 < MAX_LPH
641         && !priorCapture
642         && is_ok((ss-1)->currentMove))
643         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply - 1][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth - 5);
644
645     // thisThread->ttHitAverage can be used to approximate the running average of ttHit
646     thisThread->ttHitAverage =   (TtHitAverageWindow - 1) * thisThread->ttHitAverage / TtHitAverageWindow
647                                 + TtHitAverageResolution * ss->ttHit;
648
649     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
650     if (  !PvNode
651         && ss->ttHit
652         && tte->depth() >= depth
653         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
654         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
655                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
656     {
657         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit
658         if (ttMove)
659         {
660             if (ttValue >= beta)
661             {
662                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high
663                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
664                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth), depth);
665
666                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
667                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
668                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
669             }
670             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
671             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
672             {
673                 int penalty = -stat_bonus(depth);
674                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
675                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
676             }
677         }
678
679         // Partial workaround for the graph history interaction problem
680         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
681         if (pos.rule50_count() < 90)
682             return ttValue;
683     }
684
685     // Step 5. Tablebases probe
686     if (!rootNode && TB::Cardinality)
687     {
688         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
689
690         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
691             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
692             &&  pos.rule50_count() == 0
693             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
694         {
695             TB::ProbeState err;
696             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
697
698             // Force check of time on the next occasion
699             if (thisThread == Threads.main())
700                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
701
702             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
703             {
704                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
705
706                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
707
708                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
709                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
710                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
711                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
712
713                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
714                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
715
716                 if (    b == BOUND_EXACT
717                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
718                 {
719                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
720                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
721                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
722
723                     return value;
724                 }
725
726                 if (PvNode)
727                 {
728                     if (b == BOUND_LOWER)
729                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
730                     else
731                         maxValue = value;
732                 }
733             }
734         }
735     }
736
737     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
738
739     // Step 6. Static evaluation of the position
740     if (ss->inCheck)
741     {
742         // Skip early pruning when in check
743         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
744         improving = false;
745         goto moves_loop;
746     }
747     else if (ss->ttHit)
748     {
749         // Never assume anything about values stored in TT
750         ss->staticEval = eval = tte->eval();
751         if (eval == VALUE_NONE)
752             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
753
754         // Randomize draw evaluation
755         if (eval == VALUE_DRAW)
756             eval = value_draw(thisThread);
757
758         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
759         if (    ttValue != VALUE_NONE
760             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
761             eval = ttValue;
762     }
763     else
764     {
765         // In case of null move search use previous static eval with a different sign
766         // and addition of two tempos
767         if ((ss-1)->currentMove != MOVE_NULL)
768             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
769         else
770             ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
771
772         // Save static evaluation into transposition table
773         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
774     }
775
776     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering
777     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
778     {
779         int bonus = std::clamp(-depth * 4 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval - 2 * Tempo), -1000, 1000);
780         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
781     }
782
783     // Set up improving flag that is used in various pruning heuristics
784     // We define position as improving if static evaluation of position is better
785     // Than the previous static evaluation at our turn
786     // In case of us being in check at our previous move we look at move prior to it
787     improving =  (ss-2)->staticEval == VALUE_NONE
788                ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE
789                : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
790
791     // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo)
792     if (   !PvNode
793         &&  depth < 9
794         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
795         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
796         return eval;
797
798     // Step 8. Null move search with verification search (~40 Elo)
799     if (   !PvNode
800         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
801         && (ss-1)->statScore < 24185
802         &&  eval >= beta
803         &&  eval >= ss->staticEval
804         &&  ss->staticEval >= beta - 24 * depth - 34 * improving + 162 * ss->ttPv + 159
805         && !excludedMove
806         &&  pos.non_pawn_material(us)
807         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
808     {
809         assert(eval - beta >= 0);
810
811         // Null move dynamic reduction based on depth and value
812         Depth R = (1062 + 68 * depth) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 190, 3);
813
814         ss->currentMove = MOVE_NULL;
815         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
816
817         pos.do_null_move(st);
818
819         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
820
821         pos.undo_null_move();
822
823         if (nullValue >= beta)
824         {
825             // Do not return unproven mate or TB scores
826             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
827                 nullValue = beta;
828
829             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
830                 return nullValue;
831
832             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
833
834             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
835             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
836             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
837             thisThread->nmpColor = us;
838
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
840
841             thisThread->nmpMinPly = 0;
842
843             if (v >= beta)
844                 return nullValue;
845         }
846     }
847
848     probCutBeta = beta + 209 - 44 * improving;
849
850     // Step 9. ProbCut (~10 Elo)
851     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
852     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
853     if (   !PvNode
854         &&  depth > 4
855         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
856         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
857         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
858         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
859         // so effective depth is equal to depth - 3
860         && !(   ss->ttHit
861              && tte->depth() >= depth - 3
862              && ttValue != VALUE_NONE
863              && ttValue < probCutBeta))
864     {
865         // if ttMove is a capture and value from transposition table is good enough produce probCut
866         // cutoff without digging into actual probCut search
867         if (   ss->ttHit
868             && tte->depth() >= depth - 3
869             && ttValue != VALUE_NONE
870             && ttValue >= probCutBeta
871             && ttMove
872             && pos.capture_or_promotion(ttMove))
873             return probCutBeta;
874
875         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
876
877         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
878         int probCutCount = 0;
879         bool ttPv = ss->ttPv;
880         ss->ttPv = false;
881
882         while (   (move = mp.next_move()) != MOVE_NONE
883                && probCutCount < 2 + 2 * cutNode)
884             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
885             {
886                 assert(pos.capture_or_promotion(move));
887                 assert(depth >= 5);
888
889                 captureOrPromotion = true;
890                 probCutCount++;
891
892                 ss->currentMove = move;
893                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
894                                                                           [captureOrPromotion]
895                                                                           [pos.moved_piece(move)]
896                                                                           [to_sq(move)];
897
898                 pos.do_move(move, st);
899
900                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
901                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
902
903                 // If the qsearch held, perform the regular search
904                 if (value >= probCutBeta)
905                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
906
907                 pos.undo_move(move);
908
909                 if (value >= probCutBeta)
910                 {
911                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
912                     if ( !(ss->ttHit
913                        && tte->depth() >= depth - 3
914                        && ttValue != VALUE_NONE))
915                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
916                             BOUND_LOWER,
917                             depth - 3, move, ss->staticEval);
918                     return value;
919                 }
920             }
921          ss->ttPv = ttPv;
922     }
923
924     // Step 10. If the position is not in TT, decrease depth by 2
925     if (   PvNode
926         && depth >= 6
927         && !ttMove)
928         depth -= 2;
929
930 moves_loop: // When in check, search starts from here
931
932     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
933
934     // Step 11. A small Probcut idea, when we are in check
935     probCutBeta = beta + 400;
936     if (   ss->inCheck
937         && !PvNode
938         && depth >= 4
939         && ttCapture
940         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
941         && tte->depth() >= depth - 3
942         && ttValue >= probCutBeta
943         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
944         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
945        )
946         return probCutBeta;
947
948
949     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
950                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
951                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
952
953     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
954
955     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
956                                       &thisThread->lowPlyHistory,
957                                       &captureHistory,
958                                       contHist,
959                                       countermove,
960                                       ss->killers,
961                                       ss->ply);
962
963     value = bestValue;
964     singularQuietLMR = moveCountPruning = false;
965
966     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
967     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
968     bool likelyFailLow =    PvNode
969                          && ttMove
970                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
971                          && tte->depth() >= depth;
972
973     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
974     // or a beta cutoff occurs.
975     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
976     {
977       assert(is_ok(move));
978
979       if (move == excludedMove)
980           continue;
981
982       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
983       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
984       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
985       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
986       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
987                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
988           continue;
989
990       // Check for legality
991       if (!rootNode && !pos.legal(move))
992           continue;
993
994       ss->moveCount = ++moveCount;
995
996       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
997           sync_cout << "info depth " << depth
998                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
999                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
1000       if (PvNode)
1001           (ss+1)->pv = nullptr;
1002
1003       extension = 0;
1004       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1005       movedPiece = pos.moved_piece(move);
1006       givesCheck = pos.gives_check(move);
1007
1008       // Calculate new depth for this move
1009       newDepth = depth - 1;
1010
1011       // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
1012       if (  !rootNode
1013           && pos.non_pawn_material(us)
1014           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1015       {
1016           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
1017           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1018
1019           // Reduced depth of the next LMR search
1020           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount), 0);
1021
1022           if (   captureOrPromotion
1023               || givesCheck)
1024           {
1025               // Capture history based pruning when the move doesn't give check
1026               if (   !givesCheck
1027                   && lmrDepth < 1
1028                   && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] < 0)
1029                   continue;
1030
1031               // SEE based pruning
1032               if (!pos.see_ge(move, Value(-218) * depth)) // (~25 Elo)
1033                   continue;
1034           }
1035           else
1036           {
1037               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
1038               if (   lmrDepth < 4 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
1039                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1040                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1041                   continue;
1042
1043               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
1044               if (   lmrDepth < 7
1045                   && !ss->inCheck
1046                   && ss->staticEval + 174 + 157 * lmrDepth <= alpha
1047                   &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1048                     + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1049                     + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1050                     + (*contHist[5])[movedPiece][to_sq(move)] / 3 < 28255)
1051                   continue;
1052
1053               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
1054               if (!pos.see_ge(move, Value(-(30 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
1055                   continue;
1056           }
1057       }
1058
1059       // Step 14. Extensions (~75 Elo)
1060
1061       // Singular extension search (~70 Elo). If all moves but one fail low on a
1062       // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1063       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1064       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1065       // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1066       if (    depth >= 7
1067           &&  move == ttMove
1068           && !rootNode
1069           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1070        /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1071           &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1072           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1073           &&  tte->depth() >= depth - 3)
1074       {
1075           Value singularBeta = ttValue - ((formerPv + 4) * depth) / 2;
1076           Depth singularDepth = (depth - 1 + 3 * formerPv) / 2;
1077
1078           ss->excludedMove = move;
1079           value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1080           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1081
1082           if (value < singularBeta)
1083           {
1084               extension = 1;
1085               singularQuietLMR = !ttCapture;
1086               if (!PvNode && value < singularBeta - 140)
1087                   extension = 2;
1088           }
1089
1090           // Multi-cut pruning
1091           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1092           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1093           // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1094           // a soft bound.
1095           else if (singularBeta >= beta)
1096               return singularBeta;
1097
1098           // If the eval of ttMove is greater than beta we try also if there is another
1099           // move that pushes it over beta, if so also produce a cutoff.
1100           else if (ttValue >= beta)
1101           {
1102               ss->excludedMove = move;
1103               value = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, (depth + 3) / 2, cutNode);
1104               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1105
1106               if (value >= beta)
1107                   return beta;
1108           }
1109       }
1110
1111       // Add extension to new depth
1112       newDepth += extension;
1113
1114       // Speculative prefetch as early as possible
1115       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1116
1117       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1118       ss->currentMove = move;
1119       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1120                                                                 [captureOrPromotion]
1121                                                                 [movedPiece]
1122                                                                 [to_sq(move)];
1123
1124       // Step 15. Make the move
1125       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1126
1127       // Step 16. Late moves reduction / extension (LMR, ~200 Elo)
1128       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1129       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1130       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1131       if (    depth >= 3
1132           &&  moveCount > 1 + 2 * rootNode
1133           && (  !captureOrPromotion
1134               || moveCountPruning
1135               || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha
1136               || cutNode
1137               || (!PvNode && !formerPv && captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.captured_piece())] < 3678)
1138               || thisThread->ttHitAverage < 432 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1139           && (!PvNode || ss->ply > 1 || thisThread->id() % 4 != 3))
1140       {
1141           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
1142
1143           // Decrease reduction if the ttHit running average is large
1144           if (thisThread->ttHitAverage > 537 * TtHitAverageResolution * TtHitAverageWindow / 1024)
1145               r--;
1146
1147           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1148           // and node is not likely to fail low. (~10 Elo)
1149           if (   ss->ttPv
1150               && !likelyFailLow)
1151               r -= 2;
1152
1153           // Increase reduction at root and non-PV nodes when the best move does not change frequently
1154           if (   (rootNode || !PvNode)
1155               && thisThread->rootDepth > 10
1156               && thisThread->bestMoveChanges <= 2)
1157               r++;
1158
1159           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~5 Elo)
1160           if ((ss-1)->moveCount > 13)
1161               r--;
1162
1163           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1164           if (singularQuietLMR)
1165               r--;
1166
1167           if (captureOrPromotion)
1168           {
1169               // Increase reduction for non-checking captures likely to be bad
1170               if (   !givesCheck
1171                   && ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] + 210 * depth <= alpha)
1172                   r++;
1173           }
1174           else
1175           {
1176               // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1177               if (ttCapture)
1178                   r++;
1179
1180               // Increase reduction at root if failing high
1181               r += rootNode ? thisThread->failedHighCnt * thisThread->failedHighCnt * moveCount / 512 : 0;
1182
1183               // Increase reduction for cut nodes (~10 Elo)
1184               if (cutNode)
1185                   r += 2;
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                              - 4741;
1192
1193               // Decrease/increase reduction by comparing opponent's stat score (~10 Elo)
1194               if (ss->statScore >= -89 && (ss-1)->statScore < -116)
1195                   r--;
1196
1197               else if ((ss-1)->statScore >= -112 && ss->statScore < -100)
1198                   r++;
1199
1200               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1201               // If we are not in check use statScore, but if we are in check we use
1202               // the sum of main history and first continuation history with an offset.
1203               if (ss->inCheck)
1204                   r -= (thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1205                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] - 3833) / 16384;
1206               else
1207                   r -= ss->statScore / 14790;
1208           }
1209
1210           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if
1211           // reductions are really negative and movecount is low, we allow this move
1212           // to be searched deeper than the first move.
1213           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && moveCount <= 5));
1214
1215           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1216
1217           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1218           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1219           didLMR = true;
1220       }
1221       else
1222       {
1223           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1224           didLMR = false;
1225       }
1226
1227       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1228       if (doFullDepthSearch)
1229       {
1230           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1231
1232           // If the move passed LMR update its stats
1233           if (didLMR && !captureOrPromotion)
1234           {
1235               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1236                                         : -stat_bonus(newDepth);
1237
1238               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1239           }
1240       }
1241
1242       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1243       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1244       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1245       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1246       {
1247           (ss+1)->pv = pv;
1248           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1249
1250           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1251                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1252       }
1253
1254       // Step 18. Undo move
1255       pos.undo_move(move);
1256
1257       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1258
1259       // Step 19. Check for a new best move
1260       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1261       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1262       // updating best move, PV and TT.
1263       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1264           return VALUE_ZERO;
1265
1266       if (rootNode)
1267       {
1268           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1269                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1270
1271           // PV move or new best move?
1272           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1273           {
1274               rm.score = value;
1275               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1276               rm.pv.resize(1);
1277
1278               assert((ss+1)->pv);
1279
1280               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1281                   rm.pv.push_back(*m);
1282
1283               // We record how often the best move has been changed in each
1284               // iteration. This information is used for time management and LMR
1285               if (moveCount > 1)
1286                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1287           }
1288           else
1289               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1290               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1291               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1292               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1293       }
1294
1295       if (value > bestValue)
1296       {
1297           bestValue = value;
1298
1299           if (value > alpha)
1300           {
1301               bestMove = move;
1302
1303               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1304                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1305
1306               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1307                   alpha = value;
1308               else
1309               {
1310                   assert(value >= beta); // Fail high
1311                   ss->statScore = 0;
1312                   break;
1313               }
1314           }
1315       }
1316
1317       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1318       if (move != bestMove)
1319       {
1320           if (captureOrPromotion && captureCount < 32)
1321               capturesSearched[captureCount++] = move;
1322
1323           else if (!captureOrPromotion && quietCount < 64)
1324               quietsSearched[quietCount++] = move;
1325       }
1326     }
1327
1328     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1329     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1330     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1331     /*
1332        if (Threads.stop)
1333         return VALUE_DRAW;
1334     */
1335
1336     // Step 20. Check for mate and stalemate
1337     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1338     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1339     // return a fail low score.
1340
1341     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1342
1343     if (!moveCount)
1344         bestValue = excludedMove ? alpha :
1345                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1346                                  : VALUE_DRAW;
1347
1348     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1349     else if (bestMove)
1350         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1351                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1352
1353     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1354     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
1355              && !priorCapture)
1356         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
1357
1358     if (PvNode)
1359         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1360
1361     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1362     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1363     if (bestValue <= alpha)
1364         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1365     // Otherwise, a counter move has been found and if the position is the last leaf
1366     // in the search tree, remove the position from the search tree.
1367     else if (depth > 3)
1368         ss->ttPv = ss->ttPv && (ss+1)->ttPv;
1369
1370     // Write gathered information in transposition table
1371     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1372         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1373                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1374                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1375                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1376
1377     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1378
1379     return bestValue;
1380   }
1381
1382
1383   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1384   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1385   template <NodeType NT>
1386   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1387
1388     constexpr bool PvNode = NT == PV;
1389
1390     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1391     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1392     assert(depth <= 0);
1393
1394     Move pv[MAX_PLY+1];
1395     StateInfo st;
1396     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1397
1398     TTEntry* tte;
1399     Key posKey;
1400     Move ttMove, move, bestMove;
1401     Depth ttDepth;
1402     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
1403     bool pvHit, givesCheck, captureOrPromotion;
1404     int moveCount;
1405
1406     if (PvNode)
1407     {
1408         oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
1409         (ss+1)->pv = pv;
1410         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1411     }
1412
1413     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1414     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
1415     bestMove = MOVE_NONE;
1416     ss->inCheck = pos.checkers();
1417     moveCount = 0;
1418
1419     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1420     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1421         || ss->ply >= MAX_PLY)
1422         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1423
1424     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1425
1426     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1427     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1428     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1429     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1430                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1431     // Transposition table lookup
1432     posKey = pos.key();
1433     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1434     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1435     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1436     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1437
1438     if (  !PvNode
1439         && ss->ttHit
1440         && tte->depth() >= ttDepth
1441         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1442         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1443                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1444         return ttValue;
1445
1446     // Evaluate the position statically
1447     if (ss->inCheck)
1448     {
1449         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1450         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1451     }
1452     else
1453     {
1454         if (ss->ttHit)
1455         {
1456             // Never assume anything about values stored in TT
1457             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1458                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1459
1460             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
1461             if (    ttValue != VALUE_NONE
1462                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1463                 bestValue = ttValue;
1464         }
1465         else
1466             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1467             // and addition of two tempos
1468             ss->staticEval = bestValue =
1469             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1470                                              : -(ss-1)->staticEval + 2 * Tempo;
1471
1472         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1473         if (bestValue >= beta)
1474         {
1475             // Save gathered info in transposition table
1476             if (!ss->ttHit)
1477                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1478                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1479
1480             return bestValue;
1481         }
1482
1483         if (PvNode && bestValue > alpha)
1484             alpha = bestValue;
1485
1486         futilityBase = bestValue + 155;
1487     }
1488
1489     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1490                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1491                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1492
1493     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1494     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1495     // queen and checking knight promotions, and other checks(only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1496     // will be generated.
1497     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1498                                       &thisThread->captureHistory,
1499                                       contHist,
1500                                       to_sq((ss-1)->currentMove));
1501
1502     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1503     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1504     {
1505       assert(is_ok(move));
1506
1507       givesCheck = pos.gives_check(move);
1508       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
1509
1510       moveCount++;
1511
1512       // Futility pruning and moveCount pruning
1513       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1514           && !givesCheck
1515           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1516           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1517       {
1518
1519           if (moveCount > 2)
1520               continue;
1521
1522           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1523
1524           if (futilityValue <= alpha)
1525           {
1526               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1527               continue;
1528           }
1529
1530           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1531           {
1532               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1533               continue;
1534           }
1535       }
1536
1537       // Do not search moves with negative SEE values
1538       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1539           && !pos.see_ge(move))
1540           continue;
1541
1542       // Speculative prefetch as early as possible
1543       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1544
1545       // Check for legality just before making the move
1546       if (!pos.legal(move))
1547       {
1548           moveCount--;
1549           continue;
1550       }
1551
1552       ss->currentMove = move;
1553       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1554                                                                 [captureOrPromotion]
1555                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1556                                                                 [to_sq(move)];
1557
1558       // CounterMove based pruning
1559       if (  !captureOrPromotion
1560           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1561           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1562           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1563           continue;
1564
1565       // Make and search the move
1566       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1567       value = -qsearch<NT>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1568       pos.undo_move(move);
1569
1570       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1571
1572       // Check for a new best move
1573       if (value > bestValue)
1574       {
1575           bestValue = value;
1576
1577           if (value > alpha)
1578           {
1579               bestMove = move;
1580
1581               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1582                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1583
1584               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1585                   alpha = value;
1586               else
1587                   break; // Fail high
1588           }
1589        }
1590     }
1591
1592     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1593     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1594     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1595     {
1596         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1597
1598         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1599     }
1600
1601     // Save gathered info in transposition table
1602     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1603               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1604               PvNode && bestValue > oldAlpha  ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1605               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1606
1607     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1608
1609     return bestValue;
1610   }
1611
1612
1613   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1614   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1615   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1616
1617   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1618
1619     assert(v != VALUE_NONE);
1620
1621     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1622           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1623   }
1624
1625
1626   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1627   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1628   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1629   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1630   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1631
1632   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1633
1634     if (v == VALUE_NONE)
1635         return VALUE_NONE;
1636
1637     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1638     {
1639         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1640             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1641
1642         return v - ply;
1643     }
1644
1645     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1646     {
1647         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1648             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1649
1650         return v + ply;
1651     }
1652
1653     return v;
1654   }
1655
1656
1657   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1658
1659   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1660
1661     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1662         *pv++ = *childPv++;
1663     *pv = MOVE_NONE;
1664   }
1665
1666
1667   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1668
1669   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1670                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1671
1672     int bonus1, bonus2;
1673     Color us = pos.side_to_move();
1674     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1675     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1676     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1677     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1678
1679     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1680     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1                                 // larger bonus
1681                                             : std::min(bonus1, stat_bonus(depth));   // smaller bonus
1682
1683     if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
1684     {
1685         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1686         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2, depth);
1687
1688         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1689         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1690         {
1691             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1692             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1693         }
1694     }
1695     else
1696         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1697         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1698
1699     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1700     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1701     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1702         && !pos.captured_piece())
1703             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1704
1705     // Decrease stats for all non-best capture moves
1706     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1707     {
1708         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1709         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1710         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1711     }
1712   }
1713
1714
1715   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1716   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1717
1718   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1719
1720     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1721     {
1722         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1723         if (ss->inCheck && i > 2)
1724             break;
1725         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1726             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1727     }
1728   }
1729
1730
1731   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1732
1733   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus, int depth) {
1734
1735     // Update killers
1736     if (ss->killers[0] != move)
1737     {
1738         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1739         ss->killers[0] = move;
1740     }
1741
1742     Color us = pos.side_to_move();
1743     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1744     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1745     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1746
1747     // Penalty for reversed move in case of moved piece not being a pawn
1748     if (type_of(pos.moved_piece(move)) != PAWN)
1749         thisThread->mainHistory[us][from_to(reverse_move(move))] << -bonus;
1750
1751     // Update countermove history
1752     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1753     {
1754         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1755         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1756     }
1757
1758     // Update low ply history
1759     if (depth > 11 && ss->ply < MAX_LPH)
1760         thisThread->lowPlyHistory[ss->ply][from_to(move)] << stat_bonus(depth - 7);
1761   }
1762
1763   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1764   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1765
1766   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1767
1768     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1769     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1770
1771     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1772     Value topScore = rootMoves[0].score;
1773     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1774     int weakness = 120 - 2 * level;
1775     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1776
1777     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1778     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1779     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1780     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1781     {
1782         // This is our magic formula
1783         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1784                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
1785
1786         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1787         {
1788             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1789             best = rootMoves[i].pv[0];
1790         }
1791     }
1792
1793     return best;
1794   }
1795
1796 } // namespace
1797
1798
1799 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1800 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1801
1802 void MainThread::check_time() {
1803
1804   if (--callsCnt > 0)
1805       return;
1806
1807   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1808   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1809
1810   static TimePoint lastInfoTime = now();
1811
1812   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1813   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1814
1815   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1816   {
1817       lastInfoTime = tick;
1818       dbg_print();
1819   }
1820
1821   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1822   if (ponder)
1823       return;
1824
1825   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1826       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1827       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1828       Threads.stop = true;
1829 }
1830
1831
1832 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1833 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1834
1835 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1836
1837   std::stringstream ss;
1838   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1839   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1840   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1841   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1842   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1843   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1844
1845   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1846   {
1847       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1848
1849       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1850           continue;
1851
1852       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1853       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1854
1855       if (v == -VALUE_INFINITE)
1856           v = VALUE_ZERO;
1857
1858       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1859       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1860
1861       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1862           ss << "\n";
1863
1864       ss << "info"
1865          << " depth "    << d
1866          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1867          << " multipv "  << i + 1
1868          << " score "    << UCI::value(v);
1869
1870       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1871           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1872
1873       if (!tb && i == pvIdx)
1874           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1875
1876       ss << " nodes "    << nodesSearched
1877          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1878
1879       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1880           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1881
1882       ss << " tbhits "   << tbHits
1883          << " time "     << elapsed
1884          << " pv";
1885
1886       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1887           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1888   }
1889
1890   return ss.str();
1891 }
1892
1893
1894 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1895 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1896 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1897 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1898
1899 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1900
1901     StateInfo st;
1902     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1903
1904     bool ttHit;
1905
1906     assert(pv.size() == 1);
1907
1908     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1909         return false;
1910
1911     pos.do_move(pv[0], st);
1912     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1913
1914     if (ttHit)
1915     {
1916         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1917         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1918             pv.push_back(m);
1919     }
1920
1921     pos.undo_move(pv[0]);
1922     return pv.size() > 1;
1923 }
1924
1925 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1926
1927     RootInTB = false;
1928     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1929     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1930     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1931     bool dtz_available = true;
1932
1933     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1934     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1935     if (Cardinality > MaxCardinality)
1936     {
1937         Cardinality = MaxCardinality;
1938         ProbeDepth = 0;
1939     }
1940
1941     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1942     {
1943         // Rank moves using DTZ tables
1944         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1945
1946         if (!RootInTB)
1947         {
1948             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1949             dtz_available = false;
1950             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1951         }
1952     }
1953
1954     if (RootInTB)
1955     {
1956         // Sort moves according to TB rank
1957         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1958                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1959
1960         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1961         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1962             Cardinality = 0;
1963     }
1964     else
1965     {
1966         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1967         for (auto& m : rootMoves)
1968             m.tbRank = 0;
1969     }
1970 }
1971
1972 } // namespace Stockfish