]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
d6571a140f36b1e9ab5293895aff192df271a785
[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
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(154 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1449 - int(delta) * 1032 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return improving ? (3 + depth * depth)
79                      : (3 + depth * depth) / 2;
80   }
81
82   // History and stats update bonus, based on depth
83   int stat_bonus(Depth d) {
84     return std::min(340 * d - 470, 1855);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99         {
100             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
101             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
102         }
103         else
104             level = double(skill_level);
105     }
106     bool enabled() const { return level < 20.0; }
107     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
108     Move pick_best(size_t multiPV);
109
110     double level;
111     Move best = MOVE_NONE;
112   };
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
116
117   template <NodeType nodeType>
118   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
119
120   Value value_to_tt(Value v, int ply);
121   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
122   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
123   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
124   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
125   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
126                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
127
128   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
129   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
130   template<bool Root>
131   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
132
133     StateInfo st;
134     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
135
136     uint64_t cnt, nodes = 0;
137     const bool leaf = (depth == 2);
138
139     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
140     {
141         if (Root && depth <= 1)
142             cnt = 1, nodes++;
143         else
144         {
145             pos.do_move(m, st);
146             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
147             nodes += cnt;
148             pos.undo_move(m);
149         }
150         if (Root)
151             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
152     }
153     return nodes;
154   }
155
156 } // namespace
157
158
159 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
160
161 void Search::init() {
162
163   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
164       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
165 }
166
167
168 /// Search::clear() resets search state to its initial value
169
170 void Search::clear() {
171
172   Threads.main()->wait_for_search_finished();
173
174   Time.availableNodes = 0;
175   TT.clear();
176   Threads.clear();
177   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
178 }
179
180
181 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
182 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
183
184 void MainThread::search() {
185
186   if (Limits.perft)
187   {
188       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
189       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
190       return;
191   }
192
193   Color us = rootPos.side_to_move();
194   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
195   TT.new_search();
196
197   Eval::NNUE::verify();
198
199   if (rootMoves.empty())
200   {
201       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
202       sync_cout << "info depth 0 score "
203                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
204                 << sync_endl;
205   }
206   else
207   {
208       Threads.start_searching(); // start non-main threads
209       Thread::search();          // main thread start searching
210   }
211
212   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
213   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
214   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
215   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
216   // until the GUI sends one of those commands.
217
218   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
219   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
220
221   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
222   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
223   Threads.stop = true;
224
225   // Wait until all threads have finished
226   Threads.wait_for_search_finished();
227
228   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
229   // the available ones before exiting.
230   if (Limits.npmsec)
231       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
232
233   Thread* bestThread = this;
234   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
235
236   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
237       && !Limits.depth
238       && !skill.enabled()
239       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
240       bestThread = Threads.get_best_thread();
241
242   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
243   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; --i)
280   {
281       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
282       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
283   }
284
285   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
286       (ss+i)->ply = i;
287
288   ss->pv = pv;
289
290   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
291   beta = 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   complexityAverage.set(153, 1);
314
315   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
316
317   int searchAgainCounter = 0;
318
319   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
320   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
321          && !Threads.stop
322          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
323   {
324       // Age out PV variability metric
325       if (mainThread)
326           totBestMoveChanges /= 2;
327
328       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
329       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
330       for (RootMove& rm : rootMoves)
331           rm.previousScore = rm.score;
332
333       size_t pvFirst = 0;
334       pvLast = 0;
335
336       if (!Threads.increaseDepth)
337           searchAgainCounter++;
338
339       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
340       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
341       {
342           if (pvIdx == pvLast)
343           {
344               pvFirst = pvLast;
345               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
346                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
347                       break;
348           }
349
350           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
351           selDepth = 0;
352
353           // Reset aspiration window starting size
354           if (rootDepth >= 4)
355           {
356               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
357               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
358               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
359               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
360
361               // Adjust optimism based on root move's previousScore
362               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
363               optimism[ us] = Value(opt);
364               optimism[~us] = -optimism[us];
365           }
366
367           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
368           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
369           // high/low anymore.
370           int failedHighCnt = 0;
371           while (true)
372           {
373               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
374               // four searchAgain steps (see issue #2717).
375               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
376               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
377
378               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
379               // is done with a stable algorithm because all the values but the
380               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
381               // and we want to keep the same order for all the moves except the
382               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
383               // search the already searched PV lines are preserved.
384               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
385
386               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
387               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
388               // the previous iteration.
389               if (Threads.stop)
390                   break;
391
392               // When failing high/low give some update (without cluttering
393               // the UI) before a re-search.
394               if (   mainThread
395                   && multiPV == 1
396                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
397                   && Time.elapsed() > 3000)
398                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
399
400               // In case of failing low/high increase aspiration window and
401               // re-search, otherwise exit the loop.
402               if (bestValue <= alpha)
403               {
404                   beta = (alpha + beta) / 2;
405                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
406
407                   failedHighCnt = 0;
408                   if (mainThread)
409                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
410               }
411               else if (bestValue >= beta)
412               {
413                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
414                   ++failedHighCnt;
415               }
416               else
417                   break;
418
419               delta += delta / 4 + 2;
420
421               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
422           }
423
424           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
425           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
426
427           if (    mainThread
428               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
429               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
430       }
431
432       if (!Threads.stop)
433           completedDepth = rootDepth;
434
435       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
436       {
437           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
438           lastBestMoveDepth = rootDepth;
439       }
440
441       // Have we found a "mate in x"?
442       if (   Limits.mate
443           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
444           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
445           Threads.stop = true;
446
447       if (!mainThread)
448           continue;
449
450       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
451       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
452           skill.pick_best(multiPV);
453
454       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
455       for (Thread* th : Threads)
456       {
457           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
458           th->bestMoveChanges = 0;
459       }
460
461       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
462       if (    Limits.use_time_management()
463           && !Threads.stop
464           && !mainThread->stopOnPonderhit)
465       {
466           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
467                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
468           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
469
470           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
471           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
472           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
473           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
474           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
475           double complexPosition = std::min(1.03 + (complexity - 241) / 1552.0, 1.45);
476
477           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
478
479           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
480           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
481           if (rootMoves.size() == 1)
482               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
483
484           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
485           if (Time.elapsed() > totalTime)
486           {
487               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
488               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
489               if (mainThread->ponder)
490                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
491               else
492                   Threads.stop = true;
493           }
494           else if (   !mainThread->ponder
495                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
496               Threads.increaseDepth = false;
497           else
498               Threads.increaseDepth = true;
499       }
500
501       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
502       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
503   }
504
505   if (!mainThread)
506       return;
507
508   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
509
510   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
511   if (skill.enabled())
512       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
513                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
514 }
515
516
517 namespace {
518
519   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
520
521   template <NodeType nodeType>
522   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
523
524     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
525     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
526
527     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
528     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
529     if (   !rootNode
530         && pos.rule50_count() >= 3
531         && alpha < VALUE_DRAW
532         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
533     {
534         alpha = value_draw(pos.this_thread());
535         if (alpha >= beta)
536             return alpha;
537     }
538
539     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
540     if (depth <= 0)
541         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
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, improvement, complexity;
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 applies 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        = to_sq((ss-1)->currentMove);
609
610     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
611     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
612     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
613     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
614     // LMR which are based on the statScore of parent position.
615     if (!rootNode)
616         (ss+2)->statScore = 0;
617
618     // Step 4. Transposition table lookup.
619     excludedMove = ss->excludedMove;
620     posKey = pos.key();
621     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
622     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
623     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
624             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
625     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
626
627     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
628     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
629     if (!excludedMove)
630         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
631
632     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
633     if (  !PvNode
634         && ss->ttHit
635         && !excludedMove
636         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
637         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
638         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
639     {
640         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
641         if (ttMove)
642         {
643             if (ttValue >= beta)
644             {
645                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
646                 if (!ttCapture)
647                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
648
649                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
650                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
651                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
652             }
653             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
654             else if (!ttCapture)
655             {
656                 int penalty = -stat_bonus(depth);
657                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
658                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
659             }
660         }
661
662         // Partial workaround for the graph history interaction problem
663         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
664         if (pos.rule50_count() < 90)
665             return ttValue;
666     }
667
668     // Step 5. Tablebases probe
669     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
670     {
671         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
672
673         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
674             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
675             &&  pos.rule50_count() == 0
676             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
677         {
678             TB::ProbeState err;
679             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
680
681             // Force check of time on the next occasion
682             if (thisThread == Threads.main())
683                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
684
685             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
686             {
687                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
688
689                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
690
691                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
692                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
693                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
694                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
695
696                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
697                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
698
699                 if (    b == BOUND_EXACT
700                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
701                 {
702                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
703                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
704                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
705
706                     return value;
707                 }
708
709                 if (PvNode)
710                 {
711                     if (b == BOUND_LOWER)
712                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
713                     else
714                         maxValue = value;
715                 }
716             }
717         }
718     }
719
720     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
721
722     // Step 6. Static evaluation of the position
723     if (ss->inCheck)
724     {
725         // Skip early pruning when in check
726         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
727         improving = false;
728         improvement = 0;
729         complexity = 0;
730         goto moves_loop;
731     }
732     else if (excludedMove)
733     {
734         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 elo)
735         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
736         eval = ss->staticEval;
737         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
738     }
739     else if (ss->ttHit)
740     {
741         // Never assume anything about values stored in TT
742         ss->staticEval = eval = tte->eval();
743         if (eval == VALUE_NONE)
744             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
745         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
746         {
747             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
748             if (PvNode)
749                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
750         }
751
752         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
753         if (    ttValue != VALUE_NONE
754             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
755             eval = ttValue;
756     }
757     else
758     {
759         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
760         // Save static evaluation into transposition table
761         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
762     }
763
764     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
765
766     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
767     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
768     {
769         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
770         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
771     }
772
773     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
774     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
775     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
776     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
777     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
778                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
779                   :                                    156;
780     improving = improvement > 0;
781
782     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
783     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
784     // return a fail low.
785     if (eval < alpha - 426 - 252 * depth * depth)
786     {
787         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
788         if (value < alpha)
789             return value;
790     }
791
792     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
793     // The depth condition is important for mate finding.
794     if (   !ss->ttPv
795         &&  depth < 9
796         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
797         &&  eval >= beta
798         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
799         return eval;
800
801     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
802     if (   !PvNode
803         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
804         && (ss-1)->statScore < 18755
805         &&  eval >= beta
806         &&  eval >= ss->staticEval
807         &&  ss->staticEval >= beta - 19 * depth - improvement / 13 + 253 + complexity / 25
808         && !excludedMove
809         &&  pos.non_pawn_material(us)
810         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
811     {
812         assert(eval - beta >= 0);
813
814         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
815         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 825);
816
817         ss->currentMove = MOVE_NULL;
818         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
819
820         pos.do_null_move(st);
821
822         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
823
824         pos.undo_null_move();
825
826         if (nullValue >= beta)
827         {
828             // Do not return unproven mate or TB scores
829             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
830                 nullValue = beta;
831
832             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
833                 return nullValue;
834
835             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
836
837             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
838             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
839             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
840             thisThread->nmpColor = us;
841
842             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
843
844             thisThread->nmpMinPly = 0;
845
846             if (v >= beta)
847                 return nullValue;
848         }
849     }
850
851     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
852
853     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
854     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
855     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
856     if (   !PvNode
857         &&  depth > 4
858         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
859         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
860         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
861         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
862         // so effective depth is equal to depth - 3
863         && !(   ss->ttHit
864              && tte->depth() >= depth - 3
865              && ttValue != VALUE_NONE
866              && ttValue < probCutBeta))
867     {
868         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
869
870         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
871
872         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
873             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
874             {
875                 assert(pos.capture_stage(move));
876
877                 ss->currentMove = move;
878                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
879                                                                           [true]
880                                                                           [pos.moved_piece(move)]
881                                                                           [to_sq(move)];
882
883                 pos.do_move(move, st);
884
885                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
886                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
887
888                 // If the qsearch held, perform the regular search
889                 if (value >= probCutBeta)
890                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
891
892                 pos.undo_move(move);
893
894                 if (value >= probCutBeta)
895                 {
896                     // Save ProbCut data into transposition table
897                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
898                     return value;
899                 }
900             }
901
902         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
903     }
904
905     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
906     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
907     if (    PvNode
908         && !ttMove)
909         depth -= 3;
910
911     if (depth <= 0)
912         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
913
914     if (    cutNode
915         &&  depth >= 7
916         && !ttMove)
917         depth -= 2;
918
919 moves_loop: // When in check, search starts here
920
921     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
922     probCutBeta = beta + 391;
923     if (   ss->inCheck
924         && !PvNode
925         && depth >= 2
926         && ttCapture
927         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
928         && tte->depth() >= depth - 3
929         && ttValue >= probCutBeta
930         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
931         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
932         return probCutBeta;
933
934     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
935                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
936                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
937
938     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
939
940     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
941                                       &captureHistory,
942                                       contHist,
943                                       countermove,
944                                       ss->killers);
945
946     value = bestValue;
947     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
948
949     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
950     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
951     bool likelyFailLow =    PvNode
952                          && ttMove
953                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
954                          && tte->depth() >= depth;
955
956     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
957     // or a beta cutoff occurs.
958     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
959     {
960       assert(is_ok(move));
961
962       if (move == excludedMove)
963           continue;
964
965       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
966       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
967       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
968       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
969       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
970                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
971           continue;
972
973       // Check for legality
974       if (!rootNode && !pos.legal(move))
975           continue;
976
977       ss->moveCount = ++moveCount;
978
979       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
980           sync_cout << "info depth " << depth
981                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
982                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
983       if (PvNode)
984           (ss+1)->pv = nullptr;
985
986       extension = 0;
987       capture = pos.capture_stage(move);
988       movedPiece = pos.moved_piece(move);
989       givesCheck = pos.gives_check(move);
990
991       // Calculate new depth for this move
992       newDepth = depth - 1;
993
994       Value delta = beta - alpha;
995
996       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
997
998       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
999       if (  !rootNode
1000           && pos.non_pawn_material(us)
1001           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1002       {
1003           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
1004           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1005
1006           // Reduced depth of the next LMR search
1007           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1008
1009           if (   capture
1010               || givesCheck)
1011           {
1012               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1013               if (   !givesCheck
1014                   && !PvNode
1015                   && lmrDepth < 6
1016                   && !ss->inCheck
1017                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1018                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1019                   continue;
1020
1021               // SEE based pruning (~11 Elo)
1022               if (!pos.see_ge(move, Value(-206) * depth))
1023                   continue;
1024           }
1025           else
1026           {
1027               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1028                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1030
1031               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1032               if (   lmrDepth < 5
1033                   && history < -4405 * (depth - 1))
1034                   continue;
1035
1036               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1037
1038               lmrDepth += history / 7278;
1039               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1040
1041               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1042               if (   !ss->inCheck
1043                   && lmrDepth < 13
1044                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1045                   continue;
1046
1047               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1048
1049               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1050               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1051                   continue;
1052           }
1053       }
1054
1055       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1056       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1057       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1058       {
1059           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1060           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1061           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1062           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1063           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1064           if (   !rootNode
1065               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1066               &&  move == ttMove
1067               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1068            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1069               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1070               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1071               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1072           {
1073               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1074               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1075
1076               ss->excludedMove = move;
1077               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1078               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1079
1080               if (value < singularBeta)
1081               {
1082                   extension = 1;
1083                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1084
1085                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1086                   if (  !PvNode
1087                       && value < singularBeta - 25
1088                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1089                   {
1090                       extension = 2;
1091                       depth += depth < 13;
1092                   }
1093               }
1094
1095               // Multi-cut pruning
1096               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1097               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1098               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1099               // a soft bound.
1100               else if (singularBeta >= beta)
1101                   return singularBeta;
1102
1103               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1104               else if (ttValue >= beta)
1105                   extension = -2 - !PvNode;
1106
1107               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension)
1108               else if (ttValue <= value)
1109                   extension = -1;
1110
1111               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension)
1112               else if (ttValue <= alpha)
1113                   extension = -1;
1114           }
1115
1116           // Check extensions (~1 Elo)
1117           else if (   givesCheck
1118                    && depth > 10
1119                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1120               extension = 1;
1121
1122           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1123           else if (   PvNode
1124                    && move == ttMove
1125                    && move == ss->killers[0]
1126                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1127               extension = 1;
1128       }
1129
1130       // Add extension to new depth
1131       newDepth += extension;
1132       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1133
1134       // Speculative prefetch as early as possible
1135       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1136
1137       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1138       ss->currentMove = move;
1139       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1140                                                                 [capture]
1141                                                                 [movedPiece]
1142                                                                 [to_sq(move)];
1143
1144       // Step 16. Make the move
1145       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1146
1147       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1148       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1149       if (   ss->ttPv
1150           && !likelyFailLow)
1151           r -= 2;
1152
1153       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1154       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1155           r--;
1156
1157       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1158       if (cutNode)
1159           r += 2;
1160
1161       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1162       if (ttCapture)
1163           r++;
1164
1165       // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1166       if (PvNode)
1167           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1168
1169       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1170       if (singularQuietLMR)
1171           r--;
1172
1173       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1174       if (   depth > 9
1175           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1176           r--;
1177
1178       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1179       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1180           r++;
1181
1182       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history
1183       if (move == ss->killers[0]
1184           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3722)
1185           r--;
1186
1187       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1188                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1189                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1190                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1191                      - 4182;
1192
1193       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1194       r -= ss->statScore / (11791 + 3992 * (depth > 6 && depth < 19));
1195
1196       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1197       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1198       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1199       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1200       if (    depth >= 2
1201           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1202           && (   !ss->ttPv
1203               || !capture
1204               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1205       {
1206           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1207           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1208           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1209           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1210
1211           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1212
1213           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1214           if (value > alpha && d < newDepth)
1215           {
1216               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1217               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1218               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1219               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1220               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1221
1222               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1223
1224               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1225
1226               if (newDepth > d)
1227                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1228
1229               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1230                                         : -stat_bonus(newDepth);
1231
1232               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1233           }
1234       }
1235
1236       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1237       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1238       {
1239           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1240           if (!ttMove && cutNode)
1241               r += 2;
1242
1243           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1244       }
1245
1246       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1247       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1248       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1249       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1250       {
1251           (ss+1)->pv = pv;
1252           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1253
1254           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1255       }
1256
1257       // Step 19. Undo move
1258       pos.undo_move(move);
1259
1260       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1261
1262       // Step 20. Check for a new best move
1263       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1264       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1265       // updating best move, PV and TT.
1266       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1267           return VALUE_ZERO;
1268
1269       if (rootNode)
1270       {
1271           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1272                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1273
1274           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1275
1276           // PV move or new best move?
1277           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1278           {
1279               rm.score =  rm.uciScore = value;
1280               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1281               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1282
1283               if (value >= beta)
1284               {
1285                   rm.scoreLowerbound = true;
1286                   rm.uciScore = beta;
1287               }
1288               else if (value <= alpha)
1289               {
1290                   rm.scoreUpperbound = true;
1291                   rm.uciScore = alpha;
1292               }
1293
1294               rm.pv.resize(1);
1295
1296               assert((ss+1)->pv);
1297
1298               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1299                   rm.pv.push_back(*m);
1300
1301               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1302               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1303               // we must take care to only do this for the first PV line.
1304               if (   moveCount > 1
1305                   && !thisThread->pvIdx)
1306                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1307           }
1308           else
1309               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1310               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1311               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1312               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1313       }
1314
1315       if (value > bestValue)
1316       {
1317           bestValue = value;
1318
1319           if (value > alpha)
1320           {
1321               bestMove = move;
1322
1323               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1324                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1325
1326               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1327               {
1328                   alpha = value;
1329
1330                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1331                   if (   depth > 1
1332                       && depth < 6
1333                       && beta  <  10534
1334                       && alpha > -10534)
1335                       depth -= 1;
1336
1337                   assert(depth > 0);
1338               }
1339               else
1340               {
1341                   ss->cutoffCnt++;
1342                   assert(value >= beta); // Fail high
1343                   break;
1344               }
1345           }
1346       }
1347
1348
1349       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1350       if (move != bestMove)
1351       {
1352           if (capture && captureCount < 32)
1353               capturesSearched[captureCount++] = move;
1354
1355           else if (!capture && quietCount < 64)
1356               quietsSearched[quietCount++] = move;
1357       }
1358     }
1359
1360     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1361     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1362     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1363     /*
1364        if (Threads.stop)
1365         return VALUE_DRAW;
1366     */
1367
1368     // Step 21. Check for mate and stalemate
1369     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1370     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1371     // return a fail low score.
1372
1373     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1374
1375     if (!moveCount)
1376         bestValue = excludedMove ? alpha :
1377                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1378                                  : VALUE_DRAW;
1379
1380     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1381     else if (bestMove)
1382         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1383                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1384
1385     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1386     else if (!priorCapture)
1387     {
1388         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1389         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1390     }
1391
1392     if (PvNode)
1393         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1394
1395     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1396     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1397     if (bestValue <= alpha)
1398         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1399
1400     // Write gathered information in transposition table
1401     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1402         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1403                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1404                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1405                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1406
1407     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1408
1409     return bestValue;
1410   }
1411
1412
1413   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1414   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1415   // (~155 elo)
1416   template <NodeType nodeType>
1417   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1418
1419     static_assert(nodeType != Root);
1420     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1421
1422     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1423     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1424     assert(depth <= 0);
1425
1426     Move pv[MAX_PLY+1];
1427     StateInfo st;
1428     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1429
1430     TTEntry* tte;
1431     Key posKey;
1432     Move ttMove, move, bestMove;
1433     Depth ttDepth;
1434     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1435     bool pvHit, givesCheck, capture;
1436     int moveCount;
1437
1438     // Step 1. Initialize node
1439     if (PvNode)
1440     {
1441         (ss+1)->pv = pv;
1442         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1443     }
1444
1445     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1446     bestMove = MOVE_NONE;
1447     ss->inCheck = pos.checkers();
1448     moveCount = 0;
1449
1450     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1451     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1452         || ss->ply >= MAX_PLY)
1453         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1454
1455     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1456
1457     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1458     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1459     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1460     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1461                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1462
1463     // Step 3. Transposition table lookup
1464     posKey = pos.key();
1465     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1466     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1467     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1468     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1469
1470     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1471     if (  !PvNode
1472         && ss->ttHit
1473         && tte->depth() >= ttDepth
1474         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1475         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1476         return ttValue;
1477
1478     // Step 4. Static evaluation of the position
1479     if (ss->inCheck)
1480     {
1481         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1482         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1483     }
1484     else
1485     {
1486         if (ss->ttHit)
1487         {
1488             // Never assume anything about values stored in TT
1489             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1490                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1491
1492             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1493             if (    ttValue != VALUE_NONE
1494                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1495                 bestValue = ttValue;
1496         }
1497         else
1498             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1499             ss->staticEval = bestValue =
1500             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1501                                              : -(ss-1)->staticEval;
1502
1503         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1504         if (bestValue >= beta)
1505         {
1506             // Save gathered info in transposition table
1507             if (!ss->ttHit)
1508                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1509                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1510
1511             return bestValue;
1512         }
1513
1514         if (PvNode && bestValue > alpha)
1515             alpha = bestValue;
1516
1517         futilityBase = bestValue + 168;
1518     }
1519
1520     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1521                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1522                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1523
1524     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1525     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1526     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1527     // will be generated.
1528     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1529     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1530                                       &thisThread->captureHistory,
1531                                       contHist,
1532                                       prevSq);
1533
1534     int quietCheckEvasions = 0;
1535
1536     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1537     // or a beta cutoff occurs.
1538     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1539     {
1540       assert(is_ok(move));
1541
1542       // Check for legality
1543       if (!pos.legal(move))
1544           continue;
1545
1546       givesCheck = pos.gives_check(move);
1547       capture = pos.capture_stage(move);
1548
1549       moveCount++;
1550
1551     // Step 6. Pruning.
1552     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1553     {
1554       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1555       if (   !givesCheck
1556           &&  to_sq(move) != prevSq
1557           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1558           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1559       {
1560           if (moveCount > 2)
1561               continue;
1562
1563           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1564
1565           if (futilityValue <= alpha)
1566           {
1567               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1568               continue;
1569           }
1570
1571           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1572           {
1573               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1574               continue;
1575           }
1576       }
1577
1578       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1579       // and being a 'quiet' apart from 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(-110)))
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 (PvNode && 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 = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1718     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1719
1720     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1721     {
1722         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1723                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1724
1725         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1726         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1727
1728         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1729         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1730         {
1731             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1732             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1733         }
1734     }
1735     else
1736         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1737         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1738
1739     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1740     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1741     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1742         && !pos.captured_piece())
1743             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1744
1745     // Decrease stats for all non-best capture moves
1746     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1747     {
1748         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1749         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1750         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1751     }
1752   }
1753
1754
1755   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1756   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1757
1758   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1759
1760     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1761     {
1762         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1763         if (ss->inCheck && i > 2)
1764             break;
1765         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1766             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1767     }
1768   }
1769
1770
1771   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1772
1773   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1774
1775     // Update killers
1776     if (ss->killers[0] != move)
1777     {
1778         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1779         ss->killers[0] = move;
1780     }
1781
1782     Color us = pos.side_to_move();
1783     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1784     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1785     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1786
1787     // Update countermove history
1788     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1789     {
1790         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1791         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1792     }
1793   }
1794
1795   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1796   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1797
1798   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1799
1800     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1801     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1802
1803     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1804     Value topScore = rootMoves[0].score;
1805     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1806     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1807     double weakness = 120 - 2 * level;
1808
1809     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1810     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1811     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1812     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1813     {
1814         // This is our magic formula
1815         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1816                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1817
1818         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1819         {
1820             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1821             best = rootMoves[i].pv[0];
1822         }
1823     }
1824
1825     return best;
1826   }
1827
1828 } // namespace
1829
1830
1831 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1832 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1833
1834 void MainThread::check_time() {
1835
1836   if (--callsCnt > 0)
1837       return;
1838
1839   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1840   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1841
1842   static TimePoint lastInfoTime = now();
1843
1844   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1845   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1846
1847   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1848   {
1849       lastInfoTime = tick;
1850       dbg_print();
1851   }
1852
1853   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1854   if (ponder)
1855       return;
1856
1857   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1858       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1859       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1860       Threads.stop = true;
1861 }
1862
1863
1864 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1865 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1866
1867 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1868
1869   std::stringstream ss;
1870   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1871   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1872   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1873   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1874   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1875   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1876
1877   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1878   {
1879       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1880
1881       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1882           continue;
1883
1884       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1885       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1886
1887       if (v == -VALUE_INFINITE)
1888           v = VALUE_ZERO;
1889
1890       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1891       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1892
1893       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1894           ss << "\n";
1895
1896       ss << "info"
1897          << " depth "    << d
1898          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1899          << " multipv "  << i + 1
1900          << " score "    << UCI::value(v);
1901
1902       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1903           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1904
1905       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1906          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1907
1908       ss << " nodes "    << nodesSearched
1909          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1910          << " hashfull " << TT.hashfull()
1911          << " tbhits "   << tbHits
1912          << " time "     << elapsed
1913          << " pv";
1914
1915       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1916           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1917   }
1918
1919   return ss.str();
1920 }
1921
1922
1923 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1924 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1925 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1926 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1927
1928 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1929
1930     StateInfo st;
1931     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1932
1933     bool ttHit;
1934
1935     assert(pv.size() == 1);
1936
1937     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1938         return false;
1939
1940     pos.do_move(pv[0], st);
1941     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1942
1943     if (ttHit)
1944     {
1945         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1946         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1947             pv.push_back(m);
1948     }
1949
1950     pos.undo_move(pv[0]);
1951     return pv.size() > 1;
1952 }
1953
1954 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1955
1956     RootInTB = false;
1957     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1958     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1959     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1960     bool dtz_available = true;
1961
1962     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1963     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1964     if (Cardinality > MaxCardinality)
1965     {
1966         Cardinality = MaxCardinality;
1967         ProbeDepth = 0;
1968     }
1969
1970     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1971     {
1972         // Rank moves using DTZ tables
1973         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1974
1975         if (!RootInTB)
1976         {
1977             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1978             dtz_available = false;
1979             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1980         }
1981     }
1982
1983     if (RootInTB)
1984     {
1985         // Sort moves according to TB rank
1986         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1987                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1988
1989         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1990         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1991             Cardinality = 0;
1992     }
1993     else
1994     {
1995         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1996         for (auto& m : rootMoves)
1997             m.tbRank = 0;
1998     }
1999 }
2000
2001 } // namespace Stockfish