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[stockfish] / src / search.cpp
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 #include <sstream>
 
 #include "evaluate.h"
+#include "misc.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "rkiss.h"
 #include "search.h"
 #include "timeman.h"
 #include "thread.h"
 #include "tt.h"
 #include "uci.h"
+#include "syzygy/tbprobe.h"
 
 namespace Search {
 
   volatile SignalsType Signals;
   LimitsType Limits;
-  std::vector<RootMove> RootMoves;
+  RootMoveVector RootMoves;
   Position RootPos;
   Time::point SearchTime;
   StateStackPtr SetupStates;
 }
 
+namespace Tablebases {
+
+  int Cardinality;
+  uint64_t Hits;
+  bool RootInTB;
+  bool UseRule50;
+  Depth ProbeDepth;
+  Value Score;
+}
+
+namespace TB = Tablebases;
+
 using std::string;
 using Eval::evaluate;
 using namespace Search;
@@ -87,6 +100,7 @@ namespace {
   void id_loop(Position& pos);
   Value value_to_tt(Value v, int ply);
   Value value_from_tt(Value v, int ply);
+  void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Depth depth, Move* quiets, int quietsCnt);
   string uci_pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta);
 
@@ -101,7 +115,7 @@ namespace {
     }
 
     size_t candidates_size() const { return candidates; }
-    bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + level; }
+    bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth / ONE_PLY == 1 + level; }
     Move pick_move();
 
     int level;
@@ -165,7 +179,7 @@ uint64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
           pos.undo_move(*it);
       }
       if (Root)
-          sync_cout << UCI::format_move(*it, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
+          sync_cout << UCI::move(*it, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
   }
   return nodes;
 }
@@ -181,19 +195,63 @@ void Search::think() {
 
   TimeMgr.init(Limits, RootPos.game_ply(), RootPos.side_to_move());
 
-  int cf = Options["Contempt"] * PawnValueEg / 100; // From centipawns
-  DrawValue[ RootPos.side_to_move()] = VALUE_DRAW - Value(cf);
-  DrawValue[~RootPos.side_to_move()] = VALUE_DRAW + Value(cf);
+  int contempt = Options["Contempt"] * PawnValueEg / 100; // From centipawns
+  DrawValue[ RootPos.side_to_move()] = VALUE_DRAW - Value(contempt);
+  DrawValue[~RootPos.side_to_move()] = VALUE_DRAW + Value(contempt);
+
+  TB::Hits = 0;
+  TB::RootInTB = false;
+  TB::UseRule50 = Options["Syzygy50MoveRule"];
+  TB::ProbeDepth = Options["SyzygyProbeDepth"] * ONE_PLY;
+  TB::Cardinality = Options["SyzygyProbeLimit"];
+
+  // Skip TB probing when no TB found: !TBLargest -> !TB::Cardinality
+  if (TB::Cardinality > TB::MaxCardinality)
+  {
+      TB::Cardinality = TB::MaxCardinality;
+      TB::ProbeDepth = DEPTH_ZERO;
+  }
 
   if (RootMoves.empty())
   {
       RootMoves.push_back(MOVE_NONE);
       sync_cout << "info depth 0 score "
-                << UCI::format_value(RootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
+                << UCI::value(RootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
                 << sync_endl;
   }
   else
   {
+      if (TB::Cardinality >=  RootPos.count<ALL_PIECES>(WHITE)
+                            + RootPos.count<ALL_PIECES>(BLACK))
+      {
+          // If the current root position is in the tablebases then RootMoves
+          // contains only moves that preserve the draw or win.
+          TB::RootInTB = Tablebases::root_probe(RootPos, RootMoves, TB::Score);
+
+          if (TB::RootInTB)
+              TB::Cardinality = 0; // Do not probe tablebases during the search
+
+          else // If DTZ tables are missing, use WDL tables as a fallback
+          {
+              // Filter out moves that do not preserve a draw or win
+              TB::RootInTB = Tablebases::root_probe_wdl(RootPos, RootMoves, TB::Score);
+
+              // Only probe during search if winning
+              if (TB::Score <= VALUE_DRAW)
+                  TB::Cardinality = 0;
+          }
+
+          if (TB::RootInTB)
+          {
+              TB::Hits = RootMoves.size();
+
+              if (!TB::UseRule50)
+                  TB::Score =  TB::Score > VALUE_DRAW ?  VALUE_MATE - MAX_PLY - 1
+                             : TB::Score < VALUE_DRAW ? -VALUE_MATE + MAX_PLY + 1
+                                                      :  VALUE_DRAW;
+          }
+      }
+
       for (size_t i = 0; i < Threads.size(); ++i)
           Threads[i]->maxPly = 0;
 
@@ -216,9 +274,12 @@ void Search::think() {
       RootPos.this_thread()->wait_for(Signals.stop);
   }
 
-  sync_cout << "bestmove " << UCI::format_move(RootMoves[0].pv[0], RootPos.is_chess960())
-            << " ponder "  << UCI::format_move(RootMoves[0].pv[1], RootPos.is_chess960())
-            << sync_endl;
+  sync_cout << "bestmove " << UCI::move(RootMoves[0].pv[0], RootPos.is_chess960());
+
+  if (RootMoves[0].pv.size() > 1)
+      std::cout << " ponder " << UCI::move(RootMoves[0].pv[1], RootPos.is_chess960());
+
+  std::cout << sync_endl;
 }
 
 
@@ -255,7 +316,7 @@ namespace {
     multiPV = std::max(multiPV, skill.candidates_size());
 
     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
-    while (++depth < MAX_PLY && !Signals.stop && (!Limits.depth || depth <= Limits.depth))
+    while (++depth < DEPTH_MAX && !Signals.stop && (!Limits.depth || depth <= Limits.depth))
     {
         // Age out PV variability metric
         BestMoveChanges *= 0.5;
@@ -263,7 +324,7 @@ namespace {
         // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
         // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
         for (size_t i = 0; i < RootMoves.size(); ++i)
-            RootMoves[i].prevScore = RootMoves[i].score;
+            RootMoves[i].previousScore = RootMoves[i].score;
 
         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
         for (PVIdx = 0; PVIdx < std::min(multiPV, RootMoves.size()) && !Signals.stop; ++PVIdx)
@@ -272,8 +333,8 @@ namespace {
             if (depth >= 5 * ONE_PLY)
             {
                 delta = Value(16);
-                alpha = std::max(RootMoves[PVIdx].prevScore - delta,-VALUE_INFINITE);
-                beta  = std::min(RootMoves[PVIdx].prevScore + delta, VALUE_INFINITE);
+                alpha = std::max(RootMoves[PVIdx].previousScore - delta,-VALUE_INFINITE);
+                beta  = std::min(RootMoves[PVIdx].previousScore + delta, VALUE_INFINITE);
             }
 
             // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
@@ -394,15 +455,15 @@ namespace {
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
     assert(depth > DEPTH_ZERO);
 
-    Move quietsSearched[64];
+    Move pv[MAX_PLY+1], quietsSearched[64];
     StateInfo st;
-    const TTEntry *tte;
+    TTEntry* tte;
     SplitPoint* splitPoint;
     Key posKey;
     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
-    Depth ext, newDepth, predictedDepth;
+    Depth extension, newDepth, predictedDepth;
     Value bestValue, value, ttValue, eval, nullValue, futilityValue;
-    bool inCheck, givesCheck, singularExtensionNode, improving;
+    bool ttHit, inCheck, givesCheck, singularExtensionNode, improving;
     bool captureOrPromotion, dangerous, doFullDepthSearch;
     int moveCount, quietCount;
 
@@ -416,6 +477,7 @@ namespace {
         bestMove   = splitPoint->bestMove;
         bestValue  = splitPoint->bestValue;
         tte = NULL;
+        ttHit = false;
         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
         ttValue = VALUE_NONE;
 
@@ -453,7 +515,7 @@ namespace {
     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
 
     ss->currentMove = ss->ttMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
+    (ss+1)->skipEarlyPruning = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
 
     // Step 4. Transposition table lookup
@@ -461,21 +523,17 @@ namespace {
     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
     excludedMove = ss->excludedMove;
     posKey = excludedMove ? pos.exclusion_key() : pos.key();
-    tte = TT.probe(posKey);
-    ss->ttMove = ttMove = RootNode ? RootMoves[PVIdx].pv[0] : tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
-    ttValue = tte ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
-
-    // At PV nodes we check for exact scores, whilst at non-PV nodes we check for
-    // a fail high/low. The biggest advantage to probing at PV nodes is to have a
-    // smooth experience in analysis mode. We don't probe at Root nodes otherwise
-    // we should also update RootMoveList to avoid bogus output.
-    if (   !RootNode
-        && tte
+    tte = TT.probe(posKey, ttHit);
+    ss->ttMove = ttMove = RootNode ? RootMoves[PVIdx].pv[0] : ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
+
+    // At non-PV nodes we check for a fail high/low. We don't probe at PV nodes
+    if (  !PvNode
+        && ttHit
         && tte->depth() >= depth
         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
-        && (           PvNode ?  tte->bound() == BOUND_EXACT
-            : ttValue >= beta ? (tte->bound() &  BOUND_LOWER)
-                              : (tte->bound() &  BOUND_UPPER)))
+        && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
+                            : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
     {
         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
 
@@ -486,6 +544,36 @@ namespace {
         return ttValue;
     }
 
+    // Step 4a. Tablebase probe
+    if (!RootNode && TB::Cardinality)
+    {
+        int piecesCnt = pos.count<ALL_PIECES>(WHITE) + pos.count<ALL_PIECES>(BLACK);
+
+        if (    piecesCnt <= TB::Cardinality
+            && (piecesCnt <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
+            &&  pos.rule50_count() == 0)
+        {
+            int found, v = Tablebases::probe_wdl(pos, &found);
+
+            if (found)
+            {
+                TB::Hits++;
+
+                int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
+
+                value =  v < -drawScore ? -VALUE_MATE + MAX_PLY + ss->ply
+                       : v >  drawScore ?  VALUE_MATE - MAX_PLY - ss->ply
+                                        :  VALUE_DRAW + 2 * v * drawScore;
+
+                tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), BOUND_EXACT,
+                          std::min(DEPTH_MAX - ONE_PLY, depth + 6 * ONE_PLY),
+                          MOVE_NONE, VALUE_NONE, TT.generation());
+
+                return value;
+            }
+        }
+    }
+
     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
     if (inCheck)
     {
@@ -493,7 +581,7 @@ namespace {
         goto moves_loop;
     }
 
-    else if (tte)
+    else if (ttHit)
     {
         // Never assume anything on values stored in TT
         if ((ss->staticEval = eval = tte->eval_value()) == VALUE_NONE)
@@ -509,9 +597,12 @@ namespace {
         eval = ss->staticEval =
         (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos) : -(ss-1)->staticEval + 2 * Eval::Tempo;
 
-        TT.store(posKey, VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
+        tte->save(posKey, VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval, TT.generation());
     }
 
+    if (ss->skipEarlyPruning)
+        goto moves_loop;
+
     if (   !pos.captured_piece_type()
         &&  ss->staticEval != VALUE_NONE
         && (ss-1)->staticEval != VALUE_NONE
@@ -542,7 +633,6 @@ namespace {
 
     // Step 7. Futility pruning: child node (skipped when in check)
     if (   !PvNode
-        && !ss->skipNullMove
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN  // Do not return unproven wins
@@ -551,7 +641,6 @@ namespace {
 
     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
-        && !ss->skipNullMove
         &&  depth >= 2 * ONE_PLY
         &&  eval >= beta
         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
@@ -561,13 +650,13 @@ namespace {
         assert(eval - beta >= 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on depth and value
-        Depth R = (3 + depth / 4 + std::min(int(eval - beta) / PawnValueMg, 3)) * ONE_PLY;
+        Depth R = (3 + depth / 4 + std::min((eval - beta) / PawnValueMg, 3)) * ONE_PLY;
 
         pos.do_null_move(st);
-        (ss+1)->skipNullMove = true;
+        (ss+1)->skipEarlyPruning = true;
         nullValue = depth-R < ONE_PLY ? -qsearch<NonPV, false>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, DEPTH_ZERO)
                                       : - search<NonPV, false>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
-        (ss+1)->skipNullMove = false;
+        (ss+1)->skipEarlyPruning = false;
         pos.undo_null_move();
 
         if (nullValue >= beta)
@@ -580,10 +669,10 @@ namespace {
                 return nullValue;
 
             // Do verification search at high depths
-            ss->skipNullMove = true;
+            ss->skipEarlyPruning = true;
             Value v = depth-R < ONE_PLY ? qsearch<NonPV, false>(pos, ss, beta-1, beta, DEPTH_ZERO)
                                         :  search<NonPV, false>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
-            ss->skipNullMove = false;
+            ss->skipEarlyPruning = false;
 
             if (v >= beta)
                 return nullValue;
@@ -596,7 +685,6 @@ namespace {
     // prune the previous move.
     if (   !PvNode
         &&  depth >= 5 * ONE_PLY
-        && !ss->skipNullMove
         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
     {
         Value rbeta = std::min(beta + 200, VALUE_INFINITE);
@@ -627,12 +715,12 @@ namespace {
         && (PvNode || ss->staticEval + 256 >= beta))
     {
         Depth d = 2 * (depth - 2 * ONE_PLY) - (PvNode ? DEPTH_ZERO : depth / 2);
-        ss->skipNullMove = true;
+        ss->skipEarlyPruning = true;
         search<PvNode ? PV : NonPV, false>(pos, ss, alpha, beta, d / 2, true);
-        ss->skipNullMove = false;
+        ss->skipEarlyPruning = false;
 
-        tte = TT.probe(posKey);
-        ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
+        tte = TT.probe(posKey, ttHit);
+        ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
     }
 
 moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
@@ -694,12 +782,15 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
           Signals.firstRootMove = (moveCount == 1);
 
           if (thisThread == Threads.main() && Time::now() - SearchTime > 3000)
-              sync_cout << "info depth " << depth
-                        << " currmove " << UCI::format_move(move, pos.is_chess960())
+              sync_cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
+                        << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
                         << " currmovenumber " << moveCount + PVIdx << sync_endl;
       }
 
-      ext = DEPTH_ZERO;
+      if (PvNode)
+          (ss+1)->pv = NULL;
+
+      extension = DEPTH_ZERO;
       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
 
       givesCheck =  type_of(move) == NORMAL && !ci.dcCandidates
@@ -712,7 +803,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
       // Step 12. Extend checks
       if (givesCheck && pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
-          ext = ONE_PLY;
+          extension = ONE_PLY;
 
       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
@@ -721,22 +812,22 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
       // ttValue minus a margin then we extend the ttMove.
       if (    singularExtensionNode
           &&  move == ttMove
-          && !ext
+          && !extension
           &&  pos.legal(move, ci.pinned))
       {
-          Value rBeta = ttValue - int(2 * depth);
+          Value rBeta = ttValue - 2 * depth / ONE_PLY;
           ss->excludedMove = move;
-          ss->skipNullMove = true;
+          ss->skipEarlyPruning = true;
           value = search<NonPV, false>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2, cutNode);
-          ss->skipNullMove = false;
+          ss->skipEarlyPruning = false;
           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
 
           if (value < rBeta)
-              ext = ONE_PLY;
+              extension = ONE_PLY;
       }
 
       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
-      newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
+      newDepth = depth - ONE_PLY + extension;
 
       // Step 13. Pruning at shallow depth (exclude PV nodes)
       if (   !PvNode
@@ -863,10 +954,16 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
       // parent node fail low with value <= alpha and to try another move.
       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
+      {
+          (ss+1)->pv = pv;
+          (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
+
           value = newDepth <   ONE_PLY ?
                             givesCheck ? -qsearch<PV,  true>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
                                        : -qsearch<PV, false>(pos, ss+1, -beta, -alpha, DEPTH_ZERO)
                                        : - search<PV, false>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
+      }
+
       // Step 17. Undo move
       pos.undo_move(move);
 
@@ -894,7 +991,12 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
           if (moveCount == 1 || value > alpha)
           {
               rm.score = value;
-              rm.extract_pv_from_tt(pos);
+              rm.pv.resize(1);
+
+              assert((ss+1)->pv);
+
+              for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
+                  rm.pv.push_back(*m);
 
               // We record how often the best move has been changed in each
               // iteration. This information is used for time management: When
@@ -917,6 +1019,9 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
           {
               bestMove = SpNode ? splitPoint->bestMove = move : move;
 
+              if (PvNode && !RootNode) // Update pv even in fail-high case
+                  update_pv(SpNode ? splitPoint->ss->pv : ss->pv, move, (ss+1)->pv);
+
               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
                   alpha = SpNode ? splitPoint->alpha = value : value;
               else
@@ -975,10 +1080,10 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     else if (bestValue >= beta && !pos.capture_or_promotion(bestMove) && !inCheck)
         update_stats(pos, ss, bestMove, depth, quietsSearched, quietCount - 1);
 
-    TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
-             bestValue >= beta  ? BOUND_LOWER :
-             PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
-             depth, bestMove, ss->staticEval);
+    tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
+              bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
+              PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
+              depth, bestMove, ss->staticEval, TT.generation());
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1001,17 +1106,21 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
     assert(depth <= DEPTH_ZERO);
 
+    Move pv[MAX_PLY+1];
     StateInfo st;
-    const TTEntry* tte;
+    TTEntry* tte;
     Key posKey;
     Move ttMove, move, bestMove;
     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase, oldAlpha;
-    bool givesCheck, evasionPrunable;
+    bool ttHit, givesCheck, evasionPrunable;
     Depth ttDepth;
 
-    // To flag BOUND_EXACT a node with eval above alpha and no available moves
     if (PvNode)
-        oldAlpha = alpha;
+    {
+        oldAlpha = alpha; // To flag BOUND_EXACT when eval above alpha and no available moves
+        (ss+1)->pv = pv;
+        ss->pv[0] = MOVE_NONE;
+    }
 
     ss->currentMove = bestMove = MOVE_NONE;
     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
@@ -1030,16 +1139,16 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
     // Transposition table lookup
     posKey = pos.key();
-    tte = TT.probe(posKey);
-    ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
-    ttValue = tte ? value_from_tt(tte->value(),ss->ply) : VALUE_NONE;
+    tte = TT.probe(posKey, ttHit);
+    ttMove = ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
 
-    if (   tte
+    if (  !PvNode
+        && ttHit
         && tte->depth() >= ttDepth
         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
-        && (           PvNode ?  tte->bound() == BOUND_EXACT
-            : ttValue >= beta ? (tte->bound() &  BOUND_LOWER)
-                              : (tte->bound() &  BOUND_UPPER)))
+        && (ttValue >= beta ? (tte->bound() &  BOUND_LOWER)
+                            : (tte->bound() &  BOUND_UPPER)))
     {
         ss->currentMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
         return ttValue;
@@ -1053,7 +1162,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     }
     else
     {
-        if (tte)
+        if (ttHit)
         {
             // Never assume anything on values stored in TT
             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval_value()) == VALUE_NONE)
@@ -1071,9 +1180,9 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
         if (bestValue >= beta)
         {
-            if (!tte)
-                TT.store(pos.key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), BOUND_LOWER,
-                         DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
+            if (!ttHit)
+                tte->save(pos.key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), BOUND_LOWER,
+                          DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval, TT.generation());
 
             return bestValue;
         }
@@ -1161,6 +1270,9 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
           if (value > alpha)
           {
+              if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
+                  update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
+
               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here! Always alpha < beta
               {
                   alpha = value;
@@ -1168,8 +1280,8 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
               }
               else // Fail high
               {
-                  TT.store(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), BOUND_LOWER,
-                           ttDepth, move, ss->staticEval);
+                  tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), BOUND_LOWER,
+                            ttDepth, move, ss->staticEval, TT.generation());
 
                   return value;
               }
@@ -1182,9 +1294,9 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     if (InCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
 
-    TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
-             PvNode && bestValue > oldAlpha ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
-             ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
+    tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply),
+              PvNode && bestValue > oldAlpha ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
+              ttDepth, bestMove, ss->staticEval, TT.generation());
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1217,6 +1329,15 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
   }
 
 
+  // update_pv() adds current move and appends child pv[]
+
+  void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
+
+    for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
+        *pv++ = *childPv++;
+    *pv = MOVE_NONE;
+  }
+
   // update_stats() updates killers, history, countermoves and followupmoves stats after a fail-high
   // of a quiet move.
 
@@ -1230,7 +1351,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
     // Increase history value of the cut-off move and decrease all the other
     // played quiet moves.
-    Value bonus = Value(4 * int(depth) * int(depth));
+    Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY));
     History.update(pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
     for (int i = 0; i < quietsCnt; ++i)
     {
@@ -1257,16 +1378,13 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
   Move Skill::pick_move() {
 
-    static RKISS rk;
-
-    // PRNG sequence should be not deterministic
-    for (int i = Time::now() % 50; i > 0; --i)
-        rk.rand<unsigned>();
+    // PRNG sequence should be non-deterministic, so we seed it with the time at init
+    static PRNG rng(Time::now());
 
     // RootMoves are already sorted by score in descending order
     int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[candidates - 1].score, PawnValueMg);
     int weakness = 120 - 2 * level;
-    int max_s = -VALUE_INFINITE;
+    int maxScore = -VALUE_INFINITE;
     best = MOVE_NONE;
 
     // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
@@ -1274,19 +1392,19 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     // then we choose the move with the resulting highest score.
     for (size_t i = 0; i < candidates; ++i)
     {
-        int s = RootMoves[i].score;
+        int score = RootMoves[i].score;
 
         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
-        if (i > 0 && RootMoves[i - 1].score > s + 2 * PawnValueMg)
+        if (i > 0 && RootMoves[i - 1].score > score + 2 * PawnValueMg)
             break;
 
         // This is our magic formula
-        s += (  weakness * int(RootMoves[0].score - s)
-              + variance * (rk.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
+        score += (  weakness * int(RootMoves[0].score - score)
+                  + variance * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
 
-        if (s > max_s)
+        if (score > maxScore)
         {
-            max_s = s;
+            maxScore = score;
             best = RootMoves[i].pv[0];
         }
     }
@@ -1313,11 +1431,14 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     {
         bool updated = (i <= PVIdx);
 
-        if (depth == 1 && !updated)
+        if (depth == ONE_PLY && !updated)
             continue;
 
         Depth d = updated ? depth : depth - ONE_PLY;
-        Value v = updated ? RootMoves[i].score : RootMoves[i].prevScore;
+        Value v = updated ? RootMoves[i].score : RootMoves[i].previousScore;
+
+        bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE - MAX_PLY;
+        v = tb ? TB::Score : v;
 
         if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
             ss << "\n";
@@ -1325,14 +1446,15 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
         ss << "info depth " << d / ONE_PLY
            << " seldepth "  << selDepth
            << " multipv "   << i + 1
-           << " score "     << (i == PVIdx ? UCI::format_value(v, alpha, beta) : UCI::format_value(v))
+           << " score "     << ((!tb && i == PVIdx) ? UCI::value(v, alpha, beta) : UCI::value(v))
            << " nodes "     << pos.nodes_searched()
            << " nps "       << pos.nodes_searched() * 1000 / elapsed
+           << " tbhits "    << TB::Hits
            << " time "      << elapsed
            << " pv";
 
-        for (size_t j = 0; RootMoves[i].pv[j] != MOVE_NONE; ++j)
-            ss << " " << UCI::format_move(RootMoves[i].pv[j], pos.is_chess960());
+        for (size_t j = 0; j < RootMoves[i].pv.size(); ++j)
+            ss << " " << UCI::move(RootMoves[i].pv[j], pos.is_chess960());
     }
 
     return ss.str();
@@ -1341,43 +1463,6 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 } // namespace
 
 
-/// RootMove::extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the TT table.
-/// We also consider both failing high nodes and BOUND_EXACT nodes here to
-/// ensure that we have a ponder move even when we fail high at root. This
-/// results in a long PV to print that is important for position analysis.
-
-void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
-
-  StateInfo state[MAX_PLY], *st = state;
-  const TTEntry* tte;
-  int ply = 1;    // At root ply is 1...
-  Move m = pv[0]; // ...instead pv[] array starts from 0
-  Value expectedScore = score;
-
-  pv.clear();
-
-  do {
-      pv.push_back(m);
-
-      assert(MoveList<LEGAL>(pos).contains(pv[ply - 1]));
-
-      pos.do_move(pv[ply++ - 1], *st++);
-      tte = TT.probe(pos.key());
-      expectedScore = -expectedScore;
-
-  } while (   tte
-           && expectedScore == value_from_tt(tte->value(), ply)
-           && pos.pseudo_legal(m = tte->move()) // Local copy, TT could change
-           && pos.legal(m, pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()))
-           && ply < MAX_PLY
-           && (!pos.is_draw() || ply <= 2));
-
-  pv.push_back(MOVE_NONE); // Must be zero-terminating
-
-  while (--ply) pos.undo_move(pv[ply - 1]);
-}
-
-
 /// RootMove::insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and
 /// inserts the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
 /// first, even if the old TT entries have been overwritten.
@@ -1385,20 +1470,20 @@ void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
 void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
 
   StateInfo state[MAX_PLY], *st = state;
-  const TTEntry* tte;
-  int idx = 0; // Ply starts from 1, we need to start from 0
+  size_t idx = 0;
 
-  do {
-      tte = TT.probe(pos.key());
+  for ( ; idx < pv.size(); ++idx)
+  {
+      bool ttHit;
+      TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
 
-      if (!tte || tte->move() != pv[idx]) // Don't overwrite correct entries
-          TT.store(pos.key(), VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, pv[idx], VALUE_NONE);
+      if (!ttHit || tte->move() != pv[idx]) // Don't overwrite correct entries
+          tte->save(pos.key(), VALUE_NONE, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, pv[idx], VALUE_NONE, TT.generation());
 
       assert(MoveList<LEGAL>(pos).contains(pv[idx]));
 
-      pos.do_move(pv[idx++], *st++);
-
-  } while (pv[idx] != MOVE_NONE);
+      pos.do_move(pv[idx], *st++);
+  }
 
   while (idx) pos.undo_move(pv[--idx]);
 }
@@ -1540,7 +1625,11 @@ void check_time() {
       dbg_print();
   }
 
-  if (Limits.use_time_management() && !Limits.ponder)
+  // An engine may not stop pondering until told so by the GUI
+  if (Limits.ponder)
+      return;
+
+  if (Limits.use_time_management())
   {
       bool stillAtFirstMove =    Signals.firstRootMove
                              && !Signals.failedLowAtRoot