]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Reduce SIMD register count from 32 to 16
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include "search.h"
20
21 #include <algorithm>
22 #include <array>
23 #include <atomic>
24 #include <cassert>
25 #include <cmath>
26 #include <cstdlib>
27 #include <cstring>
28 #include <initializer_list>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <string>
32 #include <utility>
33
34 #include "bitboard.h"
35 #include "evaluate.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
40 #include "nnue/nnue_common.h"
41 #include "position.h"
42 #include "syzygy/tbprobe.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "timeman.h"
45 #include "tt.h"
46 #include "uci.h"
47
48 namespace Stockfish {
49
50 namespace Search {
51
52   LimitsType Limits;
53 }
54
55 namespace Tablebases {
56
57   int Cardinality;
58   bool RootInTB;
59   bool UseRule50;
60   Depth ProbeDepth;
61 }
62
63 namespace TB = Tablebases;
64
65 using std::string;
66 using Eval::evaluate;
67 using namespace Search;
68
69 namespace {
70
71   // Different node types, used as a template parameter
72   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
73
74   // Futility margin
75   Value futility_margin(Depth d, bool noTtCutNode, bool improving) {
76     return Value((140 - 40 * noTtCutNode) * (d - improving));
77   }
78
79   // Reductions lookup table initialized at startup
80   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
81
82   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
83     int reductionScale = Reductions[d] * Reductions[mn];
84     return  (reductionScale + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024
85           + (!i && reductionScale > 936);
86   }
87
88   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
89     return improving ? (3 + depth * depth)
90                      : (3 + depth * depth) / 2;
91   }
92
93   // History and stats update bonus, based on depth
94   int stat_bonus(Depth d) {
95     return std::min(336 * d - 547, 1561);
96   }
97
98   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
99   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
100     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
101   }
102
103   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
104   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
105   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for a match (TC 60+0.6)
106   // results spanning a wide range of k values.
107   struct Skill {
108     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
109         if (uci_elo)
110         {
111             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
112             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
113         }
114         else
115             level = double(skill_level);
116     }
117     bool enabled() const { return level < 20.0; }
118     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
119     Move pick_best(size_t multiPV);
120
121     double level;
122     Move best = MOVE_NONE;
123   };
124
125   template <NodeType nodeType>
126   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
127
128   template <NodeType nodeType>
129   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
130
131   Value value_to_tt(Value v, int ply);
132   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
133   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
134   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
135   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
136   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
137                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
138
139   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
140   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
141   template<bool Root>
142   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
143
144     StateInfo st;
145     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
146
147     uint64_t cnt, nodes = 0;
148     const bool leaf = (depth == 2);
149
150     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
151     {
152         if (Root && depth <= 1)
153             cnt = 1, nodes++;
154         else
155         {
156             pos.do_move(m, st);
157             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
158             nodes += cnt;
159             pos.undo_move(m);
160         }
161         if (Root)
162             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
163     }
164     return nodes;
165   }
166
167 } // namespace
168
169
170 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
171
172 void Search::init() {
173
174   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
175       Reductions[i] = int((20.57 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
176 }
177
178
179 /// Search::clear() resets search state to its initial value
180
181 void Search::clear() {
182
183   Threads.main()->wait_for_search_finished();
184
185   Time.availableNodes = 0;
186   TT.clear();
187   Threads.clear();
188   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
189 }
190
191
192 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
193 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
194
195 void MainThread::search() {
196
197   if (Limits.perft)
198   {
199       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
200       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
201       return;
202   }
203
204   Color us = rootPos.side_to_move();
205   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
206   TT.new_search();
207
208   Eval::NNUE::verify();
209
210   if (rootMoves.empty())
211   {
212       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
213       sync_cout << "info depth 0 score "
214                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
215                 << sync_endl;
216   }
217   else
218   {
219       Threads.start_searching(); // start non-main threads
220       Thread::search();          // main thread start searching
221   }
222
223   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
224   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
225   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
226   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
227   // until the GUI sends one of those commands.
228
229   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
230   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
231
232   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
233   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
234   Threads.stop = true;
235
236   // Wait until all threads have finished
237   Threads.wait_for_search_finished();
238
239   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
240   // the available ones before exiting.
241   if (Limits.npmsec)
242       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
243
244   Thread* bestThread = this;
245   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
246
247   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
248       && !Limits.depth
249       && !skill.enabled()
250       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
251       bestThread = Threads.get_best_thread();
252
253   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
254   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
255
256   // Send again PV info if we have a new best thread
257   if (bestThread != this)
258       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
259
260   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
261
262   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
263       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
264
265   std::cout << sync_endl;
266 }
267
268
269 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
270 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
271 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
272
273 void Thread::search() {
274
275   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
276   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
277   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
278   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
279   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
280   Move  pv[MAX_PLY+1];
281   Value alpha, beta, delta;
282   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
283   Depth lastBestMoveDepth = 0;
284   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
285   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
286   Color us = rootPos.side_to_move();
287   int iterIdx = 0;
288
289   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
290   for (int i = 7; i > 0; --i)
291   {
292       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
293       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
294   }
295
296   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
297       (ss+i)->ply = i;
298
299   ss->pv = pv;
300
301   bestValue = -VALUE_INFINITE;
302
303   if (mainThread)
304   {
305       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
306           for (int i = 0; i < 4; ++i)
307               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
308       else
309           for (int i = 0; i < 4; ++i)
310               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
311   }
312
313   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
314   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
315
316   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
317   // use behind-the-scenes to retrieve a set of possible moves.
318   if (skill.enabled())
319       multiPV = std::max(multiPV, size_t(4));
320
321   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
322
323   int searchAgainCounter = 0;
324
325   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
326   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
327          && !Threads.stop
328          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
329   {
330       // Age out PV variability metric
331       if (mainThread)
332           totBestMoveChanges /= 2;
333
334       // Save the last iteration's scores before the first PV line is searched and
335       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
336       for (RootMove& rm : rootMoves)
337           rm.previousScore = rm.score;
338
339       size_t pvFirst = 0;
340       pvLast = 0;
341
342       if (!Threads.increaseDepth)
343           searchAgainCounter++;
344
345       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
346       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
347       {
348           if (pvIdx == pvLast)
349           {
350               pvFirst = pvLast;
351               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
352                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
353                       break;
354           }
355
356           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
357           selDepth = 0;
358
359           // Reset aspiration window starting size
360           Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
361           delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15799;
362           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
363           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
364
365           // Adjust optimism based on root move's previousScore
366           int opt = 109 * prev / (std::abs(prev) + 141);
367           optimism[ us] = Value(opt);
368           optimism[~us] = -optimism[us];
369
370           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
371           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
372           // high/low anymore.
373           int failedHighCnt = 0;
374           while (true)
375           {
376               // Adjust the effective depth searched, but ensure at least one effective increment for every
377               // four searchAgain steps (see issue #2717).
378               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
379               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
380
381               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
382               // is done with a stable algorithm because all the values but the
383               // first and eventually the new best one is set to -VALUE_INFINITE
384               // and we want to keep the same order for all the moves except the
385               // new PV that goes to the front. Note that in the case of MultiPV
386               // search the already searched PV lines are preserved.
387               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
388
389               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
390               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
391               // the previous iteration.
392               if (Threads.stop)
393                   break;
394
395               // When failing high/low give some update (without cluttering
396               // the UI) before a re-search.
397               if (   mainThread
398                   && multiPV == 1
399                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
400                   && Time.elapsed() > 3000)
401                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
402
403               // In case of failing low/high increase aspiration window and
404               // re-search, otherwise exit the loop.
405               if (bestValue <= alpha)
406               {
407                   beta = (alpha + beta) / 2;
408                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
409
410                   failedHighCnt = 0;
411                   if (mainThread)
412                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
413               }
414               else if (bestValue >= beta)
415               {
416                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
417                   ++failedHighCnt;
418               }
419               else
420                   break;
421
422               delta += delta / 3;
423
424               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
425           }
426
427           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
428           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
429
430           if (    mainThread
431               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
432               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
433       }
434
435       if (!Threads.stop)
436           completedDepth = rootDepth;
437
438       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
439       {
440           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
441           lastBestMoveDepth = rootDepth;
442       }
443
444       // Have we found a "mate in x"?
445       if (   Limits.mate
446           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
447           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
448           Threads.stop = true;
449
450       if (!mainThread)
451           continue;
452
453       // If the skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
454       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
455           skill.pick_best(multiPV);
456
457       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
458       for (Thread* th : Threads)
459       {
460           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
461           th->bestMoveChanges = 0;
462       }
463
464       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
465       if (    Limits.use_time_management()
466           && !Threads.stop
467           && !mainThread->stopOnPonderhit)
468       {
469           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
470                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
471           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
472
473           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
474           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
475           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
476           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
477
478           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
479
480           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
481           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
482           if (rootMoves.size() == 1)
483               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
484
485           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
486           if (Time.elapsed() > totalTime)
487           {
488               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
489               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
490               if (mainThread->ponder)
491                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
492               else
493                   Threads.stop = true;
494           }
495           else if (   !mainThread->ponder
496                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
497               Threads.increaseDepth = false;
498           else
499               Threads.increaseDepth = true;
500       }
501
502       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
503       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
504   }
505
506   if (!mainThread)
507       return;
508
509   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
510
511   // If the skill level is enabled, swap the best PV line with the sub-optimal one
512   if (skill.enabled())
513       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
514                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
515 }
516
517
518 namespace {
519
520   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
521
522   template <NodeType nodeType>
523   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
524
525     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
526     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
527
528     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
529     if (depth <= 0)
530         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
531
532     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
533     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
534     if (   !rootNode
535         && alpha < VALUE_DRAW
536         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
537     {
538         alpha = value_draw(pos.this_thread());
539         if (alpha >= beta)
540             return alpha;
541     }
542
543     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
544     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
545     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
546     assert(!(PvNode && cutNode));
547
548     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
549     StateInfo st;
550     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
551
552     TTEntry* tte;
553     Key posKey;
554     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
555     Depth extension, newDepth;
556     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
557     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
558     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
559     Piece movedPiece;
560     int moveCount, captureCount, quietCount;
561
562     // Step 1. Initialize node
563     Thread* thisThread = pos.this_thread();
564     ss->inCheck        = pos.checkers();
565     priorCapture       = pos.captured_piece();
566     Color us           = pos.side_to_move();
567     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
568     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
569     maxValue           = VALUE_INFINITE;
570
571     // Check for the available remaining time
572     if (thisThread == Threads.main())
573         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
574
575     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
576     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
577         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
578
579     if (!rootNode)
580     {
581         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
582         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
583             || pos.is_draw(ss->ply)
584             || ss->ply >= MAX_PLY)
585             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
586                                                         : value_draw(pos.this_thread());
587
588         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
589         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
590         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
591         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
592         // signs apply also in the opposite condition of being mated instead of giving
593         // mate. In this case, return a fail-high score.
594         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
595         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
596         if (alpha >= beta)
597             return alpha;
598     }
599     else
600         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
601
602     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
603
604     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
605     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
607     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
608     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
609     ss->statScore        = 0;
610
611     // Step 4. Transposition table lookup.
612     excludedMove = ss->excludedMove;
613     posKey = pos.key();
614     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
615     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
616     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
617             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
618     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
619
620     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
621     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
622     if (!excludedMove)
623         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
624
625     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
626     if (  !PvNode
627         && !excludedMove
628         && tte->depth() > depth
629         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race or if !ttHit
630         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
631     {
632         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
633         if (ttMove)
634         {
635             if (ttValue >= beta)
636             {
637                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
638                 if (!ttCapture)
639                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
640
641                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
642                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
643                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
644             }
645             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
646             else if (!ttCapture)
647             {
648                 int penalty = -stat_bonus(depth);
649                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
650                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
651             }
652         }
653
654         // Partial workaround for the graph history interaction problem
655         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
656         if (pos.rule50_count() < 90)
657             return ttValue;
658     }
659
660     // Step 5. Tablebases probe
661     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
662     {
663         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
664
665         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
666             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
667             &&  pos.rule50_count() == 0
668             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
669         {
670             TB::ProbeState err;
671             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
672
673             // Force check of time on the next occasion
674             if (thisThread == Threads.main())
675                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
676
677             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
678             {
679                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
680
681                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
682
683                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
684                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
685                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
686                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
687
688                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
689                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
690
691                 if (    b == BOUND_EXACT
692                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
693                 {
694                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
695                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
696                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
697
698                     return value;
699                 }
700
701                 if (PvNode)
702                 {
703                     if (b == BOUND_LOWER)
704                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
705                     else
706                         maxValue = value;
707                 }
708             }
709         }
710     }
711
712     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
713
714     // Step 6. Static evaluation of the position
715     if (ss->inCheck)
716     {
717         // Skip early pruning when in check
718         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
719         improving = false;
720         goto moves_loop;
721     }
722     else if (excludedMove)
723     {
724         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
725         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
726         eval = ss->staticEval;
727     }
728     else if (ss->ttHit)
729     {
730         // Never assume anything about values stored in TT
731         ss->staticEval = eval = tte->eval();
732         if (eval == VALUE_NONE)
733             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
734         else if (PvNode)
735             Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
736
737         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
738         if (    ttValue != VALUE_NONE
739             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
740             eval = ttValue;
741     }
742     else
743     {
744         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
745         // Save static evaluation into the transposition table
746         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
747     }
748
749     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
750     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
751     {
752         int bonus = std::clamp(-18 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1817, 1817);
753         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
754     }
755
756     // Set up the improving flag, which is true if current static evaluation is
757     // bigger than the previous static evaluation at our turn (if we were in
758     // check at our previous move we look at static evaluation at move prior to it
759     // and if we were in check at move prior to it flag is set to true) and is
760     // false otherwise. The improving flag is used in various pruning heuristics.
761     improving =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-2)->staticEval
762                 : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
763                 : true;
764
765     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
766     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
767     // return a fail low.
768     if (eval < alpha - 456 - 252 * depth * depth)
769     {
770         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
771         if (value < alpha)
772             return value;
773     }
774
775     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
776     // The depth condition is important for mate finding.
777     if (   !ss->ttPv
778         &&  depth < 9
779         &&  eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving) - (ss-1)->statScore / 306 >= beta
780         &&  eval >= beta
781         &&  eval < 24923) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
782         return eval;
783
784     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
785     if (   !PvNode
786         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
787         && (ss-1)->statScore < 17329
788         &&  eval >= beta
789         &&  eval >= ss->staticEval
790         &&  ss->staticEval >= beta - 21 * depth + 258
791         && !excludedMove
792         &&  pos.non_pawn_material(us)
793         &&  ss->ply >= thisThread->nmpMinPly
794         &&  beta > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
795     {
796         assert(eval - beta >= 0);
797
798         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
799         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 173, 6) + depth / 3 + 4;
800
801         ss->currentMove = MOVE_NULL;
802         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
803
804         pos.do_null_move(st);
805
806         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
807
808         pos.undo_null_move();
809
810         if (nullValue >= beta)
811         {
812             // Do not return unproven mate or TB scores
813             nullValue = std::min(nullValue, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY-1);
814
815             if (thisThread->nmpMinPly || depth < 14)
816                 return nullValue;
817
818             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
819
820             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
821             // until ply exceeds nmpMinPly.
822             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
823
824             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
825
826             thisThread->nmpMinPly = 0;
827
828             if (v >= beta)
829                 return nullValue;
830         }
831     }
832
833     // Step 10. If the position doesn't have a ttMove, decrease depth by 2
834     // (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).
835     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
836     if (    PvNode
837         && !ttMove)
838         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit && tte->depth() >= depth);
839
840     if (depth <= 0)
841         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
842
843     if (    cutNode
844         &&  depth >= 8
845         && !ttMove)
846         depth -= 2;
847
848     probCutBeta = beta + 168 - 61 * improving;
849
850     // Step 11. ProbCut (~10 Elo)
851     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
852     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
853     if (   !PvNode
854         &&  depth > 3
855         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
856         // If value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
857         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
858         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
859         // So effective depth is equal to depth - 3
860         && !(   tte->depth() >= depth - 3
861              && ttValue != VALUE_NONE
862              && ttValue < probCutBeta))
863     {
864         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
865
866         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
867
868         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
869             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
870             {
871                 assert(pos.capture_stage(move));
872
873                 ss->currentMove = move;
874                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
875                                                                           [true]
876                                                                           [pos.moved_piece(move)]
877                                                                           [to_sq(move)];
878
879                 pos.do_move(move, st);
880
881                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
882                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
883
884                 // If the qsearch held, perform the regular search
885                 if (value >= probCutBeta)
886                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
887
888                 pos.undo_move(move);
889
890                 if (value >= probCutBeta)
891                 {
892                     // Save ProbCut data into transposition table
893                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
894                     return value;
895                 }
896             }
897
898         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
899     }
900
901 moves_loop: // When in check, search starts here
902
903     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
904     probCutBeta = beta + 413;
905     if (   ss->inCheck
906         && !PvNode
907         && ttCapture
908         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
909         && tte->depth() >= depth - 4
910         && ttValue >= probCutBeta
911         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
912         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
913         return probCutBeta;
914
915     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
916                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
917                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
918
919     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
920
921     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
922                                       &captureHistory,
923                                       contHist,
924                                       countermove,
925                                       ss->killers);
926
927     value = bestValue;
928     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
929
930     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
931     // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result
932     // of this search was a fail low.
933     bool likelyFailLow =    PvNode
934                          && ttMove
935                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
936                          && tte->depth() >= depth;
937
938     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
939     // or a beta cutoff occurs.
940     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
941     {
942       assert(is_ok(move));
943
944       if (move == excludedMove)
945           continue;
946
947       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
948       // Move List. As a consequence, any illegal move is also skipped. In MultiPV
949       // mode we also skip PV moves that have been already searched and those
950       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
951       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
952                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
953           continue;
954
955       // Check for legality
956       if (!rootNode && !pos.legal(move))
957           continue;
958
959       ss->moveCount = ++moveCount;
960
961       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
962           sync_cout << "info depth " << depth
963                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
964                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
965       if (PvNode)
966           (ss+1)->pv = nullptr;
967
968       extension = 0;
969       capture = pos.capture_stage(move);
970       movedPiece = pos.moved_piece(move);
971       givesCheck = pos.gives_check(move);
972
973       // Calculate new depth for this move
974       newDepth = depth - 1;
975
976       Value delta = beta - alpha;
977
978       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
979
980       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
981       if (  !rootNode
982           && pos.non_pawn_material(us)
983           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
984       {
985           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
986           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
987
988           // Reduced depth of the next LMR search
989           int lmrDepth = newDepth - r;
990
991           if (   capture
992               || givesCheck)
993           {
994               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
995               if (   !givesCheck
996                   && lmrDepth < 7
997                   && !ss->inCheck
998                   && ss->staticEval + 197 + 248 * lmrDepth + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))]
999                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1000                   continue;
1001
1002               // SEE based pruning for captures and checks (~11 Elo)
1003               if (!pos.see_ge(move, Value(-205) * depth))
1004                   continue;
1005           }
1006           else
1007           {
1008               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1009                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1010                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1011
1012               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1013               if (   lmrDepth < 6
1014                   && history < -3832 * depth)
1015                   continue;
1016
1017               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1018
1019               lmrDepth += history / 7011;
1020               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1021
1022               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1023               if (   !ss->inCheck
1024                   && lmrDepth < 12
1025                   && ss->staticEval + 112 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1026                   continue;
1027
1028               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1029
1030               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1031               if (!pos.see_ge(move, Value(-31 * lmrDepth * lmrDepth)))
1032                   continue;
1033           }
1034       }
1035
1036       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1037       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1038       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1039       {
1040           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1041           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1042           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1043           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the result
1044           // is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove. Note
1045           // that depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear
1046           // scaling. Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
1047           // so changing them requires tests at this type of time controls.
1048           if (   !rootNode
1049               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1050               &&  move == ttMove
1051               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1052            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1053               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1054               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1055               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1056           {
1057               Value singularBeta = ttValue - (82 + 65 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 64;
1058               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1059
1060               ss->excludedMove = move;
1061               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1062               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1063
1064               if (value < singularBeta)
1065               {
1066                   extension = 1;
1067                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1068
1069                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1070                   if (  !PvNode
1071                       && value < singularBeta - 21
1072                       && ss->doubleExtensions <= 11)
1073                   {
1074                       extension = 2;
1075                       depth += depth < 13;
1076                   }
1077               }
1078
1079               // Multi-cut pruning
1080               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a
1081               // reduced search without the ttMove. So we assume this expected cut-node
1082               // is not singular, that multiple moves fail high, and we can prune the
1083               // whole subtree by returning a softbound.
1084               else if (singularBeta >= beta)
1085                   return singularBeta;
1086
1087               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1088               else if (ttValue >= beta)
1089                   extension = -2 - !PvNode;
1090
1091               // If we are on a cutNode, reduce it based on depth (negative extension) (~1 Elo)
1092               else if (cutNode)
1093                   extension = depth < 17 ? -3 : -1;
1094
1095               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1096               else if (ttValue <= value)
1097                   extension = -1;
1098           }
1099
1100           // Check extensions (~1 Elo)
1101           else if (   givesCheck
1102                    && depth > 9)
1103               extension = 1;
1104
1105           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1106           else if (   PvNode
1107                    && move == ttMove
1108                    && move == ss->killers[0]
1109                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5168)
1110               extension = 1;
1111       }
1112
1113       // Add extension to new depth
1114       newDepth += extension;
1115       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1116
1117       // Speculative prefetch as early as possible
1118       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1119
1120       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1121       ss->currentMove = move;
1122       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1123                                                                 [capture]
1124                                                                 [movedPiece]
1125                                                                 [to_sq(move)];
1126
1127       // Step 16. Make the move
1128       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1129
1130       // Decrease reduction if position is or has been on the PV and not likely to fail low. (~3 Elo)
1131       // Decrease further on cutNodes. (~1 Elo)
1132       if (   ss->ttPv
1133           && !likelyFailLow)
1134           r -= cutNode && tte->depth() >= depth ? 3 : 2;
1135
1136       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1137       if ((ss-1)->moveCount > 8)
1138           r--;
1139
1140       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1141       if (cutNode)
1142           r += 2;
1143
1144       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1145       if (ttCapture)
1146           r++;
1147
1148       // Decrease reduction for PvNodes (~2 Elo)
1149       if (PvNode)
1150           r--;
1151
1152       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1153       if (singularQuietLMR)
1154           r--;
1155
1156       // Increase reduction on repetition (~1 Elo)
1157       if (   move == (ss-4)->currentMove
1158           && pos.has_repeated())
1159           r += 2;
1160
1161       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1162       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1163           r++;
1164
1165       // Decrease reduction for first generated move (ttMove)
1166       else if (move == ttMove)
1167           r--;
1168
1169       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1170                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1171                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1172                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1173                      - 4006;
1174
1175       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1176       r -= ss->statScore / (11124 + 4740 * (depth > 5 && depth < 22));
1177
1178       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1179       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1180       // been searched. In general, we would like to reduce them, but there are many
1181       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1182       if (    depth >= 2
1183           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1184           && (   !ss->ttPv
1185               || !capture
1186               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1187       {
1188           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1189           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1190           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1191           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1192
1193           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1194
1195           // Do a full-depth search when reduced LMR search fails high
1196           if (value > alpha && d < newDepth)
1197           {
1198               // Adjust full-depth search based on LMR results - if the result
1199               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1200               const bool doDeeperSearch = value > (bestValue + 64 + 11 * (newDepth - d));
1201               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 711 && ss->doubleExtensions <= 6;
1202               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1203
1204               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1205
1206               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1207
1208               if (newDepth > d)
1209                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1210
1211               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1212                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1213                                          :  0;
1214
1215               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1216           }
1217       }
1218
1219       // Step 18. Full-depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1220       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1221       {
1222           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1223           if (!ttMove && cutNode)
1224               r += 2;
1225
1226           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 3), !cutNode);
1227       }
1228
1229       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail high,
1230       // otherwise let the parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1231       if (PvNode && (moveCount == 1 || value > alpha))
1232       {
1233           (ss+1)->pv = pv;
1234           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1235
1236           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1237       }
1238
1239       // Step 19. Undo move
1240       pos.undo_move(move);
1241
1242       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1243
1244       // Step 20. Check for a new best move
1245       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1246       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1247       // updating best move, PV and TT.
1248       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1249           return VALUE_ZERO;
1250
1251       if (rootNode)
1252       {
1253           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1254                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1255
1256           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1257
1258           // PV move or new best move?
1259           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1260           {
1261               rm.score =  rm.uciScore = value;
1262               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1263               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1264
1265               if (value >= beta)
1266               {
1267                   rm.scoreLowerbound = true;
1268                   rm.uciScore = beta;
1269               }
1270               else if (value <= alpha)
1271               {
1272                   rm.scoreUpperbound = true;
1273                   rm.uciScore = alpha;
1274               }
1275
1276               rm.pv.resize(1);
1277
1278               assert((ss+1)->pv);
1279
1280               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1281                   rm.pv.push_back(*m);
1282
1283               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1284               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1285               // we must take care to only do this for the first PV line.
1286               if (   moveCount > 1
1287                   && !thisThread->pvIdx)
1288                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1289           }
1290           else
1291               // All other moves but the PV, are set to the lowest value: this
1292               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1293               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1294               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1295       }
1296
1297       if (value > bestValue)
1298       {
1299           bestValue = value;
1300
1301           if (value > alpha)
1302           {
1303               bestMove = move;
1304
1305               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1306                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1307
1308               if (value >= beta)
1309               {
1310                   ss->cutoffCnt += 1 + !ttMove;
1311                   assert(value >= beta); // Fail high
1312                   break;
1313               }
1314               else
1315               {
1316                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~2 Elo)
1317                   if (   depth > 2
1318                       && depth < 12
1319                       && beta  <  14362
1320                       && value > -12393)
1321                       depth -= 2;
1322
1323                   assert(depth > 0);
1324                   alpha = value; // Update alpha! Always alpha < beta
1325               }
1326           }
1327       }
1328
1329
1330       // If the move is worse than some previously searched move, remember it, to update its stats later
1331       if (move != bestMove)
1332       {
1333           if (capture && captureCount < 32)
1334               capturesSearched[captureCount++] = move;
1335
1336           else if (!capture && quietCount < 64)
1337               quietsSearched[quietCount++] = move;
1338       }
1339     }
1340
1341     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1342     // completed. But in this case, bestValue is valid because we have fully
1343     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1344     /*
1345        if (Threads.stop)
1346         return VALUE_DRAW;
1347     */
1348
1349     // Step 21. Check for mate and stalemate
1350     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1351     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1352     // return a fail low score.
1353
1354     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1355
1356     if (!moveCount)
1357         bestValue = excludedMove ? alpha :
1358                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1359                                  : VALUE_DRAW;
1360
1361     // If there is a move that produces search value greater than alpha we update the stats of searched moves
1362     else if (bestMove)
1363         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1364                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1365
1366     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1367     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1368     {
1369         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 800) + ((ss-1)->moveCount > 12);
1370         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1371         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << stat_bonus(depth) * bonus / 2;
1372     }
1373
1374     if (PvNode)
1375         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1376
1377     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1378     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1379     if (bestValue <= alpha)
1380         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1381
1382     // Write gathered information in transposition table
1383     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1384         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1385                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1386                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1387                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1388
1389     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1390
1391     return bestValue;
1392   }
1393
1394
1395   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1396   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1397   // (~155 Elo)
1398   template <NodeType nodeType>
1399   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1400
1401     static_assert(nodeType != Root);
1402     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1403
1404     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1405     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1406     assert(depth <= 0);
1407
1408     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
1409     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
1410     if (   alpha < VALUE_DRAW
1411         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
1412     {
1413         alpha = value_draw(pos.this_thread());
1414         if (alpha >= beta)
1415             return alpha;
1416     }
1417
1418     Move pv[MAX_PLY+1];
1419     StateInfo st;
1420     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1421
1422     TTEntry* tte;
1423     Key posKey;
1424     Move ttMove, move, bestMove;
1425     Depth ttDepth;
1426     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1427     bool pvHit, givesCheck, capture;
1428     int moveCount;
1429
1430     // Step 1. Initialize node
1431     if (PvNode)
1432     {
1433         (ss+1)->pv = pv;
1434         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1435     }
1436
1437     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1438     bestMove = MOVE_NONE;
1439     ss->inCheck = pos.checkers();
1440     moveCount = 0;
1441
1442     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1443     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1444         || ss->ply >= MAX_PLY)
1445         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1446
1447     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1448
1449     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1450     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1451     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1452     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1453                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1454
1455     // Step 3. Transposition table lookup
1456     posKey = pos.key();
1457     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1458     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1459     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1460     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1461
1462     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1463     if (  !PvNode
1464         && tte->depth() >= ttDepth
1465         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race or if !ttHit
1466         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1467         return ttValue;
1468
1469     // Step 4. Static evaluation of the position
1470     if (ss->inCheck)
1471         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1472     else
1473     {
1474         if (ss->ttHit)
1475         {
1476             // Never assume anything about values stored in TT
1477             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1478                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1479
1480             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1481             if (    ttValue != VALUE_NONE
1482                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1483                 bestValue = ttValue;
1484         }
1485         else
1486             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1487             ss->staticEval = bestValue = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1488                                                                           : -(ss-1)->staticEval;
1489
1490         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1491         if (bestValue >= beta)
1492         {
1493             // Save gathered info in transposition table
1494             if (!ss->ttHit)
1495                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1496                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1497
1498             return bestValue;
1499         }
1500
1501         if (bestValue > alpha)
1502             alpha = bestValue;
1503
1504         futilityBase = std::min(ss->staticEval, bestValue) + 200;
1505     }
1506
1507     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1508                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1509                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1510
1511     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1512     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1513     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1514     // will be generated.
1515     Square prevSq = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1516     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1517                                       &thisThread->captureHistory,
1518                                       contHist,
1519                                       prevSq);
1520
1521     int quietCheckEvasions = 0;
1522
1523     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1524     // or a beta cutoff occurs.
1525     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1526     {
1527         assert(is_ok(move));
1528
1529         // Check for legality
1530         if (!pos.legal(move))
1531             continue;
1532
1533         givesCheck = pos.gives_check(move);
1534         capture = pos.capture_stage(move);
1535
1536         moveCount++;
1537
1538         // Step 6. Pruning.
1539         if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1540         {
1541             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1542             if (   !givesCheck
1543                 &&  to_sq(move) != prevSq
1544                 &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1545                 &&  type_of(move) != PROMOTION)
1546             {
1547                 if (moveCount > 2)
1548                     continue;
1549
1550                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
1551
1552                 // If static eval + value of piece we are going to capture is much lower
1553                 // than alpha we can prune this move
1554                 if (futilityValue <= alpha)
1555                 {
1556                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1557                     continue;
1558                 }
1559
1560                 // If static eval is much lower than alpha and move is not winning material
1561                 // we can prune this move
1562                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1563                 {
1564                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1565                     continue;
1566                 }
1567
1568                 // If static exchange evaluation is much worse than what is needed to not
1569                 // fall below alpha we can prune this move
1570                 if (futilityBase > alpha && !pos.see_ge(move, (alpha - futilityBase) * 4))
1571                 {
1572                     bestValue = alpha;
1573                     continue;
1574                 }
1575             }
1576
1577             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
1578             // implicitly checked through the counter, and being a 'quiet move' apart from
1579             // being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1580             if (quietCheckEvasions > 1)
1581                 break;
1582
1583             // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1584             if (   !capture
1585                 && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1586                 && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1587                 continue;
1588
1589             // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1590             if (!pos.see_ge(move, Value(-95)))
1591                 continue;
1592         }
1593
1594         // Speculative prefetch as early as possible
1595         prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1596
1597         // Update the current move
1598         ss->currentMove = move;
1599         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1600                                                                   [capture]
1601                                                                   [pos.moved_piece(move)]
1602                                                                   [to_sq(move)];
1603
1604         quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1605
1606         // Step 7. Make and search the move
1607         pos.do_move(move, st, givesCheck);
1608         value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1609         pos.undo_move(move);
1610
1611         assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1612
1613         // Step 8. Check for a new best move
1614         if (value > bestValue)
1615         {
1616             bestValue = value;
1617
1618             if (value > alpha)
1619             {
1620                 bestMove = move;
1621
1622                 if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1623                     update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1624
1625                 if (value < beta) // Update alpha here!
1626                     alpha = value;
1627                 else
1628                     break; // Fail high
1629             }
1630         }
1631     }
1632
1633     // Step 9. Check for mate
1634     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1635     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1636     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1637     {
1638         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1639
1640         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1641     }
1642
1643     // Save gathered info in transposition table
1644     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1645               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1646               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1647
1648     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1649
1650     return bestValue;
1651   }
1652
1653
1654   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1655   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1656   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1657
1658   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1659
1660     assert(v != VALUE_NONE);
1661
1662     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1663           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1664   }
1665
1666
1667   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1668   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1669   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1670   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1671   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1672
1673   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1674
1675     if (v == VALUE_NONE)
1676         return VALUE_NONE;
1677
1678     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1679     {
1680         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1681             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1682
1683         return v - ply;
1684     }
1685
1686     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1687     {
1688         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1689             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1690
1691         return v + ply;
1692     }
1693
1694     return v;
1695   }
1696
1697
1698   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1699
1700   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1701
1702     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1703         *pv++ = *childPv++;
1704     *pv = MOVE_NONE;
1705   }
1706
1707
1708   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1709
1710   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1711                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1712
1713     Color us = pos.side_to_move();
1714     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1715     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1716     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1717     PieceType captured;
1718
1719     int quietMoveBonus = stat_bonus(depth + 1);
1720
1721     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1722     {
1723         int bestMoveBonus = bestValue > beta + 145 ? quietMoveBonus  // larger bonus
1724                                             : stat_bonus(depth);     // smaller bonus
1725
1726         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1727         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bestMoveBonus);
1728
1729         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1730         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1731         {
1732             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bestMoveBonus;
1733             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bestMoveBonus);
1734         }
1735     }
1736     else
1737     {
1738         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1739         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1740         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << quietMoveBonus;
1741     }
1742
1743     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1744     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1745     if (   prevSq != SQ_NONE
1746         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1747         && !pos.captured_piece())
1748             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -quietMoveBonus);
1749
1750     // Decrease stats for all non-best capture moves
1751     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1752     {
1753         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1754         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1755         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -quietMoveBonus;
1756     }
1757   }
1758
1759
1760   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1761   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1762
1763   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1764
1765     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1766     {
1767         // Only update the first 2 continuation histories if we are in check
1768         if (ss->inCheck && i > 2)
1769             break;
1770         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1771             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1772     }
1773   }
1774
1775
1776   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1777
1778   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1779
1780     // Update killers
1781     if (ss->killers[0] != move)
1782     {
1783         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1784         ss->killers[0] = move;
1785     }
1786
1787     Color us = pos.side_to_move();
1788     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1789     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1790     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1791
1792     // Update countermove history
1793     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1794     {
1795         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1796         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1797     }
1798   }
1799
1800   // When playing with strength handicap, choose the best move among a set of RootMoves
1801   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1802
1803   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1804
1805     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1806     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1807
1808     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1809     Value topScore = rootMoves[0].score;
1810     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValue);
1811     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1812     double weakness = 120 - 2 * level;
1813
1814     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1815     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1816     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1817     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1818     {
1819         // This is our magic formula
1820         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1821                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1822
1823         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1824         {
1825             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1826             best = rootMoves[i].pv[0];
1827         }
1828     }
1829
1830     return best;
1831   }
1832
1833 } // namespace
1834
1835
1836 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1837 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1838
1839 void MainThread::check_time() {
1840
1841   if (--callsCnt > 0)
1842       return;
1843
1844   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1845   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(512, int(Limits.nodes / 1024)) : 512;
1846
1847   static TimePoint lastInfoTime = now();
1848
1849   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1850   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1851
1852   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1853   {
1854       lastInfoTime = tick;
1855       dbg_print();
1856   }
1857
1858   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1859   if (ponder)
1860       return;
1861
1862   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
1863       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1864       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= uint64_t(Limits.nodes)))
1865       Threads.stop = true;
1866 }
1867
1868
1869 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1870 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1871
1872 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1873
1874   std::stringstream ss;
1875   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1876   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1877   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1878   size_t multiPV = std::min(size_t(Options["MultiPV"]), rootMoves.size());
1879   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1880   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1881
1882   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1883   {
1884       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1885
1886       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1887           continue;
1888
1889       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1890       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1891
1892       if (v == -VALUE_INFINITE)
1893           v = VALUE_ZERO;
1894
1895       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1896       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1897
1898       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1899           ss << "\n";
1900
1901       ss << "info"
1902          << " depth "    << d
1903          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1904          << " multipv "  << i + 1
1905          << " score "    << UCI::value(v);
1906
1907       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1908           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1909
1910       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1911          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1912
1913       ss << " nodes "    << nodesSearched
1914          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1915          << " hashfull " << TT.hashfull()
1916          << " tbhits "   << tbHits
1917          << " time "     << elapsed
1918          << " pv";
1919
1920       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1921           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1922   }
1923
1924   return ss.str();
1925 }
1926
1927
1928 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1929 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1930 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1931 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think about.
1932
1933 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1934
1935     StateInfo st;
1936     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1937
1938     bool ttHit;
1939
1940     assert(pv.size() == 1);
1941
1942     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1943         return false;
1944
1945     pos.do_move(pv[0], st);
1946     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1947
1948     if (ttHit)
1949     {
1950         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1951         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1952             pv.push_back(m);
1953     }
1954
1955     pos.undo_move(pv[0]);
1956     return pv.size() > 1;
1957 }
1958
1959 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1960
1961     RootInTB = false;
1962     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1963     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1964     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1965     bool dtz_available = true;
1966
1967     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1968     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1969     if (Cardinality > MaxCardinality)
1970     {
1971         Cardinality = MaxCardinality;
1972         ProbeDepth = 0;
1973     }
1974
1975     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1976     {
1977         // Rank moves using DTZ tables
1978         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1979
1980         if (!RootInTB)
1981         {
1982             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1983             dtz_available = false;
1984             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1985         }
1986     }
1987
1988     if (RootInTB)
1989     {
1990         // Sort moves according to TB rank
1991         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1992                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1993
1994         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1995         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1996             Cardinality = 0;
1997     }
1998     else
1999     {
2000         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
2001         for (auto& m : rootMoves)
2002             m.tbRank = 0;
2003     }
2004 }
2005
2006 } // namespace Stockfish