]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
cutnode and movecount lmr extension simplification
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 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(168 * (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 + 1463 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 1010);
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((9 * d + 270) * d - 311 , 2145);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
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             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
100         else
101             level = double(skill_level);
102     }
103     bool enabled() const { return level < 20.0; }
104     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
105     Move pick_best(size_t multiPV);
106
107     double level;
108     Move best = MOVE_NONE;
109   };
110
111   template <NodeType nodeType>
112   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
116
117   Value value_to_tt(Value v, int ply);
118   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
119   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
120   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
121   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
122   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
123                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
124
125   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
126   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
127   template<bool Root>
128   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
129
130     StateInfo st;
131     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
132
133     uint64_t cnt, nodes = 0;
134     const bool leaf = (depth == 2);
135
136     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
137     {
138         if (Root && depth <= 1)
139             cnt = 1, nodes++;
140         else
141         {
142             pos.do_move(m, st);
143             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
144             nodes += cnt;
145             pos.undo_move(m);
146         }
147         if (Root)
148             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
149     }
150     return nodes;
151   }
152
153 } // namespace
154
155
156 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
157
158 void Search::init() {
159
160   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
161       Reductions[i] = int((20.81 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
162 }
163
164
165 /// Search::clear() resets search state to its initial value
166
167 void Search::clear() {
168
169   Threads.main()->wait_for_search_finished();
170
171   Time.availableNodes = 0;
172   TT.clear();
173   Threads.clear();
174   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
175 }
176
177
178 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
179 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
180
181 void MainThread::search() {
182
183   if (Limits.perft)
184   {
185       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
186       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
187       return;
188   }
189
190   Color us = rootPos.side_to_move();
191   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
192   TT.new_search();
193
194   Eval::NNUE::verify();
195
196   if (rootMoves.empty())
197   {
198       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
199       sync_cout << "info depth 0 score "
200                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
201                 << sync_endl;
202   }
203   else
204   {
205       Threads.start_searching(); // start non-main threads
206       Thread::search();          // main thread start searching
207   }
208
209   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
210   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
211   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
212   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
213   // until the GUI sends one of those commands.
214
215   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
216   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
217
218   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
219   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
220   Threads.stop = true;
221
222   // Wait until all threads have finished
223   Threads.wait_for_search_finished();
224
225   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
226   // the available ones before exiting.
227   if (Limits.npmsec)
228       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
229
230   Thread* bestThread = this;
231   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
232
233   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
234       && !Limits.depth
235       && !skill.enabled()
236       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
237       bestThread = Threads.get_best_thread();
238
239   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
240   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
241
242   for (Thread* th : Threads)
243     th->previousDepth = bestThread->completedDepth;
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, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << 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       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
281
282   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
283       (ss+i)->ply = i;
284
285   ss->pv = pv;
286
287   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
288   beta = VALUE_INFINITE;
289
290   if (mainThread)
291   {
292       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
293           for (int i = 0; i < 4; ++i)
294               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
295       else
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
298   }
299
300   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
301   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
302
303   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
304   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
305   if (skill.enabled())
306       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
307
308   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
309
310   complexityAverage.set(202, 1);
311
312   trend         = SCORE_ZERO;
313   optimism[ us] = Value(39);
314   optimism[~us] = -optimism[us];
315
316   int searchAgainCounter = 0;
317
318   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
319   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
320          && !Threads.stop
321          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
322   {
323       // Age out PV variability metric
324       if (mainThread)
325           totBestMoveChanges /= 2;
326
327       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
328       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
329       for (RootMove& rm : rootMoves)
330           rm.previousScore = rm.score;
331
332       size_t pvFirst = 0;
333       pvLast = 0;
334
335       if (!Threads.increaseDepth)
336          searchAgainCounter++;
337
338       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
339       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
340       {
341           if (pvIdx == pvLast)
342           {
343               pvFirst = pvLast;
344               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
345                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
346                       break;
347           }
348
349           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
350           selDepth = 0;
351
352           // Reset aspiration window starting size
353           if (rootDepth >= 4)
354           {
355               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
356               delta = Value(16) + int(prev) * prev / 19178;
357               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
358               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
359
360               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
361               int tr = sigmoid(prev, 3, 8, 90, 125, 1);
362               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
363                                    : -make_score(tr, tr / 2));
364
365               int opt = sigmoid(prev, 8, 17, 144, 13966, 183);
366               optimism[ us] = Value(opt);
367               optimism[~us] = -optimism[us];
368           }
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               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
377               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
378
379               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
380               // is done with a stable algorithm because all the values but the
381               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
382               // and we want to keep the same order for all the moves except the
383               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
384               // search the already searched PV lines are preserved.
385               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
386
387               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
388               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
389               // the previous iteration.
390               if (Threads.stop)
391                   break;
392
393               // When failing high/low give some update (without cluttering
394               // the UI) before a re-search.
395               if (   mainThread
396                   && multiPV == 1
397                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
398                   && Time.elapsed() > 3000)
399                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
400
401               // In case of failing low/high increase aspiration window and
402               // re-search, otherwise exit the loop.
403               if (bestValue <= alpha)
404               {
405                   beta = (alpha + beta) / 2;
406                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
407
408                   failedHighCnt = 0;
409                   if (mainThread)
410                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
411               }
412               else if (bestValue >= beta)
413               {
414                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
415                   ++failedHighCnt;
416               }
417               else
418                   break;
419
420               delta += delta / 4 + 2;
421
422               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
423           }
424
425           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
426           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
427
428           if (    mainThread
429               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
430               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
431       }
432
433       if (!Threads.stop)
434           completedDepth = rootDepth;
435
436       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
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 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
467                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
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 + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
472           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
473           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
474           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
475           double complexPosition = std::clamp(1.0 + (complexity - 326) / 1618.1, 0.5, 1.5);
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 (   Threads.increaseDepth
495                    && !mainThread->ponder
496                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
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 skill level is enabled, swap 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     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
528
529     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
530     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
531     if (   !rootNode
532         && pos.rule50_count() >= 3
533         && alpha < VALUE_DRAW
534         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
535     {
536         alpha = value_draw(pos.this_thread());
537         if (alpha >= beta)
538             return alpha;
539     }
540
541     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
542     if (depth <= 0)
543         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
544
545     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
546     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
547     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
548     assert(!(PvNode && cutNode));
549
550     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
551     StateInfo st;
552     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
553
554     TTEntry* tte;
555     Key posKey;
556     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
557     Depth extension, newDepth;
558     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
559     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
560     bool capture, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
561     Piece movedPiece;
562     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
563
564     // Step 1. Initialize node
565     Thread* thisThread = pos.this_thread();
566     thisThread->depth  = depth;
567     ss->inCheck        = pos.checkers();
568     priorCapture       = pos.captured_piece();
569     Color us           = pos.side_to_move();
570     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
571     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
572     maxValue           = VALUE_INFINITE;
573
574     // Check for the available remaining time
575     if (thisThread == Threads.main())
576         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
577
578     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
579     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
580         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
581
582     if (!rootNode)
583     {
584         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
585         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
586             || pos.is_draw(ss->ply)
587             || ss->ply >= MAX_PLY)
588             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
589                                                         : value_draw(pos.this_thread());
590
591         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
592         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
593         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
594         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
595         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
596         // mate. In this case return a fail-high score.
597         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
598         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
599         if (alpha >= beta)
600             return alpha;
601     }
602     else
603         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
604
605     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
606
607     (ss+1)->ttPv         = false;
608     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
609     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
610     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
611     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
612     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
613
614     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
615     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
616     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
617     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
618     // LMR which are based on the statScore of parent position.
619     if (!rootNode)
620         (ss+2)->statScore = 0;
621
622     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
623     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
624     // position key in case of an excluded move.
625     excludedMove = ss->excludedMove;
626     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
627     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
628     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
629     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
630             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
631     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
632     if (!excludedMove)
633         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
634
635     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
636     if (  !PvNode
637         && ss->ttHit
638         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
639         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
640         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
641                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
642     {
643         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
644         if (ttMove)
645         {
646             if (ttValue >= beta)
647             {
648                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
649                 if (!ttCapture)
650                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
651
652                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
653                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
654                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
655             }
656             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
657             else if (!ttCapture)
658             {
659                 int penalty = -stat_bonus(depth);
660                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
661                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
662             }
663         }
664
665         // Partial workaround for the graph history interaction problem
666         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
667         if (pos.rule50_count() < 90)
668             return ttValue;
669     }
670
671     // Step 5. Tablebases probe
672     if (!rootNode && TB::Cardinality)
673     {
674         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
675
676         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
677             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
678             &&  pos.rule50_count() == 0
679             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
680         {
681             TB::ProbeState err;
682             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
683
684             // Force check of time on the next occasion
685             if (thisThread == Threads.main())
686                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
687
688             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
689             {
690                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
691
692                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
693
694                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
695                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
696                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
697                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
698
699                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
700                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
701
702                 if (    b == BOUND_EXACT
703                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
704                 {
705                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
706                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
707                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
708
709                     return value;
710                 }
711
712                 if (PvNode)
713                 {
714                     if (b == BOUND_LOWER)
715                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
716                     else
717                         maxValue = value;
718                 }
719             }
720         }
721     }
722
723     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
724
725     // Step 6. Static evaluation of the position
726     if (ss->inCheck)
727     {
728         // Skip early pruning when in check
729         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
730         improving = false;
731         improvement = 0;
732         complexity = 0;
733         goto moves_loop;
734     }
735     else if (ss->ttHit)
736     {
737         // Never assume anything about values stored in TT
738         ss->staticEval = eval = tte->eval();
739         if (eval == VALUE_NONE)
740             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
741
742         // Randomize draw evaluation
743         if (eval == VALUE_DRAW)
744             eval = value_draw(thisThread);
745
746         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
747         if (    ttValue != VALUE_NONE
748             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
749             eval = ttValue;
750     }
751     else
752     {
753         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
754
755         // Save static evaluation into transposition table
756         if (!excludedMove)
757             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
758     }
759
760     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
761     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
762     {
763         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
764         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
765     }
766
767     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
768     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
769     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
770     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
771     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
772                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
773                   :                                    175;
774
775     improving = improvement > 0;
776     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
777
778     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
779
780     // Step 7. Razoring.
781     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
782     // return a fail low.
783     if (   !PvNode
784         && depth <= 7
785         && eval < alpha - 348 - 258 * 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 (~25 Elo).
793     // The depth condition is important for mate finding.
794     if (   !ss->ttPv
795         &&  depth < 8
796         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
797         &&  eval >= beta
798         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
799         return eval;
800
801     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
802     if (   !PvNode
803         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
804         && (ss-1)->statScore < 14695
805         &&  eval >= beta
806         &&  eval >= ss->staticEval
807         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 198 + complexity / 28
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) / 147, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 753);
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 + 179 - 46 * improving;
852
853     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
854     // If we have a good enough capture 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, depth - 3, &captureHistory);
871         bool ttPv = ss->ttPv;
872         ss->ttPv = false;
873
874         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
875             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
876             {
877                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
878
879                 ss->currentMove = move;
880                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
881                                                                           [true]
882                                                                           [pos.moved_piece(move)]
883                                                                           [to_sq(move)];
884
885                 pos.do_move(move, st);
886
887                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
888                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
889
890                 // If the qsearch held, perform the regular search
891                 if (value >= probCutBeta)
892                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
893
894                 pos.undo_move(move);
895
896                 if (value >= probCutBeta)
897                 {
898                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
899                     if ( !(ss->ttHit
900                        && tte->depth() >= depth - 3
901                        && ttValue != VALUE_NONE))
902                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
903                             BOUND_LOWER,
904                             depth - 3, move, ss->staticEval);
905                     return value;
906                 }
907             }
908          ss->ttPv = ttPv;
909     }
910
911     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type (~3 Elo)
912     if (   PvNode
913         && depth >= 3
914         && !ttMove)
915         depth -= 2;
916
917     if (   cutNode
918         && depth >= 8
919         && !ttMove)
920         depth--;
921
922 moves_loop: // When in check, search starts here
923
924     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
925     probCutBeta = beta + 481;
926     if (   ss->inCheck
927         && !PvNode
928         && depth >= 2
929         && ttCapture
930         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
931         && tte->depth() >= depth - 3
932         && ttValue >= probCutBeta
933         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
934         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
935        )
936         return probCutBeta;
937
938
939     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
940                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
941                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
942
943     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
944
945     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
946                                       &captureHistory,
947                                       contHist,
948                                       countermove,
949                                       ss->killers);
950
951     value = bestValue;
952     moveCountPruning = false;
953
954     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
955     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
956     bool likelyFailLow =    PvNode
957                          && ttMove
958                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
959                          && tte->depth() >= depth;
960
961     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
962     // or a beta cutoff occurs.
963     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
964     {
965       assert(is_ok(move));
966
967       if (move == excludedMove)
968           continue;
969
970       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
971       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
972       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
973       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
974       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
975                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
976           continue;
977
978       // Check for legality
979       if (!rootNode && !pos.legal(move))
980           continue;
981
982       ss->moveCount = ++moveCount;
983
984       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
985           sync_cout << "info depth " << depth
986                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
987                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
988       if (PvNode)
989           (ss+1)->pv = nullptr;
990
991       extension = 0;
992       capture = pos.capture(move);
993       movedPiece = pos.moved_piece(move);
994       givesCheck = pos.gives_check(move);
995
996       // Calculate new depth for this move
997       newDepth = depth - 1;
998
999       Value delta = beta - alpha;
1000
1001       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1002       if (  !rootNode
1003           && pos.non_pawn_material(us)
1004           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1005       {
1006           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1007           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1008
1009           // Reduced depth of the next LMR search
1010           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1011
1012           if (   capture
1013               || givesCheck)
1014           {
1015               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1016               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1017                   && !givesCheck
1018                   && !PvNode
1019                   && lmrDepth < 6
1020                   && !ss->inCheck
1021                   && ss->staticEval + 281 + 179 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1022                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1023                   continue;
1024
1025               // SEE based pruning (~9 Elo)
1026               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1027                   continue;
1028           }
1029           else
1030           {
1031               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1032                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1033                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1034
1035               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1036               if (   lmrDepth < 5
1037                   && history < -3875 * (depth - 1))
1038                   continue;
1039
1040               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1041
1042               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1043               if (   !ss->inCheck
1044                   && lmrDepth < 11
1045                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1046                   continue;
1047
1048               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1049               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1050                   continue;
1051           }
1052       }
1053
1054       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1055       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1056       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1057       {
1058           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1059           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1060           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1061           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1062           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1063           if (   !rootNode
1064               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 27) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1065               &&  move == ttMove
1066               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1067            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1068               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1069               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1070               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1071           {
1072               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1073               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1074
1075               ss->excludedMove = move;
1076               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1077               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1078
1079               if (value < singularBeta)
1080               {
1081                   extension = 1;
1082
1083                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1084                   if (  !PvNode
1085                       && value < singularBeta - 26
1086                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1087                       extension = 2;
1088               }
1089
1090               // Multi-cut pruning
1091               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1092               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1093               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1094               // a soft bound.
1095               else if (singularBeta >= beta)
1096                   return singularBeta;
1097
1098               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1099               else if (ttValue >= beta)
1100                   extension = -2;
1101
1102               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1103               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1104                   extension = -1;
1105           }
1106
1107           // Check extensions (~1 Elo)
1108           else if (   givesCheck
1109                    && depth > 9
1110                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1111               extension = 1;
1112
1113           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1114           else if (   PvNode
1115                    && move == ttMove
1116                    && move == ss->killers[0]
1117                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1118               extension = 1;
1119       }
1120
1121       // Add extension to new depth
1122       newDepth += extension;
1123       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1124
1125       // Speculative prefetch as early as possible
1126       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1127
1128       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1129       ss->currentMove = move;
1130       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1131                                                                 [capture]
1132                                                                 [movedPiece]
1133                                                                 [to_sq(move)];
1134
1135       // Step 16. Make the move
1136       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1137
1138       bool doDeeperSearch = false;
1139
1140       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1141       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1142       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1143       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1144       if (    depth >= 2
1145           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1146           && (   !ss->ttPv
1147               || !capture
1148               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1149       {
1150           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1151
1152           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1153           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1154           if (   ss->ttPv
1155               && !likelyFailLow)
1156               r -= 2;
1157
1158           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1159           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1160               r--;
1161
1162           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1163           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1164               r += 2;
1165
1166           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1167           if (ttCapture)
1168               r++;
1169
1170           // Decrease reduction at PvNodes if bestvalue
1171           // is vastly different from static evaluation
1172           if (PvNode && !ss->inCheck && abs(ss->staticEval - bestValue) > 250)
1173               r--;
1174
1175           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1176           if (PvNode)
1177               r -= 1 + 15 / ( 3 + depth );
1178
1179           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1180           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1181               r++;
1182
1183           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1184                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1185                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1186                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1187                          - 4334;
1188
1189           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1190           r -= ss->statScore / 15914;
1191
1192           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1193           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1194           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1195           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1196                        : moveCount <= 4            ? 2
1197                        : PvNode || cutNode         ? 1
1198                        :                             0;
1199
1200           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1201
1202           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1203
1204           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1205           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1206           doDeeperSearch = value > (alpha + 78 + 11 * (newDepth - d));
1207           didLMR = true;
1208       }
1209       else
1210       {
1211           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1212           didLMR = false;
1213       }
1214
1215       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1216       if (doFullDepthSearch)
1217       {
1218           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1219
1220           // If the move passed LMR update its stats
1221           if (didLMR)
1222           {
1223               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1224                                         : -stat_bonus(newDepth);
1225
1226               if (capture)
1227                   bonus /= 6;
1228
1229               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1230           }
1231       }
1232
1233       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1234       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1235       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1236       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1237       {
1238           (ss+1)->pv = pv;
1239           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1240
1241           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1242                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1243       }
1244
1245       // Step 19. Undo move
1246       pos.undo_move(move);
1247
1248       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1249
1250       // Step 20. Check for a new best move
1251       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1252       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1253       // updating best move, PV and TT.
1254       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1255           return VALUE_ZERO;
1256
1257       if (rootNode)
1258       {
1259           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1260                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1261
1262           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1263
1264           // PV move or new best move?
1265           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1266           {
1267               rm.score = value;
1268               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1269               rm.pv.resize(1);
1270
1271               assert((ss+1)->pv);
1272
1273               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1274                   rm.pv.push_back(*m);
1275
1276               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1277               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1278               // we must take care to only do this for the first PV line.
1279               if (   moveCount > 1
1280                   && !thisThread->pvIdx)
1281                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1282           }
1283           else
1284               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1285               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1286               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1287               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1288       }
1289
1290       if (value > bestValue)
1291       {
1292           bestValue = value;
1293
1294           if (value > alpha)
1295           {
1296               bestMove = move;
1297
1298               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1299                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1300
1301               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1302               {
1303                   alpha = value;
1304
1305                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1306                   if (   depth > 2
1307                       && depth < 7
1308                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1309                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1310                      depth -= 1;
1311
1312                   assert(depth > 0);
1313               }
1314               else
1315               {
1316                   ss->cutoffCnt++;
1317                   assert(value >= beta); // Fail high
1318                   break;
1319               }
1320           }
1321       }
1322       else
1323          ss->cutoffCnt = 0;
1324
1325
1326       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1327       if (move != bestMove)
1328       {
1329           if (capture && captureCount < 32)
1330               capturesSearched[captureCount++] = move;
1331
1332           else if (!capture && quietCount < 64)
1333               quietsSearched[quietCount++] = move;
1334       }
1335     }
1336
1337     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1338     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1339     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1340     /*
1341        if (Threads.stop)
1342         return VALUE_DRAW;
1343     */
1344
1345     // Step 21. Check for mate and stalemate
1346     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1347     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1348     // return a fail low score.
1349
1350     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1351
1352     if (!moveCount)
1353         bestValue = excludedMove ? alpha :
1354                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1355                                  : VALUE_DRAW;
1356
1357     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1358     else if (bestMove)
1359         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1360                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1361
1362     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1363     else if (   (depth >= 4 || PvNode)
1364              && !priorCapture)
1365     {
1366         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1367         //or fail low was really bad
1368         bool extraBonus =    PvNode
1369                           || cutNode
1370                           || bestValue < alpha - 70 * depth;
1371
1372         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1373     }
1374
1375     if (PvNode)
1376         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1377
1378     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1379     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1380     if (bestValue <= alpha)
1381         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1382
1383     // Write gathered information in transposition table
1384     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1385         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1386                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1387                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1388                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1389
1390     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1391
1392     return bestValue;
1393   }
1394
1395
1396   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1397   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1398   // (~155 elo)
1399   template <NodeType nodeType>
1400   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1401
1402     static_assert(nodeType != Root);
1403     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1404
1405     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1406     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1407     assert(depth <= 0);
1408
1409     Move pv[MAX_PLY+1];
1410     StateInfo st;
1411     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1412
1413     TTEntry* tte;
1414     Key posKey;
1415     Move ttMove, move, bestMove;
1416     Depth ttDepth;
1417     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1418     bool pvHit, givesCheck, capture;
1419     int moveCount;
1420
1421     if (PvNode)
1422     {
1423         (ss+1)->pv = pv;
1424         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1425     }
1426
1427     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1428     bestMove = MOVE_NONE;
1429     ss->inCheck = pos.checkers();
1430     moveCount = 0;
1431
1432     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1433     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1434         || ss->ply >= MAX_PLY)
1435         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1436
1437     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1438
1439     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1440     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1441     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1442     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1443                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1444     // Transposition table lookup
1445     posKey = pos.key();
1446     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1447     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1448     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1449     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1450
1451     if (  !PvNode
1452         && ss->ttHit
1453         && tte->depth() >= ttDepth
1454         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1455         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1456                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1457         return ttValue;
1458
1459     // Evaluate the position statically
1460     if (ss->inCheck)
1461     {
1462         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1463         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1464     }
1465     else
1466     {
1467         if (ss->ttHit)
1468         {
1469             // Never assume anything about values stored in TT
1470             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1471                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1472
1473             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1474             if (    ttValue != VALUE_NONE
1475                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1476                 bestValue = ttValue;
1477         }
1478         else
1479             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1480             ss->staticEval = bestValue =
1481             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1482                                              : -(ss-1)->staticEval;
1483
1484         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1485         if (bestValue >= beta)
1486         {
1487             // Save gathered info in transposition table
1488             if (!ss->ttHit)
1489                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1490                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1491
1492             return bestValue;
1493         }
1494
1495         if (PvNode && bestValue > alpha)
1496             alpha = bestValue;
1497
1498         futilityBase = bestValue + 118;
1499     }
1500
1501     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1502                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1503                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1504
1505     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1506     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1507     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1508     // will be generated.
1509     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1510     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1511                                       &thisThread->captureHistory,
1512                                       contHist,
1513                                       prevSq);
1514
1515     int quietCheckEvasions = 0;
1516
1517     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1518     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1519     {
1520       assert(is_ok(move));
1521
1522       // Check for legality
1523       if (!pos.legal(move))
1524           continue;
1525
1526       givesCheck = pos.gives_check(move);
1527       capture = pos.capture(move);
1528
1529       moveCount++;
1530
1531       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1532       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1533           && !givesCheck
1534           &&  to_sq(move) != prevSq
1535           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1536           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1537       {
1538
1539           if (moveCount > 2)
1540               continue;
1541
1542           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1543
1544           if (futilityValue <= alpha)
1545           {
1546               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1547               continue;
1548           }
1549
1550           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1551           {
1552               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1553               continue;
1554           }
1555       }
1556
1557       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1558       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1559           && !pos.see_ge(move))
1560           continue;
1561
1562       // Speculative prefetch as early as possible
1563       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1564
1565       ss->currentMove = move;
1566       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1567                                                                 [capture]
1568                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1569                                                                 [to_sq(move)];
1570
1571       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1572       if (  !capture
1573           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1574           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1575           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1576           continue;
1577
1578       // movecount pruning for quiet check evasions
1579       if (  bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1580           && quietCheckEvasions > 1
1581           && !capture
1582           && ss->inCheck)
1583           continue;
1584
1585       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1586
1587       // Make and search the move
1588       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1589       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1590       pos.undo_move(move);
1591
1592       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1593
1594       // Check for a new best move
1595       if (value > bestValue)
1596       {
1597           bestValue = value;
1598
1599           if (value > alpha)
1600           {
1601               bestMove = move;
1602
1603               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1604                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1605
1606               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1607                   alpha = value;
1608               else
1609                   break; // Fail high
1610           }
1611        }
1612     }
1613
1614     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1615     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1616     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1617     {
1618         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1619
1620         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1621     }
1622
1623     // Save gathered info in transposition table
1624     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1625               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1626               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1627
1628     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1629
1630     return bestValue;
1631   }
1632
1633
1634   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1635   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1636   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1637
1638   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1639
1640     assert(v != VALUE_NONE);
1641
1642     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1643           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1644   }
1645
1646
1647   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1648   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1649   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1650   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1651   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1652
1653   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1654
1655     if (v == VALUE_NONE)
1656         return VALUE_NONE;
1657
1658     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1659     {
1660         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1661             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1662
1663         return v - ply;
1664     }
1665
1666     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1667     {
1668         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1669             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1670
1671         return v + ply;
1672     }
1673
1674     return v;
1675   }
1676
1677
1678   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1679
1680   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1681
1682     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1683         *pv++ = *childPv++;
1684     *pv = MOVE_NONE;
1685   }
1686
1687
1688   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1689
1690   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1691                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1692
1693     int bonus1, bonus2;
1694     Color us = pos.side_to_move();
1695     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1696     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1697     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1698     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1699
1700     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1701     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1702                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1703
1704     if (!pos.capture(bestMove))
1705     {
1706         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1707         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1708
1709         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1710         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1711         {
1712             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1713             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1714         }
1715     }
1716     else
1717         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1718         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1719
1720     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1721     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1722     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1723         && !pos.captured_piece())
1724             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1725
1726     // Decrease stats for all non-best capture moves
1727     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1728     {
1729         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1730         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1731         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1732     }
1733   }
1734
1735
1736   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1737   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1738
1739   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1740
1741     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1742     {
1743         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1744         if (ss->inCheck && i > 2)
1745             break;
1746         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1747             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1748     }
1749   }
1750
1751
1752   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1753
1754   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1755
1756     // Update killers
1757     if (ss->killers[0] != move)
1758     {
1759         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1760         ss->killers[0] = move;
1761     }
1762
1763     Color us = pos.side_to_move();
1764     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1765     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1766     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1767
1768     // Update countermove history
1769     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1770     {
1771         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1772         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1773     }
1774   }
1775
1776   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1777   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1778
1779   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1780
1781     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1782     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1783
1784     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1785     Value topScore = rootMoves[0].score;
1786     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1787     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1788     double weakness = 120 - 2 * level;
1789
1790     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1791     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1792     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1793     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1794     {
1795         // This is our magic formula
1796         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1797                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1798
1799         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1800         {
1801             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1802             best = rootMoves[i].pv[0];
1803         }
1804     }
1805
1806     return best;
1807   }
1808
1809 } // namespace
1810
1811
1812 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1813 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1814
1815 void MainThread::check_time() {
1816
1817   if (--callsCnt > 0)
1818       return;
1819
1820   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1821   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1822
1823   static TimePoint lastInfoTime = now();
1824
1825   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1826   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1827
1828   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1829   {
1830       lastInfoTime = tick;
1831       dbg_print();
1832   }
1833
1834   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1835   if (ponder)
1836       return;
1837
1838   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1839       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1840       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1841       Threads.stop = true;
1842 }
1843
1844
1845 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1846 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1847
1848 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1849
1850   std::stringstream ss;
1851   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1852   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1853   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1854   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1855   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1856   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1857
1858   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1859   {
1860       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1861
1862       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1863           continue;
1864
1865       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1866       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1867
1868       if (v == -VALUE_INFINITE)
1869           v = VALUE_ZERO;
1870
1871       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1872       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1873
1874       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1875           ss << "\n";
1876
1877       ss << "info"
1878          << " depth "    << d
1879          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1880          << " multipv "  << i + 1
1881          << " score "    << UCI::value(v);
1882
1883       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1884           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1885
1886       if (!tb && i == pvIdx)
1887           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1888
1889       ss << " nodes "    << nodesSearched
1890          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1891
1892       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1893           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1894
1895       ss << " tbhits "   << tbHits
1896          << " time "     << elapsed
1897          << " pv";
1898
1899       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1900           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1901   }
1902
1903   return ss.str();
1904 }
1905
1906
1907 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1908 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1909 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1910 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1911
1912 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1913
1914     StateInfo st;
1915     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1916
1917     bool ttHit;
1918
1919     assert(pv.size() == 1);
1920
1921     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1922         return false;
1923
1924     pos.do_move(pv[0], st);
1925     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1926
1927     if (ttHit)
1928     {
1929         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1930         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1931             pv.push_back(m);
1932     }
1933
1934     pos.undo_move(pv[0]);
1935     return pv.size() > 1;
1936 }
1937
1938 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1939
1940     RootInTB = false;
1941     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1942     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1943     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1944     bool dtz_available = true;
1945
1946     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1947     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1948     if (Cardinality > MaxCardinality)
1949     {
1950         Cardinality = MaxCardinality;
1951         ProbeDepth = 0;
1952     }
1953
1954     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1955     {
1956         // Rank moves using DTZ tables
1957         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1958
1959         if (!RootInTB)
1960         {
1961             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1962             dtz_available = false;
1963             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1964         }
1965     }
1966
1967     if (RootInTB)
1968     {
1969         // Sort moves according to TB rank
1970         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1971                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1972
1973         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1974         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1975             Cardinality = 0;
1976     }
1977     else
1978     {
1979         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1980         for (auto& m : rootMoves)
1981             m.tbRank = 0;
1982     }
1983 }
1984
1985 } // namespace Stockfish