]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Small formatting improvements
[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 // 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 // Called at startup to initialize various lookup tables
183 void Search::init() {
184
185     for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
186         Reductions[i] = int((20.37 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
187 }
188
189
190 // Resets search state to its initial value
191 void Search::clear() {
192
193     Threads.main()->wait_for_search_finished();
194
195     Time.availableNodes = 0;
196     TT.clear();
197     Threads.clear();
198     Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]);  // Free mapped files
199 }
200
201
202 // Called when the program receives the UCI 'go'
203 // command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
204 void MainThread::search() {
205
206     if (Limits.perft)
207     {
208         nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
209         sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
210         return;
211     }
212
213     Color us = rootPos.side_to_move();
214     Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
215     TT.new_search();
216
217     Eval::NNUE::verify();
218
219     if (rootMoves.empty())
220     {
221         rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
222         sync_cout << "info depth 0 score "
223                   << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW) << sync_endl;
224     }
225     else
226     {
227         Threads.start_searching();  // start non-main threads
228         Thread::search();           // main thread start searching
229     }
230
231     // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
232     // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
233     // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
234     // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
235     // until the GUI sends one of those commands.
236
237     while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
238     {}  // Busy wait for a stop or a ponder reset
239
240     // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
241     // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
242     Threads.stop = true;
243
244     // Wait until all threads have finished
245     Threads.wait_for_search_finished();
246
247     // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
248     // the available ones before exiting.
249     if (Limits.npmsec)
250         Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
251
252     Thread* bestThread = this;
253     Skill   skill =
254       Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
255
256     if (int(Options["MultiPV"]) == 1 && !Limits.depth && !skill.enabled()
257         && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
258         bestThread = Threads.get_best_thread();
259
260     bestPreviousScore        = bestThread->rootMoves[0].score;
261     bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
262
263     // Send again PV info if we have a new best thread
264     if (bestThread != this)
265         sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
266
267     sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
268
269     if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1
270         || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
271         std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
272
273     std::cout << sync_endl;
274 }
275
276
277 // Main iterative deepening loop. It calls search()
278 // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
279 // consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
280 void Thread::search() {
281
282     // Allocate stack with extra size to allow access from (ss - 7) to (ss + 2):
283     // (ss - 7) is needed for update_continuation_histories(ss - 1) which accesses (ss - 6),
284     // (ss + 2) is needed for initialization of cutOffCnt and killers.
285     Stack       stack[MAX_PLY + 10], *ss = stack + 7;
286     Move        pv[MAX_PLY + 1];
287     Value       alpha, beta, delta;
288     Move        lastBestMove      = MOVE_NONE;
289     Depth       lastBestMoveDepth = 0;
290     MainThread* mainThread        = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
291     double      timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
292     Color       us      = rootPos.side_to_move();
293     int         iterIdx = 0;
294
295     std::memset(ss - 7, 0, 10 * sizeof(Stack));
296     for (int i = 7; i > 0; --i)
297     {
298         (ss - i)->continuationHistory =
299           &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];  // Use as a sentinel
300         (ss - i)->staticEval = VALUE_NONE;
301     }
302
303     for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
304         (ss + i)->ply = i;
305
306     ss->pv = pv;
307
308     bestValue = -VALUE_INFINITE;
309
310     if (mainThread)
311     {
312         if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
313             for (int i = 0; i < 4; ++i)
314                 mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
315         else
316             for (int i = 0; i < 4; ++i)
317                 mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
318     }
319
320     size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
321     Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
322
323     // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
324     // use behind-the-scenes to retrieve a set of possible moves.
325     if (skill.enabled())
326         multiPV = std::max(multiPV, size_t(4));
327
328     multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
329
330     int searchAgainCounter = 0;
331
332     // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
333     while (++rootDepth < MAX_PLY && !Threads.stop
334            && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
335     {
336         // Age out PV variability metric
337         if (mainThread)
338             totBestMoveChanges /= 2;
339
340         // Save the last iteration's scores before the first PV line is searched and
341         // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
342         for (RootMove& rm : rootMoves)
343             rm.previousScore = rm.score;
344
345         size_t pvFirst = 0;
346         pvLast         = 0;
347
348         if (!Threads.increaseDepth)
349             searchAgainCounter++;
350
351         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
352         for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
353         {
354             if (pvIdx == pvLast)
355             {
356                 pvFirst = pvLast;
357                 for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
358                     if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
359                         break;
360             }
361
362             // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
363             selDepth = 0;
364
365             // Reset aspiration window starting size
366             Value avg = rootMoves[pvIdx].averageScore;
367             delta     = Value(10) + int(avg) * avg / 17470;
368             alpha     = std::max(avg - delta, -VALUE_INFINITE);
369             beta      = std::min(avg + delta, VALUE_INFINITE);
370
371             // Adjust optimism based on root move's averageScore (~4 Elo)
372             int opt       = 113 * avg / (std::abs(avg) + 109);
373             optimism[us]  = Value(opt);
374             optimism[~us] = -optimism[us];
375
376             // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
377             // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
378             // high/low anymore.
379             int failedHighCnt = 0;
380             while (true)
381             {
382                 // Adjust the effective depth searched, but ensure at least one effective increment for every
383                 // four searchAgain steps (see issue #2717).
384                 Depth adjustedDepth =
385                   std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
386                 bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
387
388                 // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
389                 // is done with a stable algorithm because all the values but the
390                 // first and eventually the new best one is set to -VALUE_INFINITE
391                 // and we want to keep the same order for all the moves except the
392                 // new PV that goes to the front. Note that in the case of MultiPV
393                 // search the already searched PV lines are preserved.
394                 std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
395
396                 // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
397                 // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
398                 // the previous iteration.
399                 if (Threads.stop)
400                     break;
401
402                 // When failing high/low give some update (without cluttering
403                 // the UI) before a re-search.
404                 if (mainThread && multiPV == 1 && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
405                     && Time.elapsed() > 3000)
406                     sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << 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 / 3;
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 && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
436                 sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
437         }
438
439         if (!Threads.stop)
440             completedDepth = rootDepth;
441
442         if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
443         {
444             lastBestMove      = rootMoves[0].pv[0];
445             lastBestMoveDepth = rootDepth;
446         }
447
448         // Have we found a "mate in x"?
449         if (Limits.mate && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
450             && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
451             Threads.stop = true;
452
453         if (!mainThread)
454             continue;
455
456         // If the skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
457         if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
458             skill.pick_best(multiPV);
459
460         // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
461         for (Thread* th : Threads)
462         {
463             totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
464             th->bestMoveChanges = 0;
465         }
466
467         // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
468         if (Limits.use_time_management() && !Threads.stop && !mainThread->stopOnPonderhit)
469         {
470             double fallingEval = (66 + 14 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
471                                   + 6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue))
472                                / 583.0;
473             fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
474
475             // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
476             timeReduction    = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.56 : 0.69;
477             double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.03 * timeReduction);
478             double bestMoveInstability = 1 + 1.79 * totBestMoveChanges / Threads.size();
479
480             double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
481
482             // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience
483             if (rootMoves.size() == 1)
484                 totalTime = std::min(500.0, totalTime);
485
486             // Stop the search if we have exceeded the totalTime
487             if (Time.elapsed() > totalTime)
488             {
489                 // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
490                 // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
491                 if (mainThread->ponder)
492                     mainThread->stopOnPonderhit = true;
493                 else
494                     Threads.stop = true;
495             }
496             else if (!mainThread->ponder && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
497                 Threads.increaseDepth = false;
498             else
499                 Threads.increaseDepth = true;
500         }
501
502         mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
503         iterIdx                        = (iterIdx + 1) & 3;
504     }
505
506     if (!mainThread)
507         return;
508
509     mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
510
511     // If the skill level is enabled, swap the best PV line with the sub-optimal one
512     if (skill.enabled())
513         std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
514                                            skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
515 }
516
517
518 namespace {
519
520 // Main search function for both PV and non-PV nodes
521 template<NodeType nodeType>
522 Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
523
524     constexpr bool PvNode   = nodeType != NonPV;
525     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
526
527     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
528     if (depth <= 0)
529         return qsearch < PvNode ? PV : NonPV > (pos, ss, alpha, beta);
530
531     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
532     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
533     if (!rootNode && alpha < VALUE_DRAW && pos.has_game_cycle(ss->ply))
534     {
535         alpha = value_draw(pos.this_thread());
536         if (alpha >= beta)
537             return alpha;
538     }
539
540     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
541     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
542     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
543     assert(!(PvNode && cutNode));
544
545     Move      pv[MAX_PLY + 1], capturesSearched[32], quietsSearched[32];
546     StateInfo st;
547     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
548
549     TTEntry* tte;
550     Key      posKey;
551     Move     ttMove, move, excludedMove, bestMove;
552     Depth    extension, newDepth;
553     Value    bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
554     bool     givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
555     bool     capture, moveCountPruning, ttCapture;
556     Piece    movedPiece;
557     int      moveCount, captureCount, quietCount;
558
559     // Step 1. Initialize node
560     Thread* thisThread = pos.this_thread();
561     ss->inCheck        = pos.checkers();
562     priorCapture       = pos.captured_piece();
563     Color us           = pos.side_to_move();
564     moveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
565     bestValue                                             = -VALUE_INFINITE;
566     maxValue                                              = VALUE_INFINITE;
567
568     // Check for the available remaining time
569     if (thisThread == Threads.main())
570         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
571
572     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
573     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
574         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
575
576     if (!rootNode)
577     {
578         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
579         if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed) || pos.is_draw(ss->ply)
580             || ss->ply >= MAX_PLY)
581             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
582                                                         : value_draw(pos.this_thread());
583
584         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
585         // would be at best mate_in(ss->ply + 1), but if alpha is already bigger because
586         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
587         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
588         // signs apply also in the opposite condition of being mated instead of giving
589         // mate. In this case, return a fail-high score.
590         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
591         beta  = std::min(mate_in(ss->ply + 1), beta);
592         if (alpha >= beta)
593             return alpha;
594     }
595     else
596         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
597
598     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
599
600     (ss + 1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
601     (ss + 2)->killers[0] = (ss + 2)->killers[1] = MOVE_NONE;
602     (ss + 2)->cutoffCnt                         = 0;
603     ss->doubleExtensions                        = (ss - 1)->doubleExtensions;
604     Square prevSq = is_ok((ss - 1)->currentMove) ? to_sq((ss - 1)->currentMove) : SQ_NONE;
605     ss->statScore = 0;
606
607     // Step 4. Transposition table lookup.
608     excludedMove = ss->excludedMove;
609     posKey       = pos.key();
610     tte          = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
611     ttValue   = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
612     ttMove    = rootNode  ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
613               : ss->ttHit ? tte->move()
614                           : MOVE_NONE;
615     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
616
617     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
618     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
619     if (!excludedMove)
620         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
621
622     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
623     if (!PvNode && !excludedMove && tte->depth() > depth
624         && ttValue != VALUE_NONE  // Possible in case of TT access race or if !ttHit
625         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
626     {
627         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
628         if (ttMove)
629         {
630             if (ttValue >= beta)
631             {
632                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
633                 if (!ttCapture)
634                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
635
636                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
637                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss - 1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
638                     update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq,
639                                                   -stat_bonus(depth + 1));
640             }
641             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
642             else if (!ttCapture)
643             {
644                 int penalty = -stat_bonus(depth);
645                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
646                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
647             }
648         }
649
650         // Partial workaround for the graph history interaction problem
651         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
652         if (pos.rule50_count() < 90)
653             return ttValue;
654     }
655
656     // Step 5. Tablebases probe
657     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
658     {
659         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
660
661         if (piecesCount <= TB::Cardinality
662             && (piecesCount < TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth) && pos.rule50_count() == 0
663             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
664         {
665             TB::ProbeState err;
666             TB::WDLScore   wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
667
668             // Force check of time on the next occasion
669             if (thisThread == Threads.main())
670                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
671
672             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
673             {
674                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
675
676                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
677
678                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
679                 value = wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
680                       : wdl > drawScore  ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
681                                          : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
682
683                 Bound b = wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
684                         : wdl > drawScore  ? BOUND_LOWER
685                                            : BOUND_EXACT;
686
687                 if (b == BOUND_EXACT || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
688                 {
689                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
690                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6), MOVE_NONE, VALUE_NONE);
691
692                     return value;
693                 }
694
695                 if (PvNode)
696                 {
697                     if (b == BOUND_LOWER)
698                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
699                     else
700                         maxValue = value;
701                 }
702             }
703         }
704     }
705
706     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
707
708     // Step 6. Static evaluation of the position
709     if (ss->inCheck)
710     {
711         // Skip early pruning when in check
712         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
713         improving             = false;
714         goto moves_loop;
715     }
716     else if (excludedMove)
717     {
718         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (~13 Elo)
719         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
720         eval = ss->staticEval;
721     }
722     else if (ss->ttHit)
723     {
724         // Never assume anything about values stored in TT
725         ss->staticEval = eval = tte->eval();
726         if (eval == VALUE_NONE)
727             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
728         else if (PvNode)
729             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
730
731         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
732         if (ttValue != VALUE_NONE && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
733             eval = ttValue;
734     }
735     else
736     {
737         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
738         // Save static evaluation into the transposition table
739         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
740     }
741
742     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
743     if (is_ok((ss - 1)->currentMove) && !(ss - 1)->inCheck && !priorCapture)
744     {
745         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss - 1)->staticEval + ss->staticEval), -1812, 1812);
746         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss - 1)->currentMove)] << bonus;
747     }
748
749     // Set up the improving flag, which is true if current static evaluation is
750     // bigger than the previous static evaluation at our turn (if we were in
751     // check at our previous move we look at static evaluation at move prior to it
752     // and if we were in check at move prior to it flag is set to true) and is
753     // false otherwise. The improving flag is used in various pruning heuristics.
754     improving = (ss - 2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss - 2)->staticEval
755               : (ss - 4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss - 4)->staticEval
756                                                    : true;
757
758     // Step 7. Razoring (~1 Elo)
759     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
760     // return a fail low.
761     // Adjust razor margin according to cutoffCnt. (~1 Elo)
762     if (eval < alpha - 492 - (257 - 200 * ((ss + 1)->cutoffCnt > 3)) * depth * depth)
763     {
764         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
765         if (value < alpha)
766             return value;
767     }
768
769     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo)
770     // The depth condition is important for mate finding.
771     if (!ss->ttPv && depth < 9
772         && eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving)
773                - (ss - 1)->statScore / 321
774              >= beta
775         && eval >= beta && eval < 29462  // smaller than TB wins
776         && !(!ttCapture && ttMove))
777         return eval;
778
779     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
780     if (!PvNode && (ss - 1)->currentMove != MOVE_NULL && (ss - 1)->statScore < 17257 && eval >= beta
781         && eval >= ss->staticEval && ss->staticEval >= beta - 24 * depth + 281 && !excludedMove
782         && pos.non_pawn_material(us) && ss->ply >= thisThread->nmpMinPly
783         && beta > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
784     {
785         assert(eval - beta >= 0);
786
787         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
788         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 152, 6) + depth / 3 + 4;
789
790         ss->currentMove         = MOVE_NULL;
791         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
792
793         pos.do_null_move(st);
794
795         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -beta, -beta + 1, depth - R, !cutNode);
796
797         pos.undo_null_move();
798
799         // Do not return unproven mate or TB scores
800         if (nullValue >= beta && nullValue < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
801         {
802             if (thisThread->nmpMinPly || depth < 14)
803                 return nullValue;
804
805             assert(!thisThread->nmpMinPly);  // Recursive verification is not allowed
806
807             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
808             // until ply exceeds nmpMinPly.
809             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth - R) / 4;
810
811             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta - 1, beta, depth - R, false);
812
813             thisThread->nmpMinPly = 0;
814
815             if (v >= beta)
816                 return nullValue;
817         }
818     }
819
820     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
821     // (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).
822     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
823     if (PvNode && !ttMove)
824         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
825
826     if (depth <= 0)
827         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
828
829     if (cutNode && depth >= 8 && !ttMove)
830         depth -= 2;
831
832     probCutBeta = beta + 168 - 70 * improving;
833
834     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
835     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
836     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
837     if (
838       !PvNode && depth > 3
839       && abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
840       // If value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
841       // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
842       // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
843       // So effective depth is equal to depth - 3
844       && !(tte->depth() >= depth - 3 && ttValue != VALUE_NONE && ttValue < probCutBeta))
845     {
846         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
847
848         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
849
850         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
851             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
852             {
853                 assert(pos.capture_stage(move));
854
855                 ss->currentMove = move;
856                 ss->continuationHistory =
857                   &thisThread
858                      ->continuationHistory[ss->inCheck][true][pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
859
860                 pos.do_move(move, st);
861
862                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
863                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss + 1, -probCutBeta, -probCutBeta + 1);
864
865                 // If the qsearch held, perform the regular search
866                 if (value >= probCutBeta)
867                     value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -probCutBeta, -probCutBeta + 1, depth - 4,
868                                            !cutNode);
869
870                 pos.undo_move(move);
871
872                 if (value >= probCutBeta)
873                 {
874                     // Save ProbCut data into transposition table
875                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3,
876                               move, ss->staticEval);
877                     return value - (probCutBeta - beta);
878                 }
879             }
880
881         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
882     }
883
884 moves_loop:  // When in check, search starts here
885
886     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
887     probCutBeta = beta + 416;
888     if (ss->inCheck && !PvNode && ttCapture && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
889         && tte->depth() >= depth - 4 && ttValue >= probCutBeta
890         && abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY && abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
891         return probCutBeta;
892
893     const PieceToHistory* contHist[] = {(ss - 1)->continuationHistory,
894                                         (ss - 2)->continuationHistory,
895                                         (ss - 3)->continuationHistory,
896                                         (ss - 4)->continuationHistory,
897                                         nullptr,
898                                         (ss - 6)->continuationHistory};
899
900     Move countermove =
901       prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
902
903     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, &captureHistory, contHist,
904                   countermove, ss->killers);
905
906     value            = bestValue;
907     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
908
909     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
910     // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result
911     // of this search was a fail low.
912     bool likelyFailLow = PvNode && ttMove && (tte->bound() & BOUND_UPPER) && tte->depth() >= depth;
913
914     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
915     // or a beta cutoff occurs.
916     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
917     {
918         assert(is_ok(move));
919
920         if (move == excludedMove)
921             continue;
922
923         // Check for legality
924         if (!pos.legal(move))
925             continue;
926
927         // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
928         // Move List. In MultiPV mode we also skip PV moves that have been already
929         // searched and those of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
930         if (rootNode
931             && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
932                            thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
933             continue;
934
935         ss->moveCount = ++moveCount;
936
937         if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
938             sync_cout << "info depth " << depth << " currmove "
939                       << UCI::move(move, pos.is_chess960()) << " currmovenumber "
940                       << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
941         if (PvNode)
942             (ss + 1)->pv = nullptr;
943
944         extension  = 0;
945         capture    = pos.capture_stage(move);
946         movedPiece = pos.moved_piece(move);
947         givesCheck = pos.gives_check(move);
948
949         // Calculate new depth for this move
950         newDepth = depth - 1;
951
952         Value delta = beta - alpha;
953
954         Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
955
956         // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo).
957         // Depth conditions are important for mate finding.
958         if (!rootNode && pos.non_pawn_material(us) && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
959         {
960             // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
961             if (!moveCountPruning)
962                 moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
963
964             // Reduced depth of the next LMR search
965             int lmrDepth = newDepth - r;
966
967             if (capture || givesCheck)
968             {
969                 // Futility pruning for captures (~2 Elo)
970                 if (!givesCheck && lmrDepth < 7 && !ss->inCheck
971                     && ss->staticEval + 188 + 206 * lmrDepth + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))]
972                            + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)]
973                                            [type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))]
974                                / 7
975                          < alpha)
976                     continue;
977
978                 // SEE based pruning for captures and checks (~11 Elo)
979                 if (!pos.see_ge(move, Value(-185) * depth))
980                     continue;
981             }
982             else
983             {
984                 int history = (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
985                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
986                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
987
988                 // Continuation history based pruning (~2 Elo)
989                 if (lmrDepth < 6 && history < -3232 * depth)
990                     continue;
991
992                 history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
993
994                 lmrDepth += history / 5793;
995                 lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
996
997                 // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
998                 if (!ss->inCheck && lmrDepth < 13 && ss->staticEval + 115 + 122 * lmrDepth <= alpha)
999                     continue;
1000
1001                 lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1002
1003                 // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1004                 if (!pos.see_ge(move, Value(-27 * lmrDepth * lmrDepth)))
1005                     continue;
1006             }
1007         }
1008
1009         // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1010         // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1011         if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1012         {
1013             // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1014             // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1015             // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1016             // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the result
1017             // is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove. Note
1018             // that depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear
1019             // scaling. Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1020             // so changing them requires tests at this type of time controls.
1021             if (!rootNode
1022                 && depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 24) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1023                 && move == ttMove && !excludedMove  // Avoid recursive singular search
1024                 && abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1025                 && tte->depth() >= depth - 3)
1026             {
1027                 Value singularBeta  = ttValue - (64 + 57 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1028                 Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1029
1030                 ss->excludedMove = move;
1031                 value =
1032                   search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1033                 ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1034
1035                 if (value < singularBeta)
1036                 {
1037                     extension        = 1;
1038                     singularQuietLMR = !ttCapture;
1039
1040                     // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1041                     if (!PvNode && value < singularBeta - 18 && ss->doubleExtensions <= 11)
1042                     {
1043                         extension = 2;
1044                         depth += depth < 15;
1045                     }
1046                 }
1047
1048                 // Multi-cut pruning
1049                 // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a
1050                 // reduced search without the ttMove. So we assume this expected cut-node
1051                 // is not singular, that multiple moves fail high, and we can prune the
1052                 // whole subtree by returning a softbound.
1053                 else if (singularBeta >= beta)
1054                     return singularBeta;
1055
1056                 // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1057                 else if (ttValue >= beta)
1058                     extension = -2 - !PvNode;
1059
1060                 // If we are on a cutNode, reduce it based on depth (negative extension) (~1 Elo)
1061                 else if (cutNode)
1062                     extension = depth < 19 ? -2 : -1;
1063
1064                 // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1065                 else if (ttValue <= value)
1066                     extension = -1;
1067             }
1068
1069             // Check extensions (~1 Elo)
1070             else if (givesCheck && depth > 9)
1071                 extension = 1;
1072
1073             // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1074             else if (PvNode && move == ttMove && move == ss->killers[0]
1075                      && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 4194)
1076                 extension = 1;
1077         }
1078
1079         // Add extension to new depth
1080         newDepth += extension;
1081         ss->doubleExtensions = (ss - 1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1082
1083         // Speculative prefetch as early as possible
1084         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1085
1086         // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1087         ss->currentMove = move;
1088         ss->continuationHistory =
1089           &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck][capture][movedPiece][to_sq(move)];
1090
1091         // Step 16. Make the move
1092         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1093
1094         // Decrease reduction if position is or has been on the PV (~4 Elo)
1095         if (ss->ttPv && !likelyFailLow)
1096             r -= cutNode && tte->depth() >= depth ? 3 : 2;
1097
1098         // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1099         if ((ss - 1)->moveCount > 7)
1100             r--;
1101
1102         // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1103         if (cutNode)
1104             r += 2;
1105
1106         // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1107         if (ttCapture)
1108             r++;
1109
1110         // Decrease reduction for PvNodes (~2 Elo)
1111         if (PvNode)
1112             r--;
1113
1114         // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1115         if (singularQuietLMR)
1116             r--;
1117
1118         // Increase reduction on repetition (~1 Elo)
1119         if (move == (ss - 4)->currentMove && pos.has_repeated())
1120             r += 2;
1121
1122         // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1123         if ((ss + 1)->cutoffCnt > 3)
1124             r++;
1125
1126         // Decrease reduction for first generated move (ttMove)
1127         else if (move == ttMove)
1128             r--;
1129
1130         ss->statScore = 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1131                       + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1132                       + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1133                       + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] - 3848;
1134
1135         // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1136         r -= ss->statScore / (10216 + 3855 * (depth > 5 && depth < 23));
1137
1138         // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1139         // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1140         // been searched. In general, we would like to reduce them, but there are many
1141         // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1142         if (depth >= 2 && moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1143             && (!ss->ttPv || !capture || (cutNode && (ss - 1)->moveCount > 1)))
1144         {
1145             // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1146             // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1147             // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1148             Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1149
1150             value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, d, true);
1151
1152             // Do a full-depth search when reduced LMR search fails high
1153             if (value > alpha && d < newDepth)
1154             {
1155                 // Adjust full-depth search based on LMR results - if the result
1156                 // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower.
1157                 const bool doDeeperSearch     = value > (bestValue + 51 + 10 * (newDepth - d));
1158                 const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 700 && ss->doubleExtensions <= 6;
1159                 const bool doShallowerSearch  = value < bestValue + newDepth;
1160
1161                 ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1162
1163                 newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1164
1165                 if (newDepth > d)
1166                     value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1167
1168                 int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1169                           : value >= beta  ? stat_bonus(newDepth)
1170                                            : 0;
1171
1172                 update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1173             }
1174         }
1175
1176         // Step 18. Full-depth search when LMR is skipped
1177         else if (!PvNode || moveCount > 1)
1178         {
1179             // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1180             if (!ttMove && cutNode)
1181                 r += 2;
1182
1183             // Note that if expected reduction is high, we reduce search depth by 1 here
1184             value = -search<NonPV>(pos, ss + 1, -(alpha + 1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1185         }
1186
1187         // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail high,
1188         // otherwise let the parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1189         if (PvNode && (moveCount == 1 || value > alpha))
1190         {
1191             (ss + 1)->pv    = pv;
1192             (ss + 1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1193
1194             value = -search<PV>(pos, ss + 1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1195         }
1196
1197         // Step 19. Undo move
1198         pos.undo_move(move);
1199
1200         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1201
1202         // Step 20. Check for a new best move
1203         // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1204         // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1205         // updating best move, PV and TT.
1206         if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1207             return VALUE_ZERO;
1208
1209         if (rootNode)
1210         {
1211             RootMove& rm =
1212               *std::find(thisThread->rootMoves.begin(), thisThread->rootMoves.end(), move);
1213
1214             rm.averageScore =
1215               rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1216
1217             // PV move or new best move?
1218             if (moveCount == 1 || value > alpha)
1219             {
1220                 rm.score = rm.uciScore = value;
1221                 rm.selDepth            = thisThread->selDepth;
1222                 rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1223
1224                 if (value >= beta)
1225                 {
1226                     rm.scoreLowerbound = true;
1227                     rm.uciScore        = beta;
1228                 }
1229                 else if (value <= alpha)
1230                 {
1231                     rm.scoreUpperbound = true;
1232                     rm.uciScore        = alpha;
1233                 }
1234
1235                 rm.pv.resize(1);
1236
1237                 assert((ss + 1)->pv);
1238
1239                 for (Move* m = (ss + 1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1240                     rm.pv.push_back(*m);
1241
1242                 // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1243                 // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1244                 // we must take care to only do this for the first PV line.
1245                 if (moveCount > 1 && !thisThread->pvIdx)
1246                     ++thisThread->bestMoveChanges;
1247             }
1248             else
1249                 // All other moves but the PV, are set to the lowest value: this
1250                 // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1251                 // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1252                 rm.score = -VALUE_INFINITE;
1253         }
1254
1255         if (value > bestValue)
1256         {
1257             bestValue = value;
1258
1259             if (value > alpha)
1260             {
1261                 bestMove = move;
1262
1263                 if (PvNode && !rootNode)  // Update pv even in fail-high case
1264                     update_pv(ss->pv, move, (ss + 1)->pv);
1265
1266                 if (value >= beta)
1267                 {
1268                     ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1269                     assert(value >= beta);  // Fail high
1270                     break;
1271                 }
1272                 else
1273                 {
1274                     // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~2 Elo)
1275                     if (depth > 2 && depth < 12 && beta < 13828 && value > -11369)
1276                         depth -= 2;
1277
1278                     assert(depth > 0);
1279                     alpha = value;  // Update alpha! Always alpha < beta
1280                 }
1281             }
1282         }
1283
1284         // If the move is worse than some previously searched move,
1285         // remember it, to update its stats later.
1286         if (move != bestMove && moveCount <= 32)
1287         {
1288             if (capture)
1289                 capturesSearched[captureCount++] = move;
1290
1291             else
1292                 quietsSearched[quietCount++] = move;
1293         }
1294     }
1295
1296     // Step 21. Check for mate and stalemate
1297     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1298     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1299     // return a fail low score.
1300
1301     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1302
1303     if (!moveCount)
1304         bestValue = excludedMove ? alpha : ss->inCheck ? mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1305
1306     // If there is a move that produces search value greater than alpha we update the stats of searched moves
1307     else if (bestMove)
1308         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq, quietsSearched, quietCount,
1309                          capturesSearched, captureCount, depth);
1310
1311     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1312     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1313     {
1314         int bonus = (depth > 6) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 653)
1315                   + ((ss - 1)->moveCount > 11);
1316         update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq,
1317                                       stat_bonus(depth) * bonus);
1318         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss - 1)->currentMove)]
1319           << stat_bonus(depth) * bonus / 2;
1320     }
1321
1322     if (PvNode)
1323         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1324
1325     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1326     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1327     if (bestValue <= alpha)
1328         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss - 1)->ttPv && depth > 3);
1329
1330     // Write gathered information in transposition table
1331     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1332         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1333                   bestValue >= beta    ? BOUND_LOWER
1334                   : PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT
1335                                        : BOUND_UPPER,
1336                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1337
1338     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1339
1340     return bestValue;
1341 }
1342
1343
1344 // Quiescence search function, which is called by the main search
1345 // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1346 // (~155 Elo)
1347 template<NodeType nodeType>
1348 Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1349
1350     static_assert(nodeType != Root);
1351     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1352
1353     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1354     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1355     assert(depth <= 0);
1356
1357     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
1358     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
1359     if (alpha < VALUE_DRAW && pos.has_game_cycle(ss->ply))
1360     {
1361         alpha = value_draw(pos.this_thread());
1362         if (alpha >= beta)
1363             return alpha;
1364     }
1365
1366     Move      pv[MAX_PLY + 1];
1367     StateInfo st;
1368     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1369
1370     TTEntry* tte;
1371     Key      posKey;
1372     Move     ttMove, move, bestMove;
1373     Depth    ttDepth;
1374     Value    bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1375     bool     pvHit, givesCheck, capture;
1376     int      moveCount;
1377     Color    us = pos.side_to_move();
1378
1379     // Step 1. Initialize node
1380     if (PvNode)
1381     {
1382         (ss + 1)->pv = pv;
1383         ss->pv[0]    = MOVE_NONE;
1384     }
1385
1386     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1387     bestMove           = MOVE_NONE;
1388     ss->inCheck        = pos.checkers();
1389     moveCount          = 0;
1390
1391     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1392     if (pos.is_draw(ss->ply) || ss->ply >= MAX_PLY)
1393         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1394
1395     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1396
1397     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1398     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1399     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1400     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1401
1402     // Step 3. Transposition table lookup
1403     posKey  = pos.key();
1404     tte     = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1405     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1406     ttMove  = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1407     pvHit   = ss->ttHit && tte->is_pv();
1408
1409     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1410     if (!PvNode && tte->depth() >= ttDepth
1411         && ttValue != VALUE_NONE  // Only in case of TT access race or if !ttHit
1412         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1413         return ttValue;
1414
1415     // Step 4. Static evaluation of the position
1416     if (ss->inCheck)
1417         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1418     else
1419     {
1420         if (ss->ttHit)
1421         {
1422             // Never assume anything about values stored in TT
1423             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1424                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1425
1426             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1427             if (ttValue != VALUE_NONE
1428                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1429                 bestValue = ttValue;
1430         }
1431         else
1432             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1433             ss->staticEval = bestValue =
1434               (ss - 1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos) : -(ss - 1)->staticEval;
1435
1436         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1437         if (bestValue >= beta)
1438         {
1439             if (!ss->ttHit)
1440                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER, DEPTH_NONE,
1441                           MOVE_NONE, ss->staticEval);
1442
1443             return bestValue;
1444         }
1445
1446         if (bestValue > alpha)
1447             alpha = bestValue;
1448
1449         futilityBase = ss->staticEval + 200;
1450     }
1451
1452     const PieceToHistory* contHist[] = {(ss - 1)->continuationHistory,
1453                                         (ss - 2)->continuationHistory};
1454
1455     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1456     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1457     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1458     // will be generated.
1459     Square     prevSq = is_ok((ss - 1)->currentMove) ? to_sq((ss - 1)->currentMove) : SQ_NONE;
1460     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, &thisThread->captureHistory,
1461                   contHist, prevSq);
1462
1463     int quietCheckEvasions = 0;
1464
1465     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1466     // or a beta cutoff occurs.
1467     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1468     {
1469         assert(is_ok(move));
1470
1471         // Check for legality
1472         if (!pos.legal(move))
1473             continue;
1474
1475         givesCheck = pos.gives_check(move);
1476         capture    = pos.capture_stage(move);
1477
1478         moveCount++;
1479
1480         // Step 6. Pruning
1481         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY && pos.non_pawn_material(us))
1482         {
1483             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1484             if (!givesCheck && to_sq(move) != prevSq && futilityBase > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1485                 && type_of(move) != PROMOTION)
1486             {
1487                 if (moveCount > 2)
1488                     continue;
1489
1490                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
1491
1492                 // If static eval + value of piece we are going to capture is much lower
1493                 // than alpha we can prune this move.
1494                 if (futilityValue <= alpha)
1495                 {
1496                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1497                     continue;
1498                 }
1499
1500                 // If static eval is much lower than alpha and move is not winning material
1501                 // we can prune this move.
1502                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1503                 {
1504                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1505                     continue;
1506                 }
1507
1508                 // If static exchange evaluation is much worse than what is needed to not
1509                 // fall below alpha we can prune this move.
1510                 if (futilityBase > alpha && !pos.see_ge(move, (alpha - futilityBase) * 4))
1511                 {
1512                     bestValue = alpha;
1513                     continue;
1514                 }
1515             }
1516
1517             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1518             // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1519             // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1520             if (quietCheckEvasions > 1)
1521                 break;
1522
1523             // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1524             if (!capture && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1525                 && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1526                 continue;
1527
1528             // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1529             if (!pos.see_ge(move, Value(-90)))
1530                 continue;
1531         }
1532
1533         // Speculative prefetch as early as possible
1534         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1535
1536         // Update the current move
1537         ss->currentMove = move;
1538         ss->continuationHistory =
1539           &thisThread
1540              ->continuationHistory[ss->inCheck][capture][pos.moved_piece(move)][to_sq(move)];
1541
1542         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1543
1544         // Step 7. Make and search the move
1545         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1546         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss + 1, -beta, -alpha, depth - 1);
1547         pos.undo_move(move);
1548
1549         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1550
1551         // Step 8. Check for a new best move
1552         if (value > bestValue)
1553         {
1554             bestValue = value;
1555
1556             if (value > alpha)
1557             {
1558                 bestMove = move;
1559
1560                 if (PvNode)  // Update pv even in fail-high case
1561                     update_pv(ss->pv, move, (ss + 1)->pv);
1562
1563                 if (value < beta)  // Update alpha here!
1564                     alpha = value;
1565                 else
1566                     break;  // Fail high
1567             }
1568         }
1569     }
1570
1571     // Step 9. Check for mate
1572     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1573     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1574     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1575     {
1576         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1577
1578         return mated_in(ss->ply);  // Plies to mate from the root
1579     }
1580
1581     // Save gathered info in transposition table
1582     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1583               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER, ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1584
1585     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1586
1587     return bestValue;
1588 }
1589
1590
1591 // Adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root"
1592 // to "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1593 // The function is called before storing a value in the transposition table.
1594 Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1595
1596     assert(v != VALUE_NONE);
1597
1598     return v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY ? v + ply : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1599 }
1600
1601
1602 // Inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1603 // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1604 // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root".
1605 // However, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1606 // and the graph history interaction problem, we return an optimal TB score instead.
1607 Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1608
1609     if (v == VALUE_NONE)
1610         return VALUE_NONE;
1611
1612     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1613     {
1614         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1615             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1;  // do not return a potentially false mate score
1616
1617         return v - ply;
1618     }
1619
1620     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)  // TB loss or worse
1621     {
1622         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1623             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1;  // do not return a potentially false mate score
1624
1625         return v + ply;
1626     }
1627
1628     return v;
1629 }
1630
1631
1632 // Adds current move and appends child pv[]
1633 void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1634
1635     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE;)
1636         *pv++ = *childPv++;
1637     *pv = MOVE_NONE;
1638 }
1639
1640
1641 // Updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1642 void update_all_stats(const Position& pos,
1643                       Stack*          ss,
1644                       Move            bestMove,
1645                       Value           bestValue,
1646                       Value           beta,
1647                       Square          prevSq,
1648                       Move*           quietsSearched,
1649                       int             quietCount,
1650                       Move*           capturesSearched,
1651                       int             captureCount,
1652                       Depth           depth) {
1653
1654     Color                  us             = pos.side_to_move();
1655     Thread*                thisThread     = pos.this_thread();
1656     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1657     Piece                  moved_piece    = pos.moved_piece(bestMove);
1658     PieceType              captured;
1659
1660     int quietMoveBonus = stat_bonus(depth + 1);
1661
1662     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1663     {
1664         int bestMoveBonus = bestValue > beta + 168 ? quietMoveBonus      // larger bonus
1665                                                    : stat_bonus(depth);  // smaller bonus
1666
1667         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1668         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bestMoveBonus);
1669
1670         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1671         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1672         {
1673             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bestMoveBonus;
1674             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]),
1675                                           to_sq(quietsSearched[i]), -bestMoveBonus);
1676         }
1677     }
1678     else
1679     {
1680         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1681         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1682         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << quietMoveBonus;
1683     }
1684
1685     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1686     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1687     if (prevSq != SQ_NONE
1688         && ((ss - 1)->moveCount == 1 + (ss - 1)->ttHit
1689             || ((ss - 1)->currentMove == (ss - 1)->killers[0]))
1690         && !pos.captured_piece())
1691         update_continuation_histories(ss - 1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -quietMoveBonus);
1692
1693     // Decrease stats for all non-best capture moves
1694     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1695     {
1696         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1697         captured    = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1698         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -quietMoveBonus;
1699     }
1700 }
1701
1702
1703 // Updates histories of the move pairs formed
1704 // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1705 void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1706
1707     for (int i : {1, 2, 3, 4, 6})
1708     {
1709         // Only update the first 2 continuation histories if we are in check
1710         if (ss->inCheck && i > 2)
1711             break;
1712         if (is_ok((ss - i)->currentMove))
1713             (*(ss - i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus / (1 + 3 * (i == 3));
1714     }
1715 }
1716
1717
1718 // Updates move sorting heuristics
1719 void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1720
1721     // Update killers
1722     if (ss->killers[0] != move)
1723     {
1724         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1725         ss->killers[0] = move;
1726     }
1727
1728     Color   us         = pos.side_to_move();
1729     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1730     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1731     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1732
1733     // Update countermove history
1734     if (is_ok((ss - 1)->currentMove))
1735     {
1736         Square prevSq                                          = to_sq((ss - 1)->currentMove);
1737         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1738     }
1739 }
1740
1741 // When playing with strength handicap, choose the best move among a set of RootMoves
1742 // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1743 Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1744
1745     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1746     static PRNG      rng(now());  // PRNG sequence should be non-deterministic
1747
1748     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1749     Value  topScore = rootMoves[0].score;
1750     int    delta    = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValue);
1751     int    maxScore = -VALUE_INFINITE;
1752     double weakness = 120 - 2 * level;
1753
1754     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1755     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1756     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1757     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1758     {
1759         // This is our magic formula
1760         int push = int((weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1761                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness)))
1762                        / 128);
1763
1764         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1765         {
1766             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1767             best     = rootMoves[i].pv[0];
1768         }
1769     }
1770
1771     return best;
1772 }
1773
1774 }  // namespace
1775
1776
1777 // Used to print debug info and, more importantly,
1778 // to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1779 void MainThread::check_time() {
1780
1781     if (--callsCnt > 0)
1782         return;
1783
1784     // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1785     callsCnt = Limits.nodes ? std::min(512, int(Limits.nodes / 1024)) : 512;
1786
1787     static TimePoint lastInfoTime = now();
1788
1789     TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1790     TimePoint tick    = Limits.startTime + elapsed;
1791
1792     if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1793     {
1794         lastInfoTime = tick;
1795         dbg_print();
1796     }
1797
1798     // We should not stop pondering until told so by the GUI
1799     if (ponder)
1800         return;
1801
1802     if ((Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
1803         || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1804         || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= uint64_t(Limits.nodes)))
1805         Threads.stop = true;
1806 }
1807
1808
1809 // Formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1810 // that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1811 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1812
1813     std::stringstream ss;
1814     TimePoint         elapsed       = Time.elapsed() + 1;
1815     const RootMoves&  rootMoves     = pos.this_thread()->rootMoves;
1816     size_t            pvIdx         = pos.this_thread()->pvIdx;
1817     size_t            multiPV       = std::min(size_t(Options["MultiPV"]), rootMoves.size());
1818     uint64_t          nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1819     uint64_t          tbHits        = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1820
1821     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1822     {
1823         bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1824
1825         if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1826             continue;
1827
1828         Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1829         Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1830
1831         if (v == -VALUE_INFINITE)
1832             v = VALUE_ZERO;
1833
1834         bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1835         v       = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1836
1837         if (ss.rdbuf()->in_avail())  // Not at first line
1838             ss << "\n";
1839
1840         ss << "info"
1841            << " depth " << d << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth << " multipv " << i + 1
1842            << " score " << UCI::value(v);
1843
1844         if (Options["UCI_ShowWDL"])
1845             ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1846
1847         if (i == pvIdx && !tb && updated)  // tablebase- and previous-scores are exact
1848             ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound
1849                      ? " lowerbound"
1850                      : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1851
1852         ss << " nodes " << nodesSearched << " nps " << nodesSearched * 1000 / elapsed
1853            << " hashfull " << TT.hashfull() << " tbhits " << tbHits << " time " << elapsed << " pv";
1854
1855         for (Move m : rootMoves[i].pv)
1856             ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1857     }
1858
1859     return ss.str();
1860 }
1861
1862
1863 // Called in case we have no ponder move
1864 // before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1865 // fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1866 // otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think about.
1867 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1868
1869     StateInfo st;
1870     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1871
1872     bool ttHit;
1873
1874     assert(pv.size() == 1);
1875
1876     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1877         return false;
1878
1879     pos.do_move(pv[0], st);
1880     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1881
1882     if (ttHit)
1883     {
1884         Move m = tte->move();  // Local copy to be SMP safe
1885         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1886             pv.push_back(m);
1887     }
1888
1889     pos.undo_move(pv[0]);
1890     return pv.size() > 1;
1891 }
1892
1893 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1894
1895     RootInTB           = false;
1896     UseRule50          = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1897     ProbeDepth         = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1898     Cardinality        = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1899     bool dtz_available = true;
1900
1901     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1902     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1903     if (Cardinality > MaxCardinality)
1904     {
1905         Cardinality = MaxCardinality;
1906         ProbeDepth  = 0;
1907     }
1908
1909     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1910     {
1911         // Rank moves using DTZ tables
1912         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1913
1914         if (!RootInTB)
1915         {
1916             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1917             dtz_available = false;
1918             RootInTB      = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1919         }
1920     }
1921
1922     if (RootInTB)
1923     {
1924         // Sort moves according to TB rank
1925         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1926                          [](const RootMove& a, const RootMove& b) { return a.tbRank > b.tbRank; });
1927
1928         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1929         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1930             Cardinality = 0;
1931     }
1932     else
1933     {
1934         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1935         for (auto& m : rootMoves)
1936             m.tbRank = 0;
1937     }
1938 }
1939
1940 }  // namespace Stockfish