]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplify futilityBase formula
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include "search.h"
20
21 #include <algorithm>
22 #include <array>
23 #include <atomic>
24 #include <cassert>
25 #include <cmath>
26 #include <cstdlib>
27 #include <cstring>
28 #include <initializer_list>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <string>
32 #include <utility>
33
34 #include "bitboard.h"
35 #include "evaluate.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
40 #include "nnue/nnue_common.h"
41 #include "position.h"
42 #include "syzygy/tbprobe.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "timeman.h"
45 #include "tt.h"
46 #include "uci.h"
47
48 namespace Stockfish {
49
50 namespace Search {
51
52 LimitsType Limits;
53 }
54
55 namespace Tablebases {
56
57 int   Cardinality;
58 bool  RootInTB;
59 bool  UseRule50;
60 Depth ProbeDepth;
61 }
62
63 namespace TB = Tablebases;
64
65 using std::string;
66 using Eval::evaluate;
67 using namespace Search;
68
69 namespace {
70
71 // Different node types, used as a template parameter
72 enum NodeType {
73     NonPV,
74     PV,
75     Root
76 };
77
78 // Futility margin
79 Value futility_margin(Depth d, bool noTtCutNode, bool improving) {
80     return Value((126 - 42 * noTtCutNode) * (d - improving));
81 }
82
83 // Reductions lookup table initialized at startup
84 int Reductions[MAX_MOVES];  // [depth or moveNumber]
85
86 Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
87     int reductionScale = Reductions[d] * Reductions[mn];
88     return (reductionScale + 1560 - int(delta) * 945 / int(rootDelta)) / 1024
89          + (!i && reductionScale > 791);
90 }
91
92 constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
93     return improving ? (3 + depth * depth) : (3 + depth * depth) / 2;
94 }
95
96 // History and stats update bonus, based on depth
97 int stat_bonus(Depth d) { return std::min(334 * d - 531, 1538); }
98
99 // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
100 Value value_draw(const Thread* thisThread) {
101     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
102 }
103
104 // Skill structure is used to implement strength limit. If we have a UCI_Elo,
105 // we convert it to an appropriate skill level, anchored to the Stash engine.
106 // This method is based on a fit of the Elo results for games played between
107 // Stockfish at various skill levels and various versions of the Stash engine.
108 // Skill 0 .. 19 now covers CCRL Blitz Elo from 1320 to 3190, approximately
109 // Reference: https://github.com/vondele/Stockfish/commit/a08b8d4e9711c2
110 struct Skill {
111     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
112         if (uci_elo)
113         {
114             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
115             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
116         }
117         else
118             level = double(skill_level);
119     }
120     bool enabled() const { return level < 20.0; }
121     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
122     Move pick_best(size_t multiPV);
123
124     double level;
125     Move   best = MOVE_NONE;
126 };
127
128 template<NodeType nodeType>
129 Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
130
131 template<NodeType nodeType>
132 Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
133
134 Value value_to_tt(Value v, int ply);
135 Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
136 void  update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
137 void  update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
138 void  update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
139 void  update_all_stats(const Position& pos,
140                        Stack*          ss,
141                        Move            bestMove,
142                        Value           bestValue,
143                        Value           beta,
144                        Square          prevSq,
145                        Move*           quietsSearched,
146                        int             quietCount,
147                        Move*           capturesSearched,
148                        int             captureCount,
149                        Depth           depth);
150
151 // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
152 // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
153 template<bool Root>
154 uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
155
156     StateInfo st;
157     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
158
159     uint64_t   cnt, nodes = 0;
160     const bool leaf = (depth == 2);
161
162     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
163     {
164         if (Root && depth <= 1)
165             cnt = 1, nodes++;
166         else
167         {
168             pos.do_move(m, st);
169             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
170             nodes += cnt;
171             pos.undo_move(m);
172         }
173         if (Root)
174             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
175     }
176     return nodes;
177 }
178
179 }  // namespace
180
181
182 // Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
183
184 void Search::init() {
185
186     for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
187         Reductions[i] = int((20.37 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
188 }
189
190
191 // Search::clear() resets search state to its initial value
192
193 void Search::clear() {
194
195     Threads.main()->wait_for_search_finished();
196
197     Time.availableNodes = 0;
198     TT.clear();
199     Threads.clear();
200     Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]);  // Free mapped files
201 }
202
203
204 // MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
205 // command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
206
207 void MainThread::search() {
208
209     if (Limits.perft)
210     {
211         nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
212         sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
213         return;
214     }
215
216     Color us = rootPos.side_to_move();
217     Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
218     TT.new_search();
219
220     Eval::NNUE::verify();
221
222     if (rootMoves.empty())
223     {
224         rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
225         sync_cout << "info depth 0 score "
226                   << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW) << sync_endl;
227     }
228     else
229     {
230         Threads.start_searching();  // start non-main threads
231         Thread::search();           // main thread start searching
232     }
233
234     // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
235     // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
236     // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
237     // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
238     // until the GUI sends one of those commands.
239
240     while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
241     {}  // Busy wait for a stop or a ponder reset
242
243     // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
244     // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
245     Threads.stop = true;
246
247     // Wait until all threads have finished
248     Threads.wait_for_search_finished();
249
250     // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
251     // the available ones before exiting.
252     if (Limits.npmsec)
253         Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
254
255     Thread* bestThread = this;
256     Skill   skill =
257       Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
258
259     if (int(Options["MultiPV"]) == 1 && !Limits.depth && !skill.enabled()
260         && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
261         bestThread = Threads.get_best_thread();
262
263     bestPreviousScore        = bestThread->rootMoves[0].score;
264     bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
265
266     // Send again PV info if we have a new best thread
267     if (bestThread != this)
268         sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
269
270     sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
271
272     if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1
273         || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
274         std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
275
276     std::cout << sync_endl;
277 }
278
279
280 // Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
281 // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
282 // consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
283
284 void Thread::search() {
285
286     // Allocate stack with extra size to allow access from (ss-7) to (ss+2):
287     // (ss-7) is needed for update_continuation_histories(ss-1) which accesses (ss-6),
288     // (ss+2) is needed for initialization of statScore and killers.
289     Stack       stack[MAX_PLY + 10], *ss = stack + 7;
290     Move        pv[MAX_PLY + 1];
291     Value       alpha, beta, delta;
292     Move        lastBestMove      = MOVE_NONE;
293     Depth       lastBestMoveDepth = 0;
294     MainThread* mainThread        = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
295     double      timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
296     Color       us      = rootPos.side_to_move();
297     int         iterIdx = 0;
298
299     std::memset(ss - 7, 0, 10 * sizeof(Stack));
300     for (int i = 7; i > 0; --i)
301     {
302         (ss - i)->continuationHistory =
303           &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];  // Use as a sentinel
304         (ss - i)->staticEval = VALUE_NONE;
305     }
306
307     for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
308         (ss + i)->ply = i;
309
310     ss->pv = pv;
311
312     bestValue = -VALUE_INFINITE;
313
314     if (mainThread)
315     {
316         if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
317             for (int i = 0; i < 4; ++i)
318                 mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
319         else
320             for (int i = 0; i < 4; ++i)
321                 mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
322     }
323
324     size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
325     Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
326
327     // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
328     // use behind-the-scenes to retrieve a set of possible moves.
329     if (skill.enabled())
330         multiPV = std::max(multiPV, size_t(4));
331
332     multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
333
334     int searchAgainCounter = 0;
335
336     // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
337     while (++rootDepth < MAX_PLY && !Threads.stop
338            && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
339     {
340         // Age out PV variability metric
341         if (mainThread)
342             totBestMoveChanges /= 2;
343
344         // Save the last iteration's scores before the first PV line is searched and
345         // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
346         for (RootMove& rm : rootMoves)
347             rm.previousScore = rm.score;
348
349         size_t pvFirst = 0;
350         pvLast         = 0;
351
352         if (!Threads.increaseDepth)
353             searchAgainCounter++;
354
355         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
356         for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
357         {
358             if (pvIdx == pvLast)
359             {
360                 pvFirst = pvLast;
361                 for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
362                     if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
363                         break;
364             }
365
366             // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
367             selDepth = 0;
368
369             // Reset aspiration window starting size
370             Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
371             delta      = Value(10) + int(prev) * prev / 17470;
372             alpha      = std::max(prev - delta, -VALUE_INFINITE);
373             beta       = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
374
375             // Adjust optimism based on root move's previousScore (~4 Elo)
376             int opt       = 113 * prev / (std::abs(prev) + 109);
377             optimism[us]  = Value(opt);
378             optimism[~us] = -optimism[us];
379
380             // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
381             // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
382             // high/low anymore.
383             int failedHighCnt = 0;
384             while (true)
385             {
386                 // Adjust the effective depth searched, but ensure at least one effective increment for every
387                 // four searchAgain steps (see issue #2717).
388                 Depth adjustedDepth =
389                   std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
390                 bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
391
392                 // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
393                 // is done with a stable algorithm because all the values but the
394                 // first and eventually the new best one is set to -VALUE_INFINITE
395                 // and we want to keep the same order for all the moves except the
396                 // new PV that goes to the front. Note that in the case of MultiPV
397                 // search the already searched PV lines are preserved.
398                 std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
399
400                 // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
401                 // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
402                 // the previous iteration.
403                 if (Threads.stop)
404                     break;
405
406                 // When failing high/low give some update (without cluttering
407                 // the UI) before a re-search.
408                 if (mainThread && multiPV == 1 && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
409                     && Time.elapsed() > 3000)
410                     sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
411
412                 // In case of failing low/high increase aspiration window and
413                 // re-search, otherwise exit the loop.
414                 if (bestValue <= alpha)
415                 {
416                     beta  = (alpha + beta) / 2;
417                     alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
418
419                     failedHighCnt = 0;
420                     if (mainThread)
421                         mainThread->stopOnPonderhit = false;
422                 }
423                 else if (bestValue >= beta)
424                 {
425                     beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
426                     ++failedHighCnt;
427                 }
428                 else
429                     break;
430
431                 delta += delta / 3;
432
433                 assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
434             }
435
436             // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
437             std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
438
439             if (mainThread && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
440                 sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
441         }
442
443         if (!Threads.stop)
444             completedDepth = rootDepth;
445
446         if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
447         {
448             lastBestMove      = rootMoves[0].pv[0];
449             lastBestMoveDepth = rootDepth;
450         }
451
452         // Have we found a "mate in x"?
453         if (Limits.mate && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
454             && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
455             Threads.stop = true;
456
457         if (!mainThread)
458             continue;
459
460         // If the skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
461         if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
462             skill.pick_best(multiPV);
463
464         // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
465         for (Thread* th : Threads)
466         {
467             totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
468             th->bestMoveChanges = 0;
469         }
470
471         // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
472         if (Limits.use_time_management() && !Threads.stop && !mainThread->stopOnPonderhit)
473         {
474             double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
475                                   + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue))
476                                / 619.6;
477             fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
478
479             // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
480             timeReduction    = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
481             double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
482             double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
483
484             double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
485
486             // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience
487             if (rootMoves.size() == 1)
488                 totalTime = std::min(500.0, totalTime);
489
490             // Stop the search if we have exceeded the totalTime
491             if (Time.elapsed() > totalTime)
492             {
493                 // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
494                 // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
495                 if (mainThread->ponder)
496                     mainThread->stopOnPonderhit = true;
497                 else
498                     Threads.stop = true;
499             }
500             else if (!mainThread->ponder && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
501                 Threads.increaseDepth = false;
502             else
503                 Threads.increaseDepth = true;
504         }
505
506         mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
507         iterIdx                        = (iterIdx + 1) & 3;
508     }
509
510     if (!mainThread)
511         return;
512
513     mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
514
515     // If the skill level is enabled, swap the best PV line with the sub-optimal one
516     if (skill.enabled())
517         std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
518                                            skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
519 }
520
521
522 namespace {
523
524 // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
525
526 template<NodeType nodeType>
527 Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
528
529     constexpr bool PvNode   = nodeType != NonPV;
530     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
531
532     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
533     if (depth <= 0)
534         return qsearch < PvNode ? PV : NonPV > (pos, ss, alpha, beta);
535
536     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
537     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
538     if (!rootNode && alpha < VALUE_DRAW && pos.has_game_cycle(ss->ply))
539     {
540         alpha = value_draw(pos.this_thread());
541         if (alpha >= beta)
542             return alpha;
543     }
544
545     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
546     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
547     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
548     assert(!(PvNode && cutNode));
549
550     Move      pv[MAX_PLY + 1], capturesSearched[32], quietsSearched[32];
551     StateInfo st;
552     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
553
554     TTEntry* tte;
555     Key      posKey;
556     Move     ttMove, move, excludedMove, bestMove;
557     Depth    extension, newDepth;
558     Value    bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
559     bool     givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
560     bool     capture, moveCountPruning, ttCapture;
561     Piece    movedPiece;
562     int      moveCount, captureCount, quietCount;
563
564     // Step 1. Initialize node
565     Thread* thisThread = pos.this_thread();
566     ss->inCheck        = pos.checkers();
567     priorCapture       = pos.captured_piece();
568     Color us           = pos.side_to_move();
569     moveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
570     bestValue                                             = -VALUE_INFINITE;
571     maxValue                                              = VALUE_INFINITE;
572
573     // Check for the available remaining time
574     if (thisThread == Threads.main())
575         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
576
577     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
578     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
579         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
580
581     if (!rootNode)
582     {
583         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
584         if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed) || pos.is_draw(ss->ply)
585             || ss->ply >= MAX_PLY)
586             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
587                                                         : value_draw(pos.this_thread());
588
589         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
590         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
591         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
592         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
593         // signs apply also in the opposite condition of being mated instead of giving
594         // mate. In this case, return a fail-high score.
595         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
596         beta  = std::min(mate_in(ss->ply + 1), beta);
597         if (alpha >= beta)
598             return alpha;
599     }
600     else
601         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
602
603     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
604
605     (ss + 1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
606     (ss + 2)->killers[0] = (ss + 2)->killers[1] = MOVE_NONE;
607     (ss + 2)->cutoffCnt                         = 0;
608     ss->doubleExtensions                        = (ss - 1)->doubleExtensions;
609     Square prevSq = is_ok((ss - 1)->currentMove) ? to_sq((ss - 1)->currentMove) : SQ_NONE;
610     ss->statScore = 0;
611
612     // Step 4. Transposition table lookup.
613     excludedMove = ss->excludedMove;
614     posKey       = pos.key();
615     tte          = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
616     ttValue   = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
617     ttMove    = rootNode  ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
618               : ss->ttHit ? tte->move()
619                           : MOVE_NONE;
620     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
621
622     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
623     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
624     if (!excludedMove)
625         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
626
627     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
628     if (!PvNode && !excludedMove && tte->depth() > depth
629         && ttValue != VALUE_NONE  // Possible in case of TT access race or if !ttHit
630         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
631     {
632         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
633         if (ttMove)
634         {
635             if (ttValue >= beta)
636             {
637                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
638                 if (!ttCapture)
639                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
640
641                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
642                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss - 1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
643                     update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq,
644                                                   -stat_bonus(depth + 1));
645             }
646             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
647             else if (!ttCapture)
648             {
649                 int penalty = -stat_bonus(depth);
650                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
651                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
652             }
653         }
654
655         // Partial workaround for the graph history interaction problem
656         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
657         if (pos.rule50_count() < 90)
658             return ttValue;
659     }
660
661     // Step 5. Tablebases probe
662     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
663     {
664         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
665
666         if (piecesCount <= TB::Cardinality
667             && (piecesCount < TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth) && pos.rule50_count() == 0
668             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
669         {
670             TB::ProbeState err;
671             TB::WDLScore   wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
672
673             // Force check of time on the next occasion
674             if (thisThread == Threads.main())
675                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
676
677             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
678             {
679                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
680
681                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
682
683                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
684                 value = wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
685                       : wdl > drawScore  ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
686                                          : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
687
688                 Bound b = wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
689                         : wdl > drawScore  ? BOUND_LOWER
690                                            : BOUND_EXACT;
691
692                 if (b == BOUND_EXACT || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
693                 {
694                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
695                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6), MOVE_NONE, VALUE_NONE);
696
697                     return value;
698                 }
699
700                 if (PvNode)
701                 {
702                     if (b == BOUND_LOWER)
703                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
704                     else
705                         maxValue = value;
706                 }
707             }
708         }
709     }
710
711     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
712
713     // Step 6. Static evaluation of the position
714     if (ss->inCheck)
715     {
716         // Skip early pruning when in check
717         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
718         improving             = false;
719         goto moves_loop;
720     }
721     else if (excludedMove)
722     {
723         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (~13 Elo)
724         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
725         eval = ss->staticEval;
726     }
727     else if (ss->ttHit)
728     {
729         // Never assume anything about values stored in TT
730         ss->staticEval = eval = tte->eval();
731         if (eval == VALUE_NONE)
732             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
733         else if (PvNode)
734             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
735
736         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
737         if (ttValue != VALUE_NONE && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
738             eval = ttValue;
739     }
740     else
741     {
742         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
743         // Save static evaluation into the transposition table
744         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
745     }
746
747     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
748     if (is_ok((ss - 1)->currentMove) && !(ss - 1)->inCheck && !priorCapture)
749     {
750         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss - 1)->staticEval + ss->staticEval), -1812, 1812);
751         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss - 1)->currentMove)] << bonus;
752     }
753
754     // Set up the improving flag, which is true if current static evaluation is
755     // bigger than the previous static evaluation at our turn (if we were in
756     // check at our previous move we look at static evaluation at move prior to it
757     // and if we were in check at move prior to it flag is set to true) and is
758     // false otherwise. The improving flag is used in various pruning heuristics.
759     improving = (ss - 2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss - 2)->staticEval
760               : (ss - 4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss - 4)->staticEval
761                                                    : true;
762
763     // Step 7. Razoring (~1 Elo)
764     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
765     // return a fail low.
766     // Adjust razor margin according to cutoffCnt. (~1 Elo)
767     if (eval < alpha - 492 - (257 - 200 * ((ss + 1)->cutoffCnt > 3)) * depth * depth)
768     {
769         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
770         if (value < alpha)
771             return value;
772     }
773
774     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo)
775     // The depth condition is important for mate finding.
776     if (!ss->ttPv && depth < 9
777         && eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving)
778                - (ss - 1)->statScore / 321
779              >= beta
780         && eval >= beta && eval < 29462  // smaller than TB wins
781         && !(!ttCapture && ttMove))
782         return eval;
783
784     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
785     if (!PvNode && (ss - 1)->currentMove != MOVE_NULL && (ss - 1)->statScore < 17257 && eval >= beta
786         && eval >= ss->staticEval && ss->staticEval >= beta - 24 * depth + 281 && !excludedMove
787         && pos.non_pawn_material(us) && ss->ply >= thisThread->nmpMinPly
788         && beta > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
789     {
790         assert(eval - beta >= 0);
791
792         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
793         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 152, 6) + depth / 3 + 4;
794
795         ss->currentMove         = MOVE_NULL;
796         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
797
798         pos.do_null_move(st);
799
800         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -beta, -beta + 1, depth - R, !cutNode);
801
802         pos.undo_null_move();
803
804         // Do not return unproven mate or TB scores
805         if (nullValue >= beta && nullValue < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
806         {
807             if (thisThread->nmpMinPly || depth < 14)
808                 return nullValue;
809
810             assert(!thisThread->nmpMinPly);  // Recursive verification is not allowed
811
812             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
813             // until ply exceeds nmpMinPly.
814             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth - R) / 4;
815
816             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, depth - R, false);
817
818             thisThread->nmpMinPly = 0;
819
820             if (v >= beta)
821                 return nullValue;
822         }
823     }
824
825     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
826     // (or by 4 if the TT entry for the current position was hit and the stored depth is greater than or equal to the current depth).
827     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
828     if (PvNode && !ttMove)
829         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
830
831     if (depth <= 0)
832         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
833
834     if (cutNode && depth >= 8 && !ttMove)
835         depth -= 2;
836
837     probCutBeta = beta + 168 - 70 * improving;
838
839     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
840     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
841     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
842     if (
843       !PvNode && depth > 3
844       && abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
845       // If value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
846       // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
847       // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
848       // So effective depth is equal to depth - 3
849       && !(tte->depth() >= depth - 3 && ttValue != VALUE_NONE && ttValue < probCutBeta))
850     {
851         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
852
853         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
854
855         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
856             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
857             {
858                 assert(pos.capture_stage(move));
859
860                 ss->currentMove = move;
861                 ss->continuationHistory =
862                   &thisThread
863                      ->continuationHistory[ss->inCheck][true][pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
864
865                 pos.do_move(move, st);
866
867                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
868                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss + 1, -probCutBeta, -probCutBeta + 1);
869
870                 // If the qsearch held, perform the regular search
871                 if (value >= probCutBeta)
872                     value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -probCutBeta, -probCutBeta + 1, depth - 4,
873                                            !cutNode);
874
875                 pos.undo_move(move);
876
877                 if (value >= probCutBeta)
878                 {
879                     // Save ProbCut data into transposition table
880                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3,
881                               move, ss->staticEval);
882                     return value - (probCutBeta - beta);
883                 }
884             }
885
886         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
887     }
888
889 moves_loop:  // When in check, search starts here
890
891     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
892     probCutBeta = beta + 416;
893     if (ss->inCheck && !PvNode && ttCapture && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
894         && tte->depth() >= depth - 4 && ttValue >= probCutBeta
895         && abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY && abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
896         return probCutBeta;
897
898     const PieceToHistory* contHist[] = {(ss - 1)->continuationHistory,
899                                         (ss - 2)->continuationHistory,
900                                         (ss - 3)->continuationHistory,
901                                         (ss - 4)->continuationHistory,
902                                         nullptr,
903                                         (ss - 6)->continuationHistory};
904
905     Move countermove =
906       prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
907
908     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, &captureHistory, contHist,
909                   countermove, ss->killers);
910
911     value            = bestValue;
912     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
913
914     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
915     // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result
916     // of this search was a fail low.
917     bool likelyFailLow = PvNode && ttMove && (tte->bound() & BOUND_UPPER) && tte->depth() >= depth;
918
919     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
920     // or a beta cutoff occurs.
921     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
922     {
923         assert(is_ok(move));
924
925         if (move == excludedMove)
926             continue;
927
928         // Check for legality
929         if (!pos.legal(move))
930             continue;
931
932         // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
933         // Move List. In MultiPV mode we also skip PV moves that have been already
934         // searched and those of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
935         if (rootNode
936             && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
937                            thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
938             continue;
939
940         ss->moveCount = ++moveCount;
941
942         if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
943             sync_cout << "info depth " << depth << " currmove "
944                       << UCI::move(move, pos.is_chess960()) << " currmovenumber "
945                       << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
946         if (PvNode)
947             (ss + 1)->pv = nullptr;
948
949         extension  = 0;
950         capture    = pos.capture_stage(move);
951         movedPiece = pos.moved_piece(move);
952         givesCheck = pos.gives_check(move);
953
954         // Calculate new depth for this move
955         newDepth = depth - 1;
956
957         Value delta = beta - alpha;
958
959         Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
960
961         // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo).
962         // Depth conditions are important for mate finding.
963         if (!rootNode && pos.non_pawn_material(us) && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
964         {
965             // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
966             if (!moveCountPruning)
967                 moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
968
969             // Reduced depth of the next LMR search
970             int lmrDepth = newDepth - r;
971
972             if (capture || givesCheck)
973             {
974                 // Futility pruning for captures (~2 Elo)
975                 if (!givesCheck && lmrDepth < 7 && !ss->inCheck
976                     && ss->staticEval + 188 + 206 * lmrDepth + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))]
977                            + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)]
978                                            [type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))]
979                                / 7
980                          < alpha)
981                     continue;
982
983                 // SEE based pruning for captures and checks (~11 Elo)
984                 if (!pos.see_ge(move, Value(-185) * depth))
985                     continue;
986             }
987             else
988             {
989                 int history = (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
990                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
991                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
992
993                 // Continuation history based pruning (~2 Elo)
994                 if (lmrDepth < 6 && history < -3232 * depth)
995                     continue;
996
997                 history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
998
999                 lmrDepth += history / 5793;
1000                 lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1001
1002                 // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1003                 if (!ss->inCheck && lmrDepth < 13 && ss->staticEval + 115 + 122 * lmrDepth <= alpha)
1004                     continue;
1005
1006                 lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1007
1008                 // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1009                 if (!pos.see_ge(move, Value(-27 * lmrDepth * lmrDepth)))
1010                     continue;
1011             }
1012         }
1013
1014         // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1015         // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1016         if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1017         {
1018             // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1019             // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1020             // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1021             // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the result
1022             // is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove. Note
1023             // that depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear
1024             // scaling. Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1025             // so changing them requires tests at this type of time controls.
1026             if (!rootNode
1027                 && depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 24) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1028                 && move == ttMove && !excludedMove  // Avoid recursive singular search
1029                 && abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1030                 && tte->depth() >= depth - 3)
1031             {
1032                 Value singularBeta  = ttValue - (64 + 57 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1033                 Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1034
1035                 ss->excludedMove = move;
1036                 value =
1037                   search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1038                 ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1039
1040                 if (value < singularBeta)
1041                 {
1042                     extension        = 1;
1043                     singularQuietLMR = !ttCapture;
1044
1045                     // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1046                     if (!PvNode && value < singularBeta - 18 && ss->doubleExtensions <= 11)
1047                     {
1048                         extension = 2;
1049                         depth += depth < 15;
1050                     }
1051                 }
1052
1053                 // Multi-cut pruning
1054                 // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a
1055                 // reduced search without the ttMove. So we assume this expected cut-node
1056                 // is not singular, that multiple moves fail high, and we can prune the
1057                 // whole subtree by returning a softbound.
1058                 else if (singularBeta >= beta)
1059                     return singularBeta;
1060
1061                 // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1062                 else if (ttValue >= beta)
1063                     extension = -2 - !PvNode;
1064
1065                 // If we are on a cutNode, reduce it based on depth (negative extension) (~1 Elo)
1066                 else if (cutNode)
1067                     extension = depth < 19 ? -2 : -1;
1068
1069                 // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1070                 else if (ttValue <= value)
1071                     extension = -1;
1072             }
1073
1074             // Check extensions (~1 Elo)
1075             else if (givesCheck && depth > 9)
1076                 extension = 1;
1077
1078             // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1079             else if (PvNode && move == ttMove && move == ss->killers[0]
1080                      && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 4194)
1081                 extension = 1;
1082         }
1083
1084         // Add extension to new depth
1085         newDepth += extension;
1086         ss->doubleExtensions = (ss - 1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1087
1088         // Speculative prefetch as early as possible
1089         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1090
1091         // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1092         ss->currentMove = move;
1093         ss->continuationHistory =
1094           &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck][capture][movedPiece][to_sq(move)];
1095
1096         // Step 16. Make the move
1097         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1098
1099         // Decrease reduction if position is or has been on the PV (~4 Elo)
1100         if (ss->ttPv && !likelyFailLow)
1101             r -= cutNode && tte->depth() >= depth ? 3 : 2;
1102
1103         // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1104         if ((ss - 1)->moveCount > 7)
1105             r--;
1106
1107         // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1108         if (cutNode)
1109             r += 2;
1110
1111         // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1112         if (ttCapture)
1113             r++;
1114
1115         // Decrease reduction for PvNodes (~2 Elo)
1116         if (PvNode)
1117             r--;
1118
1119         // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1120         if (singularQuietLMR)
1121             r--;
1122
1123         // Increase reduction on repetition (~1 Elo)
1124         if (move == (ss - 4)->currentMove && pos.has_repeated())
1125             r += 2;
1126
1127         // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1128         if ((ss + 1)->cutoffCnt > 3)
1129             r++;
1130
1131         // Decrease reduction for first generated move (ttMove)
1132         else if (move == ttMove)
1133             r--;
1134
1135         ss->statScore = 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1136                       + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1137                       + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1138                       + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] - 3848;
1139
1140         // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1141         r -= ss->statScore / (10216 + 3855 * (depth > 5 && depth < 23));
1142
1143         // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1144         // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1145         // been searched. In general, we would like to reduce them, but there are many
1146         // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1147         if (depth >= 2 && moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1148             && (!ss->ttPv || !capture || (cutNode && (ss - 1)->moveCount > 1)))
1149         {
1150             // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1151             // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1152             // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1153             Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1154
1155             value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, d, true);
1156
1157             // Do a full-depth search when reduced LMR search fails high
1158             if (value > alpha && d < newDepth)
1159             {
1160                 // Adjust full-depth search based on LMR results - if the result
1161                 // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower.
1162                 const bool doDeeperSearch     = value > (bestValue + 51 + 10 * (newDepth - d));
1163                 const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 700 && ss->doubleExtensions <= 6;
1164                 const bool doShallowerSearch  = value < bestValue + newDepth;
1165
1166                 ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1167
1168                 newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1169
1170                 if (newDepth > d)
1171                     value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1172
1173                 int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1174                           : value >= beta  ? stat_bonus(newDepth)
1175                                            : 0;
1176
1177                 update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1178             }
1179         }
1180
1181         // Step 18. Full-depth search when LMR is skipped
1182         else if (!PvNode || moveCount > 1)
1183         {
1184             // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1185             if (!ttMove && cutNode)
1186                 r += 2;
1187
1188             // Note that if expected reduction is high, we reduce search depth by 1 here
1189             value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1190         }
1191
1192         // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail high,
1193         // otherwise let the parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1194         if (PvNode && (moveCount == 1 || value > alpha))
1195         {
1196             (ss + 1)->pv    = pv;
1197             (ss + 1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1198
1199             value = -search<PV>(pos, ss + 1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1200         }
1201
1202         // Step 19. Undo move
1203         pos.undo_move(move);
1204
1205         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1206
1207         // Step 20. Check for a new best move
1208         // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1209         // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1210         // updating best move, PV and TT.
1211         if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1212             return VALUE_ZERO;
1213
1214         if (rootNode)
1215         {
1216             RootMove& rm =
1217               *std::find(thisThread->rootMoves.begin(), thisThread->rootMoves.end(), move);
1218
1219             rm.averageScore =
1220               rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1221
1222             // PV move or new best move?
1223             if (moveCount == 1 || value > alpha)
1224             {
1225                 rm.score = rm.uciScore = value;
1226                 rm.selDepth            = thisThread->selDepth;
1227                 rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1228
1229                 if (value >= beta)
1230                 {
1231                     rm.scoreLowerbound = true;
1232                     rm.uciScore        = beta;
1233                 }
1234                 else if (value <= alpha)
1235                 {
1236                     rm.scoreUpperbound = true;
1237                     rm.uciScore        = alpha;
1238                 }
1239
1240                 rm.pv.resize(1);
1241
1242                 assert((ss + 1)->pv);
1243
1244                 for (Move* m = (ss + 1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1245                     rm.pv.push_back(*m);
1246
1247                 // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1248                 // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1249                 // we must take care to only do this for the first PV line.
1250                 if (moveCount > 1 && !thisThread->pvIdx)
1251                     ++thisThread->bestMoveChanges;
1252             }
1253             else
1254                 // All other moves but the PV, are set to the lowest value: this
1255                 // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1256                 // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1257                 rm.score = -VALUE_INFINITE;
1258         }
1259
1260         if (value > bestValue)
1261         {
1262             bestValue = value;
1263
1264             if (value > alpha)
1265             {
1266                 bestMove = move;
1267
1268                 if (PvNode && !rootNode)  // Update pv even in fail-high case
1269                     update_pv(ss->pv, move, (ss + 1)->pv);
1270
1271                 if (value >= beta)
1272                 {
1273                     ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1274                     assert(value >= beta);  // Fail high
1275                     break;
1276                 }
1277                 else
1278                 {
1279                     // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~2 Elo)
1280                     if (depth > 2 && depth < 12 && beta < 13828 && value > -11369)
1281                         depth -= 2;
1282
1283                     assert(depth > 0);
1284                     alpha = value;  // Update alpha! Always alpha < beta
1285                 }
1286             }
1287         }
1288
1289         // If the move is worse than some previously searched move,
1290         // remember it, to update its stats later.
1291         if (move != bestMove && moveCount <= 32)
1292         {
1293             if (capture)
1294                 capturesSearched[captureCount++] = move;
1295
1296             else
1297                 quietsSearched[quietCount++] = move;
1298         }
1299     }
1300
1301     // Step 21. Check for mate and stalemate
1302     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1303     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1304     // return a fail low score.
1305
1306     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1307
1308     if (!moveCount)
1309         bestValue = excludedMove ? alpha : ss->inCheck ? mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1310
1311     // If there is a move that produces search value greater than alpha we update the stats of searched moves
1312     else if (bestMove)
1313         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq, quietsSearched, quietCount,
1314                          capturesSearched, captureCount, depth);
1315
1316     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1317     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1318     {
1319         int bonus = (depth > 6) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 653)
1320                   + ((ss - 1)->moveCount > 11);
1321         update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq,
1322                                       stat_bonus(depth) * bonus);
1323         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss - 1)->currentMove)]
1324           << stat_bonus(depth) * bonus / 2;
1325     }
1326
1327     if (PvNode)
1328         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1329
1330     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1331     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1332     if (bestValue <= alpha)
1333         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss - 1)->ttPv && depth > 3);
1334
1335     // Write gathered information in transposition table
1336     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1337         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1338                   bestValue >= beta    ? BOUND_LOWER
1339                   : PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT
1340                                        : BOUND_UPPER,
1341                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1342
1343     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1344
1345     return bestValue;
1346 }
1347
1348
1349 // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1350 // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1351 // (~155 Elo)
1352 template<NodeType nodeType>
1353 Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1354
1355     static_assert(nodeType != Root);
1356     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1357
1358     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1359     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1360     assert(depth <= 0);
1361
1362     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
1363     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
1364     if (alpha < VALUE_DRAW && pos.has_game_cycle(ss->ply))
1365     {
1366         alpha = value_draw(pos.this_thread());
1367         if (alpha >= beta)
1368             return alpha;
1369     }
1370
1371     Move      pv[MAX_PLY + 1];
1372     StateInfo st;
1373     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1374
1375     TTEntry* tte;
1376     Key      posKey;
1377     Move     ttMove, move, bestMove;
1378     Depth    ttDepth;
1379     Value    bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1380     bool     pvHit, givesCheck, capture;
1381     int      moveCount;
1382     Color    us = pos.side_to_move();
1383
1384     // Step 1. Initialize node
1385     if (PvNode)
1386     {
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     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1397     if (pos.is_draw(ss->ply) || ss->ply >= MAX_PLY)
1398         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1399
1400     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1401
1402     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1403     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1404     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1405     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1406
1407     // Step 3. Transposition table lookup
1408     posKey  = pos.key();
1409     tte     = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1410     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1411     ttMove  = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1412     pvHit   = ss->ttHit && tte->is_pv();
1413
1414     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1415     if (!PvNode && tte->depth() >= ttDepth
1416         && ttValue != VALUE_NONE  // Only in case of TT access race or if !ttHit
1417         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1418         return ttValue;
1419
1420     // Step 4. Static evaluation of the position
1421     if (ss->inCheck)
1422         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1423     else
1424     {
1425         if (ss->ttHit)
1426         {
1427             // Never assume anything about values stored in TT
1428             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1429                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1430
1431             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1432             if (ttValue != VALUE_NONE
1433                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1434                 bestValue = ttValue;
1435         }
1436         else
1437             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1438             ss->staticEval = bestValue =
1439               (ss - 1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos) : -(ss - 1)->staticEval;
1440
1441         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1442         if (bestValue >= beta)
1443         {
1444             if (!ss->ttHit)
1445                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER, DEPTH_NONE,
1446                           MOVE_NONE, ss->staticEval);
1447
1448             return bestValue;
1449         }
1450
1451         if (bestValue > alpha)
1452             alpha = bestValue;
1453
1454         futilityBase = ss->staticEval + 200;
1455     }
1456
1457     const PieceToHistory* contHist[] = {(ss - 1)->continuationHistory,
1458                                         (ss - 2)->continuationHistory};
1459
1460     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1461     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1462     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1463     // will be generated.
1464     Square     prevSq = is_ok((ss - 1)->currentMove) ? to_sq((ss - 1)->currentMove) : SQ_NONE;
1465     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, &thisThread->captureHistory,
1466                   contHist, prevSq);
1467
1468     int quietCheckEvasions = 0;
1469
1470     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1471     // or a beta cutoff occurs.
1472     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1473     {
1474         assert(is_ok(move));
1475
1476         // Check for legality
1477         if (!pos.legal(move))
1478             continue;
1479
1480         givesCheck = pos.gives_check(move);
1481         capture    = pos.capture_stage(move);
1482
1483         moveCount++;
1484
1485         // Step 6. Pruning
1486         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY && pos.non_pawn_material(us))
1487         {
1488             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1489             if (!givesCheck && to_sq(move) != prevSq && futilityBase > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1490                 && type_of(move) != PROMOTION)
1491             {
1492                 if (moveCount > 2)
1493                     continue;
1494
1495                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
1496
1497                 // If static eval + value of piece we are going to capture is much lower
1498                 // than alpha we can prune this move.
1499                 if (futilityValue <= alpha)
1500                 {
1501                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1502                     continue;
1503                 }
1504
1505                 // If static eval is much lower than alpha and move is not winning material
1506                 // we can prune this move.
1507                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1508                 {
1509                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1510                     continue;
1511                 }
1512
1513                 // If static exchange evaluation is much worse than what is needed to not
1514                 // fall below alpha we can prune this move.
1515                 if (futilityBase > alpha && !pos.see_ge(move, (alpha - futilityBase) * 4))
1516                 {
1517                     bestValue = alpha;
1518                     continue;
1519                 }
1520             }
1521
1522             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1523             // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1524             // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1525             if (quietCheckEvasions > 1)
1526                 break;
1527
1528             // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1529             if (!capture && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1530                 && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1531                 continue;
1532
1533             // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1534             if (!pos.see_ge(move, Value(-90)))
1535                 continue;
1536         }
1537
1538         // Speculative prefetch as early as possible
1539         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1540
1541         // Update the current move
1542         ss->currentMove = move;
1543         ss->continuationHistory =
1544           &thisThread
1545              ->continuationHistory[ss->inCheck][capture][pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
1546
1547         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1548
1549         // Step 7. Make and search the move
1550         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1551         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss + 1, -beta, -alpha, depth - 1);
1552         pos.undo_move(move);
1553
1554         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1555
1556         // Step 8. Check for a new best move
1557         if (value > bestValue)
1558         {
1559             bestValue = value;
1560
1561             if (value > alpha)
1562             {
1563                 bestMove = move;
1564
1565                 if (PvNode)  // Update pv even in fail-high case
1566                     update_pv(ss->pv, move, (ss + 1)->pv);
1567
1568                 if (value < beta)  // Update alpha here!
1569                     alpha = value;
1570                 else
1571                     break;  // Fail high
1572             }
1573         }
1574     }
1575
1576     // Step 9. Check for mate
1577     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1578     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1579     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1580     {
1581         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1582
1583         return mated_in(ss->ply);  // Plies to mate from the root
1584     }
1585
1586     // Save gathered info in transposition table
1587     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1588               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER, ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1589
1590     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1591
1592     return bestValue;
1593 }
1594
1595
1596 // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root"
1597 // to "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1598 // The function is called before storing a value in the transposition table.
1599
1600 Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1601
1602     assert(v != VALUE_NONE);
1603
1604     return v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY ? v + ply : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1605 }
1606
1607
1608 // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1609 // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1610 // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root".
1611 // However, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1612 // and the graph history interaction problem, we return an optimal TB score instead.
1613
1614 Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1615
1616     if (v == VALUE_NONE)
1617         return VALUE_NONE;
1618
1619     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1620     {
1621         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1622             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1;  // do not return a potentially false mate score
1623
1624         return v - ply;
1625     }
1626
1627     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)  // TB loss or worse
1628     {
1629         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1630             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1;  // do not return a potentially false mate score
1631
1632         return v + ply;
1633     }
1634
1635     return v;
1636 }
1637
1638
1639 // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1640
1641 void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1642
1643     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE;)
1644         *pv++ = *childPv++;
1645     *pv = MOVE_NONE;
1646 }
1647
1648
1649 // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1650
1651 void update_all_stats(const Position& pos,
1652                       Stack*          ss,
1653                       Move            bestMove,
1654                       Value           bestValue,
1655                       Value           beta,
1656                       Square          prevSq,
1657                       Move*           quietsSearched,
1658                       int             quietCount,
1659                       Move*           capturesSearched,
1660                       int             captureCount,
1661                       Depth           depth) {
1662
1663     Color                  us             = pos.side_to_move();
1664     Thread*                thisThread     = pos.this_thread();
1665     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1666     Piece                  moved_piece    = pos.moved_piece(bestMove);
1667     PieceType              captured;
1668
1669     int quietMoveBonus = stat_bonus(depth + 1);
1670
1671     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1672     {
1673         int bestMoveBonus = bestValue > beta + 168 ? quietMoveBonus      // larger bonus
1674                                                    : stat_bonus(depth);  // smaller bonus
1675
1676         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1677         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bestMoveBonus);
1678
1679         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1680         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1681         {
1682             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bestMoveBonus;
1683             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]),
1684                                           to_sq(quietsSearched[i]), -bestMoveBonus);
1685         }
1686     }
1687     else
1688     {
1689         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1690         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1691         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << quietMoveBonus;
1692     }
1693
1694     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1695     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1696     if (prevSq != SQ_NONE
1697         && ((ss - 1)->moveCount == 1 + (ss - 1)->ttHit
1698             || ((ss - 1)->currentMove == (ss - 1)->killers[0]))
1699         && !pos.captured_piece())
1700         update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -quietMoveBonus);
1701
1702     // Decrease stats for all non-best capture moves
1703     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1704     {
1705         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1706         captured    = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1707         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -quietMoveBonus;
1708     }
1709 }
1710
1711
1712 // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1713 // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1714
1715 void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1716
1717     for (int i : {1, 2, 3, 4, 6})
1718     {
1719         // Only update the first 2 continuation histories if we are in check
1720         if (ss->inCheck && i > 2)
1721             break;
1722         if (is_ok((ss - i)->currentMove))
1723             (*(ss - i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus / (1 + 3 * (i == 3));
1724     }
1725 }
1726
1727
1728 // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1729
1730 void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1731
1732     // Update killers
1733     if (ss->killers[0] != move)
1734     {
1735         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1736         ss->killers[0] = move;
1737     }
1738
1739     Color   us         = pos.side_to_move();
1740     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1741     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1742     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1743
1744     // Update countermove history
1745     if (is_ok((ss - 1)->currentMove))
1746     {
1747         Square prevSq                                          = to_sq((ss - 1)->currentMove);
1748         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1749     }
1750 }
1751
1752 // When playing with strength handicap, choose the best move among a set of RootMoves
1753 // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1754
1755 Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1756
1757     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1758     static PRNG      rng(now());  // PRNG sequence should be non-deterministic
1759
1760     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1761     Value  topScore = rootMoves[0].score;
1762     int    delta    = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValue);
1763     int    maxScore = -VALUE_INFINITE;
1764     double weakness = 120 - 2 * level;
1765
1766     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1767     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1768     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1769     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1770     {
1771         // This is our magic formula
1772         int push = int((weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1773                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness)))
1774                        / 128);
1775
1776         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1777         {
1778             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1779             best     = rootMoves[i].pv[0];
1780         }
1781     }
1782
1783     return best;
1784 }
1785
1786 }  // namespace
1787
1788
1789 // MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1790 // to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1791
1792 void MainThread::check_time() {
1793
1794     if (--callsCnt > 0)
1795         return;
1796
1797     // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1798     callsCnt = Limits.nodes ? std::min(512, int(Limits.nodes / 1024)) : 512;
1799
1800     static TimePoint lastInfoTime = now();
1801
1802     TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1803     TimePoint tick    = Limits.startTime + elapsed;
1804
1805     if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1806     {
1807         lastInfoTime = tick;
1808         dbg_print();
1809     }
1810
1811     // We should not stop pondering until told so by the GUI
1812     if (ponder)
1813         return;
1814
1815     if ((Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
1816         || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1817         || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= uint64_t(Limits.nodes)))
1818         Threads.stop = true;
1819 }
1820
1821
1822 // UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1823 // that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1824
1825 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1826
1827     std::stringstream ss;
1828     TimePoint         elapsed       = Time.elapsed() + 1;
1829     const RootMoves&  rootMoves     = pos.this_thread()->rootMoves;
1830     size_t            pvIdx         = pos.this_thread()->pvIdx;
1831     size_t            multiPV       = std::min(size_t(Options["MultiPV"]), rootMoves.size());
1832     uint64_t          nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1833     uint64_t          tbHits        = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1834
1835     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1836     {
1837         bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1838
1839         if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1840             continue;
1841
1842         Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1843         Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1844
1845         if (v == -VALUE_INFINITE)
1846             v = VALUE_ZERO;
1847
1848         bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1849         v       = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1850
1851         if (ss.rdbuf()->in_avail())  // Not at first line
1852             ss << "\n";
1853
1854         ss << "info"
1855            << " depth " << d << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth << " multipv " << i + 1
1856            << " score " << UCI::value(v);
1857
1858         if (Options["UCI_ShowWDL"])
1859             ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1860
1861         if (i == pvIdx && !tb && updated)  // tablebase- and previous-scores are exact
1862             ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound
1863                      ? " lowerbound"
1864                      : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1865
1866         ss << " nodes " << nodesSearched << " nps " << nodesSearched * 1000 / elapsed
1867            << " hashfull " << TT.hashfull() << " tbhits " << tbHits << " time " << elapsed << " pv";
1868
1869         for (Move m : rootMoves[i].pv)
1870             ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1871     }
1872
1873     return ss.str();
1874 }
1875
1876
1877 // RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1878 // before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1879 // fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1880 // otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think about.
1881
1882 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1883
1884     StateInfo st;
1885     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1886
1887     bool ttHit;
1888
1889     assert(pv.size() == 1);
1890
1891     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1892         return false;
1893
1894     pos.do_move(pv[0], st);
1895     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1896
1897     if (ttHit)
1898     {
1899         Move m = tte->move();  // Local copy to be SMP safe
1900         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1901             pv.push_back(m);
1902     }
1903
1904     pos.undo_move(pv[0]);
1905     return pv.size() > 1;
1906 }
1907
1908 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1909
1910     RootInTB           = false;
1911     UseRule50          = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1912     ProbeDepth         = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1913     Cardinality        = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1914     bool dtz_available = true;
1915
1916     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1917     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1918     if (Cardinality > MaxCardinality)
1919     {
1920         Cardinality = MaxCardinality;
1921         ProbeDepth  = 0;
1922     }
1923
1924     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1925     {
1926         // Rank moves using DTZ tables
1927         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1928
1929         if (!RootInTB)
1930         {
1931             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1932             dtz_available = false;
1933             RootInTB      = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1934         }
1935     }
1936
1937     if (RootInTB)
1938     {
1939         // Sort moves according to TB rank
1940         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1941                          [](const RootMove& a, const RootMove& b) { return a.tbRank > b.tbRank; });
1942
1943         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1944         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1945             Cardinality = 0;
1946     }
1947     else
1948     {
1949         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1950         for (auto& m : rootMoves)
1951             m.tbRank = 0;
1952     }
1953 }
1954
1955 }  // namespace Stockfish