]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
5de950eb147dc2d5a64080055b097b1a3eeb60f8
[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 <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
67     return Value(140 * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table, initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 936);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(336 * d - 547, 1561);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((20.57 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = -VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   int searchAgainCounter = 0;
314
315   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
316   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
317          && !Threads.stop
318          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
319   {
320       // Age out PV variability metric
321       if (mainThread)
322           totBestMoveChanges /= 2;
323
324       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
325       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
326       for (RootMove& rm : rootMoves)
327           rm.previousScore = rm.score;
328
329       size_t pvFirst = 0;
330       pvLast = 0;
331
332       if (!Threads.increaseDepth)
333           searchAgainCounter++;
334
335       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
336       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
337       {
338           if (pvIdx == pvLast)
339           {
340               pvFirst = pvLast;
341               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
342                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
343                       break;
344           }
345
346           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
347           selDepth = 0;
348
349           // Reset aspiration window starting size
350           Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
351           delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15799;
352           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
353           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
354
355           // Adjust optimism based on root move's previousScore
356           int opt = 109 * prev / (std::abs(prev) + 141);
357           optimism[ us] = Value(opt);
358           optimism[~us] = -optimism[us];
359
360           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
361           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
362           // high/low anymore.
363           int failedHighCnt = 0;
364           while (true)
365           {
366               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
367               // four searchAgain steps (see issue #2717).
368               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
369               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
370
371               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
372               // is done with a stable algorithm because all the values but the
373               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
374               // and we want to keep the same order for all the moves except the
375               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
376               // search the already searched PV lines are preserved.
377               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
378
379               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
380               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
381               // the previous iteration.
382               if (Threads.stop)
383                   break;
384
385               // When failing high/low give some update (without cluttering
386               // the UI) before a re-search.
387               if (   mainThread
388                   && multiPV == 1
389                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
390                   && Time.elapsed() > 3000)
391                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
392
393               // In case of failing low/high increase aspiration window and
394               // re-search, otherwise exit the loop.
395               if (bestValue <= alpha)
396               {
397                   beta = (alpha + beta) / 2;
398                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
399
400                   failedHighCnt = 0;
401                   if (mainThread)
402                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
403               }
404               else if (bestValue >= beta)
405               {
406                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
407                   ++failedHighCnt;
408               }
409               else
410                   break;
411
412               delta += delta / 3;
413
414               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
415           }
416
417           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
418           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
419
420           if (    mainThread
421               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
422               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
423       }
424
425       if (!Threads.stop)
426           completedDepth = rootDepth;
427
428       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
429       {
430           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
431           lastBestMoveDepth = rootDepth;
432       }
433
434       // Have we found a "mate in x"?
435       if (   Limits.mate
436           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
437           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
438           Threads.stop = true;
439
440       if (!mainThread)
441           continue;
442
443       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
444       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
445           skill.pick_best(multiPV);
446
447       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
448       for (Thread* th : Threads)
449       {
450           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
451           th->bestMoveChanges = 0;
452       }
453
454       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
455       if (    Limits.use_time_management()
456           && !Threads.stop
457           && !mainThread->stopOnPonderhit)
458       {
459           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
460                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
461           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
462
463           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
464           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
465           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
466           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
467
468           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
469
470           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
471           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
472           if (rootMoves.size() == 1)
473               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
474
475           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
476           if (Time.elapsed() > totalTime)
477           {
478               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
479               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
480               if (mainThread->ponder)
481                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
482               else
483                   Threads.stop = true;
484           }
485           else if (   !mainThread->ponder
486                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
487               Threads.increaseDepth = false;
488           else
489               Threads.increaseDepth = true;
490       }
491
492       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
493       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
494   }
495
496   if (!mainThread)
497       return;
498
499   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
500
501   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
502   if (skill.enabled())
503       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
504                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
505 }
506
507
508 namespace {
509
510   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
511
512   template <NodeType nodeType>
513   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
514
515     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
516     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
517
518     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
519     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
520     if (   !rootNode
521         && pos.rule50_count() >= 3
522         && alpha < VALUE_DRAW
523         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
524     {
525         alpha = value_draw(pos.this_thread());
526         if (alpha >= beta)
527             return alpha;
528     }
529
530     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
531     if (depth <= 0)
532         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
533
534     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
535     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
536     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
537     assert(!(PvNode && cutNode));
538
539     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
540     StateInfo st;
541     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
542
543     TTEntry* tte;
544     Key posKey;
545     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
546     Depth extension, newDepth;
547     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
548     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
549     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
550     Piece movedPiece;
551     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement;
552
553     // Step 1. Initialize node
554     Thread* thisThread = pos.this_thread();
555     ss->inCheck        = pos.checkers();
556     priorCapture       = pos.captured_piece();
557     Color us           = pos.side_to_move();
558     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
559     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
560     maxValue           = VALUE_INFINITE;
561
562     // Check for the available remaining time
563     if (thisThread == Threads.main())
564         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
565
566     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
567     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
568         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
569
570     if (!rootNode)
571     {
572         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
573         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
574             || pos.is_draw(ss->ply)
575             || ss->ply >= MAX_PLY)
576             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
577                                                         : value_draw(pos.this_thread());
578
579         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
580         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
581         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
582         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
583         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
584         // mate. In this case return a fail-high score.
585         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
586         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
587         if (alpha >= beta)
588             return alpha;
589     }
590     else
591         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
592
593     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
594
595     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
596     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
597     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
598     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
599     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
600     ss->statScore        = 0;
601
602     // Step 4. Transposition table lookup.
603     excludedMove = ss->excludedMove;
604     posKey = pos.key();
605     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
606     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
607     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
608             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
609     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
610
611     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
612     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
613     if (!excludedMove)
614         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
615
616     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
617     if (  !PvNode
618         && !excludedMove
619         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
620         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race or if !ttHit
621         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
622     {
623         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
624         if (ttMove)
625         {
626             if (ttValue >= beta)
627             {
628                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
629                 if (!ttCapture)
630                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
631
632                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
633                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
634                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
635             }
636             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
637             else if (!ttCapture)
638             {
639                 int penalty = -stat_bonus(depth);
640                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
641                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
642             }
643         }
644
645         // Partial workaround for the graph history interaction problem
646         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
647         if (pos.rule50_count() < 90)
648             return ttValue;
649     }
650
651     // Step 5. Tablebases probe
652     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
653     {
654         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
655
656         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
657             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
658             &&  pos.rule50_count() == 0
659             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
660         {
661             TB::ProbeState err;
662             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
663
664             // Force check of time on the next occasion
665             if (thisThread == Threads.main())
666                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
667
668             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
669             {
670                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
671
672                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
673
674                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
675                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
676                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
677                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
678
679                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
680                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
681
682                 if (    b == BOUND_EXACT
683                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
684                 {
685                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
686                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
687                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
688
689                     return value;
690                 }
691
692                 if (PvNode)
693                 {
694                     if (b == BOUND_LOWER)
695                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
696                     else
697                         maxValue = value;
698                 }
699             }
700         }
701     }
702
703     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
704
705     // Step 6. Static evaluation of the position
706     if (ss->inCheck)
707     {
708         // Skip early pruning when in check
709         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
710         improving = false;
711         improvement = 0;
712         goto moves_loop;
713     }
714     else if (excludedMove)
715     {
716         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
717         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
718         eval = ss->staticEval;
719     }
720     else if (ss->ttHit)
721     {
722         // Never assume anything about values stored in TT
723         ss->staticEval = eval = tte->eval();
724         if (eval == VALUE_NONE)
725             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
726         else if (PvNode)
727             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
728
729         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
730         if (    ttValue != VALUE_NONE
731             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
732             eval = ttValue;
733     }
734     else
735     {
736         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
737         // Save static evaluation into transposition table
738         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
739     }
740
741     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
742     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
743     {
744         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1817, 1817);
745         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
746     }
747
748     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
749     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
750     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
751     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
752     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
753                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
754                   :                                    173;
755     improving = improvement > 0;
756
757     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
758     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
759     // return a fail low.
760     if (eval < alpha - 456 - 252 * depth * depth)
761     {
762         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
763         if (value < alpha)
764             return value;
765     }
766
767     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
768     // The depth condition is important for mate finding.
769     if (   !ss->ttPv
770         &&  depth < 9
771         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 306 >= beta
772         &&  eval >= beta
773         &&  eval < 24923) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
774         return eval;
775
776     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
777     if (   !PvNode
778         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
779         && (ss-1)->statScore < 17329
780         &&  eval >= beta
781         &&  eval >= ss->staticEval
782         &&  ss->staticEval >= beta - 21 * depth - improvement / 13 + 258
783         && !excludedMove
784         &&  pos.non_pawn_material(us)
785         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly))
786     {
787         assert(eval - beta >= 0);
788
789         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
790         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 173, 6) + depth / 3 + 4;
791
792         ss->currentMove = MOVE_NULL;
793         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
794
795         pos.do_null_move(st);
796
797         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
798
799         pos.undo_null_move();
800
801         if (nullValue >= beta)
802         {
803             // Do not return unproven mate or TB scores
804             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
805                 nullValue = beta;
806
807             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
808                 return nullValue;
809
810             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
811
812             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
813             // until ply exceeds nmpMinPly.
814             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
815
816             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
817
818             thisThread->nmpMinPly = 0;
819
820             if (v >= beta)
821                 return nullValue;
822         }
823     }
824
825     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
826     // (or by 4 if the TT entry for the current position was hit and the stored depth is greater than or equal to the current depth).
827     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
828     if (    PvNode
829         && !ttMove)
830         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
831
832     if (depth <= 0)
833         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
834
835     if (    cutNode
836         &&  depth >= 8
837         && !ttMove)
838         depth -= 2;
839
840     probCutBeta = beta + 168 - 61 * improving;
841
842     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
843     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
844     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
845     if (   !PvNode
846         &&  depth > 3
847         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
848         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
849         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
850         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
851         // so effective depth is equal to depth - 3
852         && !(   tte->depth() >= depth - 3
853              && ttValue != VALUE_NONE
854              && ttValue < probCutBeta))
855     {
856         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
857
858         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
859
860         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
861             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
862             {
863                 assert(pos.capture_stage(move));
864
865                 ss->currentMove = move;
866                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
867                                                                           [true]
868                                                                           [pos.moved_piece(move)]
869                                                                           [to_sq(move)];
870
871                 pos.do_move(move, st);
872
873                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
874                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
875
876                 // If the qsearch held, perform the regular search
877                 if (value >= probCutBeta)
878                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
879
880                 pos.undo_move(move);
881
882                 if (value >= probCutBeta)
883                 {
884                     // Save ProbCut data into transposition table
885                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
886                     return value;
887                 }
888             }
889
890         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
891     }
892
893 moves_loop: // When in check, search starts here
894
895     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
896     probCutBeta = beta + 413;
897     if (   ss->inCheck
898         && !PvNode
899         && ttCapture
900         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
901         && tte->depth() >= depth - 4
902         && ttValue >= probCutBeta
903         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
904         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
905         return probCutBeta;
906
907     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
908                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
909                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
910
911     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
912
913     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
914                                       &captureHistory,
915                                       contHist,
916                                       countermove,
917                                       ss->killers);
918
919     value = bestValue;
920     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
921
922     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
923     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
924     bool likelyFailLow =    PvNode
925                          && ttMove
926                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
927                          && tte->depth() >= depth;
928
929     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
930     // or a beta cutoff occurs.
931     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
932     {
933       assert(is_ok(move));
934
935       if (move == excludedMove)
936           continue;
937
938       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
939       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
940       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
941       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
942       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
943                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
944           continue;
945
946       // Check for legality
947       if (!rootNode && !pos.legal(move))
948           continue;
949
950       ss->moveCount = ++moveCount;
951
952       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
953           sync_cout << "info depth " << depth
954                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
955                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
956       if (PvNode)
957           (ss+1)->pv = nullptr;
958
959       extension = 0;
960       capture = pos.capture_stage(move);
961       movedPiece = pos.moved_piece(move);
962       givesCheck = pos.gives_check(move);
963
964       // Calculate new depth for this move
965       newDepth = depth - 1;
966
967       Value delta = beta - alpha;
968
969       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
970
971       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
972       if (  !rootNode
973           && pos.non_pawn_material(us)
974           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
975       {
976           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
977           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
978
979           // Reduced depth of the next LMR search
980           int lmrDepth = newDepth - r;
981
982           if (   capture
983               || givesCheck)
984           {
985               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
986               if (   !givesCheck
987                   && lmrDepth < 7
988                   && !ss->inCheck
989                   && ss->staticEval + 197 + 248 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
990                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
991                   continue;
992
993               Bitboard occupied;
994               // SEE based pruning (~11 Elo)
995               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-205) * depth))
996               {
997                  if (depth < 2 - capture)
998                     continue;
999                  // Don't prune the move if opponent Queen/Rook is under discovered attack after the exchanges
1000                  // Don't prune the move if opponent King is under discovered attack after or during the exchanges
1001                  Bitboard leftEnemies = (pos.pieces(~us, KING, QUEEN, ROOK)) & occupied;
1002                  Bitboard attacks = 0;
1003                  occupied |= to_sq(move);
1004                  while (leftEnemies && !attacks)
1005                  {
1006                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1007                       attacks |= pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1008                       // don't consider pieces which were already threatened/hanging before SEE exchanges
1009                       if (attacks && (sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us))))
1010                          attacks = 0;
1011                  }
1012                  if (!attacks)
1013                     continue;
1014               }
1015           }
1016           else
1017           {
1018               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1019                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1020                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1021
1022               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1023               if (   lmrDepth < 6
1024                   && history < -3832 * depth)
1025                   continue;
1026
1027               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1028
1029               lmrDepth += history / 7011;
1030               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1031
1032               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1033               if (   !ss->inCheck
1034                   && lmrDepth < 12
1035                   && ss->staticEval + 112 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1036                   continue;
1037
1038               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1039
1040               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1041               if (!pos.see_ge(move, Value(-27 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1042                   continue;
1043           }
1044       }
1045
1046       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1047       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1048       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1049       {
1050           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1051           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1052           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1053           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1054           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1055           // Depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear scaling.
1056           // Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1057           // so changing them requires tests at this type of time controls.
1058           if (   !rootNode
1059               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1060               &&  move == ttMove
1061               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1062            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1063               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1064               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1065               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1066           {
1067               Value singularBeta = ttValue - (82 + 65 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1068               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1069
1070               ss->excludedMove = move;
1071               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1072               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1073
1074               if (value < singularBeta)
1075               {
1076                   extension = 1;
1077                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1078
1079                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1080                   if (  !PvNode
1081                       && value < singularBeta - 21
1082                       && ss->doubleExtensions <= 11)
1083                   {
1084                       extension = 2;
1085                       depth += depth < 13;
1086                   }
1087               }
1088
1089               // Multi-cut pruning
1090               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1091               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1092               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1093               // a soft bound.
1094               else if (singularBeta >= beta)
1095                   return singularBeta;
1096
1097               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1098               else if (ttValue >= beta)
1099                   extension = -2 - !PvNode;
1100
1101               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1102               else if (ttValue <= value)
1103                   extension = -1;
1104
1105               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1106               else if (ttValue <= alpha)
1107                   extension = -1;
1108           }
1109
1110           // Check extensions (~1 Elo)
1111           else if (   givesCheck
1112                    && depth > 9)
1113               extension = 1;
1114
1115           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1116           else if (   PvNode
1117                    && move == ttMove
1118                    && move == ss->killers[0]
1119                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5168)
1120               extension = 1;
1121       }
1122
1123       // Add extension to new depth
1124       newDepth += extension;
1125       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1126
1127       // Speculative prefetch as early as possible
1128       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1129
1130       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1131       ss->currentMove = move;
1132       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1133                                                                 [capture]
1134                                                                 [movedPiece]
1135                                                                 [to_sq(move)];
1136
1137       // Step 16. Make the move
1138       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1139
1140       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1141       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1142       // Decrease further on cutNodes. (~1 Elo)
1143       if (   ss->ttPv
1144           && !likelyFailLow)
1145           r -= cutNode && tte->depth() >= depth + 3 ? 3 : 2;
1146
1147       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1148       if ((ss-1)->moveCount > 8)
1149           r--;
1150
1151       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1152       if (cutNode)
1153           r += 2;
1154
1155       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1156       if (ttCapture)
1157           r++;
1158
1159       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1160       if (PvNode)
1161           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1162
1163       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1164       if (singularQuietLMR)
1165           r--;
1166
1167       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1168       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1169           r++;
1170
1171       else if (move == ttMove)
1172           r--;
1173
1174       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1175                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1176                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1177                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1178                      - 4006;
1179
1180       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1181       r -= ss->statScore / (11124 + 4740 * (depth > 5 && depth < 22));
1182
1183       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1184       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1185       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1186       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1187       if (    depth >= 2
1188           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1189           && (   !ss->ttPv
1190               || !capture
1191               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1192       {
1193           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1194           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1195           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1196           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1197
1198           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1199
1200           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1201           if (value > alpha && d < newDepth)
1202           {
1203               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1204               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1205               const bool doDeeperSearch = value > (bestValue + 64 + 11 * (newDepth - d));
1206               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 711 && ss->doubleExtensions <= 6;
1207               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1208
1209               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1210
1211               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1212
1213               if (newDepth > d)
1214                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1215
1216               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1217                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1218                                          :  0;
1219
1220               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1221           }
1222       }
1223
1224       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1225       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1226       {
1227           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1228           if (!ttMove && cutNode)
1229               r += 2;
1230
1231           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1232       }
1233
1234       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1235       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1236       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1237       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1238       {
1239           (ss+1)->pv = pv;
1240           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1241
1242           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1243       }
1244
1245       // Step 19. Undo move
1246       pos.undo_move(move);
1247
1248       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1249
1250       // Step 20. Check for a new best move
1251       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1252       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1253       // updating best move, PV and TT.
1254       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1255           return VALUE_ZERO;
1256
1257       if (rootNode)
1258       {
1259           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1260                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1261
1262           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1263
1264           // PV move or new best move?
1265           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1266           {
1267               rm.score =  rm.uciScore = value;
1268               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1269               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1270
1271               if (value >= beta)
1272               {
1273                   rm.scoreLowerbound = true;
1274                   rm.uciScore = beta;
1275               }
1276               else if (value <= alpha)
1277               {
1278                   rm.scoreUpperbound = true;
1279                   rm.uciScore = alpha;
1280               }
1281
1282               rm.pv.resize(1);
1283
1284               assert((ss+1)->pv);
1285
1286               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1287                   rm.pv.push_back(*m);
1288
1289               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1290               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1291               // we must take care to only do this for the first PV line.
1292               if (   moveCount > 1
1293                   && !thisThread->pvIdx)
1294                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1295           }
1296           else
1297               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1298               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1299               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1300               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1301       }
1302
1303       if (value > bestValue)
1304       {
1305           bestValue = value;
1306
1307           if (value > alpha)
1308           {
1309               bestMove = move;
1310
1311               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1312                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1313
1314               if (value >= beta)
1315               {
1316                   ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1317                   assert(value >= beta); // Fail high
1318                   break;
1319               }
1320               else
1321               {
1322                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1323                   // Reduce more for depth > 3 and depth < 12 (~1 Elo)
1324                   if (   depth > 1
1325                       && beta  <  14362
1326                       && value > -12393)
1327                       depth -= depth > 3 && depth < 12 ? 2 : 1;
1328
1329                   assert(depth > 0);
1330                   alpha = value; // Update alpha! Always alpha < beta
1331               }
1332           }
1333       }
1334
1335
1336       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1337       if (move != bestMove)
1338       {
1339           if (capture && captureCount < 32)
1340               capturesSearched[captureCount++] = move;
1341
1342           else if (!capture && quietCount < 64)
1343               quietsSearched[quietCount++] = move;
1344       }
1345     }
1346
1347     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1348     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1349     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1350     /*
1351        if (Threads.stop)
1352         return VALUE_DRAW;
1353     */
1354
1355     // Step 21. Check for mate and stalemate
1356     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1357     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1358     // return a fail low score.
1359
1360     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1361
1362     if (!moveCount)
1363         bestValue = excludedMove ? alpha :
1364                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1365                                  : VALUE_DRAW;
1366
1367     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1368     else if (bestMove)
1369         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1370                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1371
1372     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1373     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1374     {
1375         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 113 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 12);
1376         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1377     }
1378
1379     if (PvNode)
1380         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1381
1382     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1383     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1384     if (bestValue <= alpha)
1385         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1386
1387     // Write gathered information in transposition table
1388     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1389         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1390                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1391                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1392                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1393
1394     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1395
1396     return bestValue;
1397   }
1398
1399
1400   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1401   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1402   // (~155 Elo)
1403   template <NodeType nodeType>
1404   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1405
1406     static_assert(nodeType != Root);
1407     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1408
1409     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1410     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1411     assert(depth <= 0);
1412
1413     Move pv[MAX_PLY+1];
1414     StateInfo st;
1415     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1416
1417     TTEntry* tte;
1418     Key posKey;
1419     Move ttMove, move, bestMove;
1420     Depth ttDepth;
1421     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1422     bool pvHit, givesCheck, capture;
1423     int moveCount;
1424
1425     // Step 1. Initialize node
1426     if (PvNode)
1427     {
1428         (ss+1)->pv = pv;
1429         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1430     }
1431
1432     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1433     bestMove = MOVE_NONE;
1434     ss->inCheck = pos.checkers();
1435     moveCount = 0;
1436
1437     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1438     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1439         || ss->ply >= MAX_PLY)
1440         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1441
1442     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1443
1444     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1445     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1446     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1447     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1448                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1449
1450     // Step 3. Transposition table lookup
1451     posKey = pos.key();
1452     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1453     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1454     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1455     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1456
1457     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1458     if (  !PvNode
1459         && tte->depth() >= ttDepth
1460         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race or if !ttHit
1461         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1462         return ttValue;
1463
1464     // Step 4. Static evaluation of the position
1465     if (ss->inCheck)
1466     {
1467         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1468     }
1469     else
1470     {
1471         if (ss->ttHit)
1472         {
1473             // Never assume anything about values stored in TT
1474             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1475                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1476
1477             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1478             if (    ttValue != VALUE_NONE
1479                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1480                 bestValue = ttValue;
1481         }
1482         else
1483         {
1484             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1485             ss->staticEval = bestValue = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1486                                                                           : -(ss-1)->staticEval;
1487         }
1488
1489         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1490         if (bestValue >= beta)
1491         {
1492             // Save gathered info in transposition table
1493             if (!ss->ttHit)
1494                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1495                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1496
1497             return bestValue;
1498         }
1499
1500         if (PvNode && bestValue > alpha)
1501             alpha = bestValue;
1502
1503         futilityBase = bestValue + 200;
1504     }
1505
1506     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1507                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1508                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1509
1510     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1511     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1512     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1513     // will be generated.
1514     Square prevSq = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1515     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1516                                       &thisThread->captureHistory,
1517                                       contHist,
1518                                       prevSq);
1519
1520     int quietCheckEvasions = 0;
1521
1522     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1523     // or a beta cutoff occurs.
1524     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1525     {
1526         assert(is_ok(move));
1527
1528         // Check for legality
1529         if (!pos.legal(move))
1530             continue;
1531
1532         givesCheck = pos.gives_check(move);
1533         capture = pos.capture_stage(move);
1534
1535         moveCount++;
1536
1537         // Step 6. Pruning.
1538         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1539         {
1540             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1541             if (   !givesCheck
1542                 &&  to_sq(move) != prevSq
1543                 &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1544                 &&  type_of(move) != PROMOTION)
1545             {
1546                 if (moveCount > 2)
1547                     continue;
1548
1549                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1550
1551                 if (futilityValue <= alpha)
1552                 {
1553                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1554                     continue;
1555                 }
1556
1557                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1558                 {
1559                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1560                     continue;
1561                 }
1562         }
1563
1564         // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1565         // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1566         // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1567         if (quietCheckEvasions > 1)
1568             break;
1569
1570         // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1571         if (   !capture
1572             && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1573             && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1574             continue;
1575
1576         // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1577         if (!pos.see_ge(move, Value(-95)))
1578             continue;
1579         }
1580
1581         // Speculative prefetch as early as possible
1582         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1583
1584         // Update the current move
1585         ss->currentMove = move;
1586         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1587                                                                   [capture]
1588                                                                   [pos.moved_piece(move)]
1589                                                                   [to_sq(move)];
1590
1591         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1592
1593         // Step 7. Make and search the move
1594         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1595         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1596         pos.undo_move(move);
1597
1598         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1599
1600         // Step 8. Check for a new best move
1601         if (value > bestValue)
1602         {
1603             bestValue = value;
1604
1605             if (value > alpha)
1606             {
1607                 bestMove = move;
1608
1609                 if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1610                     update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1611
1612                 if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1613                     alpha = value;
1614                 else
1615                     break; // Fail high
1616             }
1617         }
1618     }
1619
1620     // Step 9. Check for mate
1621     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1622     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1623     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1624     {
1625         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1626
1627         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1628     }
1629
1630     // Save gathered info in transposition table
1631     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1632               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1633               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1634
1635     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1636
1637     return bestValue;
1638   }
1639
1640
1641   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1642   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1643   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1644
1645   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1646
1647     assert(v != VALUE_NONE);
1648
1649     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1650           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1651   }
1652
1653
1654   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1655   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1656   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1657   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1658   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1659
1660   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1661
1662     if (v == VALUE_NONE)
1663         return VALUE_NONE;
1664
1665     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1666     {
1667         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1668             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1669
1670         return v - ply;
1671     }
1672
1673     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1674     {
1675         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1676             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1677
1678         return v + ply;
1679     }
1680
1681     return v;
1682   }
1683
1684
1685   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1686
1687   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1688
1689     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1690         *pv++ = *childPv++;
1691     *pv = MOVE_NONE;
1692   }
1693
1694
1695   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1696
1697   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1698                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1699
1700     Color us = pos.side_to_move();
1701     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1702     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1703     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1704     PieceType captured;
1705
1706     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1707
1708     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1709     {
1710         int bonus2 = bestValue > beta + 145 ? bonus1               // larger bonus
1711                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1712
1713         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1714         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1715
1716         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1717         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1718         {
1719             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1720             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1721         }
1722     }
1723     else
1724     {
1725         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1726         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1727         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1728     }
1729
1730     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1731     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1732     if (   prevSq != SQ_NONE
1733         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1734         && !pos.captured_piece())
1735             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1736
1737     // Decrease stats for all non-best capture moves
1738     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1739     {
1740         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1741         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1742         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1743     }
1744   }
1745
1746
1747   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1748   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1749
1750   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1751
1752     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1753     {
1754         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1755         if (ss->inCheck && i > 2)
1756             break;
1757         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1758             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1759     }
1760   }
1761
1762
1763   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1764
1765   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1766
1767     // Update killers
1768     if (ss->killers[0] != move)
1769     {
1770         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1771         ss->killers[0] = move;
1772     }
1773
1774     Color us = pos.side_to_move();
1775     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1776     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1777     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1778
1779     // Update countermove history
1780     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1781     {
1782         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1783         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1784     }
1785   }
1786
1787   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1788   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1789
1790   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1791
1792     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1793     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1794
1795     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1796     Value topScore = rootMoves[0].score;
1797     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1798     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1799     double weakness = 120 - 2 * level;
1800
1801     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1802     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1803     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1804     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1805     {
1806         // This is our magic formula
1807         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1808                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1809
1810         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1811         {
1812             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1813             best = rootMoves[i].pv[0];
1814         }
1815     }
1816
1817     return best;
1818   }
1819
1820 } // namespace
1821
1822
1823 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1824 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1825
1826 void MainThread::check_time() {
1827
1828   if (--callsCnt > 0)
1829       return;
1830
1831   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1832   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1833
1834   static TimePoint lastInfoTime = now();
1835
1836   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1837   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1838
1839   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1840   {
1841       lastInfoTime = tick;
1842       dbg_print();
1843   }
1844
1845   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1846   if (ponder)
1847       return;
1848
1849   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1850       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1851       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1852       Threads.stop = true;
1853 }
1854
1855
1856 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1857 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1858
1859 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1860
1861   std::stringstream ss;
1862   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1863   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1864   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1865   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1866   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1867   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1868
1869   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1870   {
1871       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1872
1873       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1874           continue;
1875
1876       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1877       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1878
1879       if (v == -VALUE_INFINITE)
1880           v = VALUE_ZERO;
1881
1882       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1883       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1884
1885       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1886           ss << "\n";
1887
1888       ss << "info"
1889          << " depth "    << d
1890          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1891          << " multipv "  << i + 1
1892          << " score "    << UCI::value(v);
1893
1894       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1895           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1896
1897       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1898          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1899
1900       ss << " nodes "    << nodesSearched
1901          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1902          << " hashfull " << TT.hashfull()
1903          << " tbhits "   << tbHits
1904          << " time "     << elapsed
1905          << " pv";
1906
1907       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1908           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1909   }
1910
1911   return ss.str();
1912 }
1913
1914
1915 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1916 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1917 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1918 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1919
1920 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1921
1922     StateInfo st;
1923     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1924
1925     bool ttHit;
1926
1927     assert(pv.size() == 1);
1928
1929     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1930         return false;
1931
1932     pos.do_move(pv[0], st);
1933     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1934
1935     if (ttHit)
1936     {
1937         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1938         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1939             pv.push_back(m);
1940     }
1941
1942     pos.undo_move(pv[0]);
1943     return pv.size() > 1;
1944 }
1945
1946 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1947
1948     RootInTB = false;
1949     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1950     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1951     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1952     bool dtz_available = true;
1953
1954     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1955     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1956     if (Cardinality > MaxCardinality)
1957     {
1958         Cardinality = MaxCardinality;
1959         ProbeDepth = 0;
1960     }
1961
1962     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1963     {
1964         // Rank moves using DTZ tables
1965         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1966
1967         if (!RootInTB)
1968         {
1969             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1970             dtz_available = false;
1971             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1972         }
1973     }
1974
1975     if (RootInTB)
1976     {
1977         // Sort moves according to TB rank
1978         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1979                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1980
1981         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1982         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1983             Cardinality = 0;
1984     }
1985     else
1986     {
1987         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1988         for (auto& m : rootMoves)
1989             m.tbRank = 0;
1990     }
1991 }
1992
1993 } // namespace Stockfish