]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
doEvenDeeperSearch + tuning
[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(165 * (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 + 1642 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 916);
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((12 * d + 282) * d - 349 , 1480);
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             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, const 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((20.26 + 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) << 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(155, 1);
311
312   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
313
314   int searchAgainCounter = 0;
315
316   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
317   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
318          && !Threads.stop
319          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
320   {
321       // Age out PV variability metric
322       if (mainThread)
323           totBestMoveChanges /= 2;
324
325       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
326       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
327       for (RootMove& rm : rootMoves)
328           rm.previousScore = rm.score;
329
330       size_t pvFirst = 0;
331       pvLast = 0;
332
333       if (!Threads.increaseDepth)
334          searchAgainCounter++;
335
336       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
337       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
338       {
339           if (pvIdx == pvLast)
340           {
341               pvFirst = pvLast;
342               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
343                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
344                       break;
345           }
346
347           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
348           selDepth = 0;
349
350           // Reset aspiration window starting size
351           if (rootDepth >= 4)
352           {
353               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
354               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15620;
355               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
356               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
357
358               // Adjust optimism based on root move's previousScore
359               int opt = 118 * prev / (std::abs(prev) + 169);
360               optimism[ us] = Value(opt);
361               optimism[~us] = -optimism[us];
362           }
363
364           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
365           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
366           // high/low anymore.
367           int failedHighCnt = 0;
368           while (true)
369           {
370               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
371               // four searchAgain steps (see issue #2717).
372               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
373               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
374
375               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
376               // is done with a stable algorithm because all the values but the
377               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
378               // and we want to keep the same order for all the moves except the
379               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
380               // search the already searched PV lines are preserved.
381               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
382
383               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
384               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
385               // the previous iteration.
386               if (Threads.stop)
387                   break;
388
389               // When failing high/low give some update (without cluttering
390               // the UI) before a re-search.
391               if (   mainThread
392                   && multiPV == 1
393                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
394                   && Time.elapsed() > 3000)
395                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
396
397               // In case of failing low/high increase aspiration window and
398               // re-search, otherwise exit the loop.
399               if (bestValue <= alpha)
400               {
401                   beta = (alpha + beta) / 2;
402                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
403
404                   failedHighCnt = 0;
405                   if (mainThread)
406                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
407               }
408               else if (bestValue >= beta)
409               {
410                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
411                   ++failedHighCnt;
412               }
413               else
414                   break;
415
416               delta += delta / 4 + 2;
417
418               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
419           }
420
421           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
422           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
423
424           if (    mainThread
425               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
426               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
427       }
428
429       if (!Threads.stop)
430           completedDepth = rootDepth;
431
432       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
433          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
434          lastBestMoveDepth = rootDepth;
435       }
436
437       // Have we found a "mate in x"?
438       if (   Limits.mate
439           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
440           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
441           Threads.stop = true;
442
443       if (!mainThread)
444           continue;
445
446       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
447       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
448           skill.pick_best(multiPV);
449
450       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
451       for (Thread* th : Threads)
452       {
453           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
454           th->bestMoveChanges = 0;
455       }
456
457       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
458       if (    Limits.use_time_management()
459           && !Threads.stop
460           && !mainThread->stopOnPonderhit)
461       {
462           double fallingEval = (71 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
463                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 656.7;
464           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
465
466           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
467           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.37 : 0.65;
468           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.15 * timeReduction);
469           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
470           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
471           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 261) / 1738.7, 1.5);
472
473           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
474
475           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
476           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
477           if (rootMoves.size() == 1)
478               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
479
480           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
481           if (Time.elapsed() > totalTime)
482           {
483               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
484               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
485               if (mainThread->ponder)
486                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
487               else
488                   Threads.stop = true;
489           }
490           else if (   Threads.increaseDepth
491                    && !mainThread->ponder
492                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.53)
493                    Threads.increaseDepth = false;
494           else
495                    Threads.increaseDepth = true;
496       }
497
498       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
499       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
500   }
501
502   if (!mainThread)
503       return;
504
505   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
506
507   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
508   if (skill.enabled())
509       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
510                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
511 }
512
513
514 namespace {
515
516   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
517
518   template <NodeType nodeType>
519   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
520
521     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
522     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
523     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
524
525     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
526     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
527     if (   !rootNode
528         && pos.rule50_count() >= 3
529         && alpha < VALUE_DRAW
530         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
531     {
532         alpha = value_draw(pos.this_thread());
533         if (alpha >= beta)
534             return alpha;
535     }
536
537     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
538     if (depth <= 0)
539         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
540
541     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
542     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
543     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
544     assert(!(PvNode && cutNode));
545
546     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
547     StateInfo st;
548     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
549
550     TTEntry* tte;
551     Key posKey;
552     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
553     Depth extension, newDepth;
554     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
555     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
556     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
557     Piece movedPiece;
558     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
559
560     // Step 1. Initialize node
561     Thread* thisThread = pos.this_thread();
562     ss->inCheck        = pos.checkers();
563     priorCapture       = pos.captured_piece();
564     Color us           = pos.side_to_move();
565     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
566     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
567     maxValue           = VALUE_INFINITE;
568
569     // Check for the available remaining time
570     if (thisThread == Threads.main())
571         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
572
573     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
574     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
575         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
576
577     if (!rootNode)
578     {
579         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
580         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
581             || pos.is_draw(ss->ply)
582             || ss->ply >= MAX_PLY)
583             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
584                                                         : value_draw(pos.this_thread());
585
586         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
587         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
588         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
589         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
590         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
591         // mate. In this case return a fail-high score.
592         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
593         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
594         if (alpha >= beta)
595             return alpha;
596     }
597     else
598         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
599
600     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
601
602     (ss+1)->ttPv         = false;
603     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
604     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
605     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
606     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
607     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
608
609     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
610     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
611     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
612     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
613     // LMR which are based on the statScore of parent position.
614     if (!rootNode)
615         (ss+2)->statScore = 0;
616
617     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
618     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
619     // position key in case of an excluded move.
620     excludedMove = ss->excludedMove;
621     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
622     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
623     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
624     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
625             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
626     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
627     if (!excludedMove)
628         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
629
630     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
631     if (  !PvNode
632         && ss->ttHit
633         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
634         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
635         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
636     {
637         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
638         if (ttMove)
639         {
640             if (ttValue >= beta)
641             {
642                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
643                 if (!ttCapture)
644                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
645
646                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
647                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
648                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
649             }
650             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
651             else if (!ttCapture)
652             {
653                 int penalty = -stat_bonus(depth);
654                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
655                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
656             }
657         }
658
659         // Partial workaround for the graph history interaction problem
660         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
661         if (pos.rule50_count() < 90)
662             return ttValue;
663     }
664
665     // Step 5. Tablebases probe
666     if (!rootNode && TB::Cardinality)
667     {
668         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
669
670         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
671             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
672             &&  pos.rule50_count() == 0
673             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
674         {
675             TB::ProbeState err;
676             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
677
678             // Force check of time on the next occasion
679             if (thisThread == Threads.main())
680                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
681
682             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
683             {
684                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
685
686                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
687
688                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
689                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
690                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
691                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
692
693                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
694                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
695
696                 if (    b == BOUND_EXACT
697                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
698                 {
699                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
700                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
701                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
702
703                     return value;
704                 }
705
706                 if (PvNode)
707                 {
708                     if (b == BOUND_LOWER)
709                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
710                     else
711                         maxValue = value;
712                 }
713             }
714         }
715     }
716
717     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
718
719     // Step 6. Static evaluation of the position
720     if (ss->inCheck)
721     {
722         // Skip early pruning when in check
723         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
724         improving = false;
725         improvement = 0;
726         complexity = 0;
727         goto moves_loop;
728     }
729     else if (ss->ttHit)
730     {
731         // Never assume anything about values stored in TT
732         ss->staticEval = eval = tte->eval();
733         if (eval == VALUE_NONE)
734             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
735         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
736             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
737
738         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
739         if (    ttValue != VALUE_NONE
740             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
741             eval = ttValue;
742     }
743     else
744     {
745         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
746
747         // Save static evaluation into transposition table
748         if (!excludedMove)
749             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
750     }
751
752     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
753
754     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
755     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
756     {
757         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1914, 1914);
758         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
759     }
760
761     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
762     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
763     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
764     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
765     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
766                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
767                   :                                    168;
768     improving = improvement > 0;
769
770     // Step 7. Razoring.
771     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
772     // return a fail low.
773     if (eval < alpha - 369 - 254 * depth * depth)
774     {
775         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
776         if (value < alpha)
777             return value;
778     }
779
780     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
781     // The depth condition is important for mate finding.
782     if (   !ss->ttPv
783         &&  depth < 8
784         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 303 >= beta
785         &&  eval >= beta
786         &&  eval < 28031) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
787         return eval;
788
789     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
790     if (   !PvNode
791         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
792         && (ss-1)->statScore < 17139
793         &&  eval >= beta
794         &&  eval >= ss->staticEval
795         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 233 + complexity / 25
796         && !excludedMove
797         &&  pos.non_pawn_material(us)
798         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
799     {
800         assert(eval - beta >= 0);
801
802         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
803         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 168, 7) + depth / 3 + 4 - (complexity > 861);
804
805         ss->currentMove = MOVE_NULL;
806         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
807
808         pos.do_null_move(st);
809
810         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
811
812         pos.undo_null_move();
813
814         if (nullValue >= beta)
815         {
816             // Do not return unproven mate or TB scores
817             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
818                 nullValue = beta;
819
820             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
821                 return nullValue;
822
823             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
824
825             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
826             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
827             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
828             thisThread->nmpColor = us;
829
830             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
831
832             thisThread->nmpMinPly = 0;
833
834             if (v >= beta)
835                 return nullValue;
836         }
837     }
838
839     probCutBeta = beta + 191 - 54 * improving;
840
841     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
842     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
843     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
844     if (   !PvNode
845         &&  depth > 4
846         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
847         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
848         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
849         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
850         // so effective depth is equal to depth - 3
851         && !(   ss->ttHit
852              && tte->depth() >= depth - 3
853              && ttValue != VALUE_NONE
854              && ttValue < probCutBeta))
855     {
856         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
857
858         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
859
860         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
861             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
862             {
863                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
864
865                 ss->currentMove = move;
866                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
867                                                                           [true]
868                                                                           [pos.moved_piece(move)]
869                                                                           [to_sq(move)];
870
871                 pos.do_move(move, st);
872
873                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
874                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
875
876                 // If the qsearch held, perform the regular search
877                 if (value >= probCutBeta)
878                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
879
880                 pos.undo_move(move);
881
882                 if (value >= probCutBeta)
883                 {
884                     // Save ProbCut data into transposition table
885                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
886                     return value;
887                 }
888             }
889     }
890
891     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
892     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~4 Elo)
893     if (    PvNode
894         && !ttMove)
895         depth -= 3;
896
897     if (depth <= 0)
898         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
899
900     if (    cutNode
901         &&  depth >= 9
902         && !ttMove)
903         depth -= 2;
904
905 moves_loop: // When in check, search starts here
906
907     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
908     probCutBeta = beta + 417;
909     if (   ss->inCheck
910         && !PvNode
911         && depth >= 2
912         && ttCapture
913         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
914         && tte->depth() >= depth - 3
915         && ttValue >= probCutBeta
916         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
917         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
918        )
919         return probCutBeta;
920
921
922     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
923                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
924                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
925
926     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
927
928     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
929                                       &captureHistory,
930                                       contHist,
931                                       countermove,
932                                       ss->killers);
933
934     value = bestValue;
935     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
936
937     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
938     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
939     bool likelyFailLow =    PvNode
940                          && ttMove
941                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
942                          && tte->depth() >= depth;
943
944     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
945     // or a beta cutoff occurs.
946     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
947     {
948       assert(is_ok(move));
949
950       if (move == excludedMove)
951           continue;
952
953       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
954       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
955       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
956       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
957       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
958                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
959           continue;
960
961       // Check for legality
962       if (!rootNode && !pos.legal(move))
963           continue;
964
965       ss->moveCount = ++moveCount;
966
967       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
968           sync_cout << "info depth " << depth
969                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
970                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
971       if (PvNode)
972           (ss+1)->pv = nullptr;
973
974       extension = 0;
975       capture = pos.capture(move);
976       movedPiece = pos.moved_piece(move);
977       givesCheck = pos.gives_check(move);
978
979       // Calculate new depth for this move
980       newDepth = depth - 1;
981
982       Value delta = beta - alpha;
983
984       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
985       if (  !rootNode
986           && pos.non_pawn_material(us)
987           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
988       {
989           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
990           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
991
992           // Reduced depth of the next LMR search
993           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
994
995           if (   capture
996               || givesCheck)
997           {
998               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
999               if (   !givesCheck
1000                   && !PvNode
1001                   && lmrDepth < 7
1002                   && !ss->inCheck
1003                   && ss->staticEval + 180 + 201 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1004                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1005                   continue;
1006
1007               // SEE based pruning (~9 Elo)
1008               if (!pos.see_ge(move, Value(-222) * depth))
1009                   continue;
1010           }
1011           else
1012           {
1013               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1014                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1015                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1016
1017               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1018               if (   lmrDepth < 5
1019                   && history < -3875 * (depth - 1))
1020                   continue;
1021
1022               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1023
1024               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1025               if (   !ss->inCheck
1026                   && lmrDepth < 13
1027                   && ss->staticEval + 106 + 145 * lmrDepth + history / 52 <= alpha)
1028                   continue;
1029
1030               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1031               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 15 * lmrDepth)))
1032                   continue;
1033           }
1034       }
1035
1036       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1037       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1038       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1039       {
1040           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1041           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1042           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1043           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1044           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1045           if (   !rootNode
1046               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 24) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1047               &&  move == ttMove
1048               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1049            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1050               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1051               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1052               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1053           {
1054               Value singularBeta = ttValue - (3 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1055               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1056
1057               ss->excludedMove = move;
1058               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1059               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1060
1061               if (value < singularBeta)
1062               {
1063                   extension = 1;
1064                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1065
1066                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1067                   if (  !PvNode
1068                       && value < singularBeta - 25
1069                       && ss->doubleExtensions <= 9)
1070                       extension = 2;
1071               }
1072
1073               // Multi-cut pruning
1074               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1075               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1076               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1077               // a soft bound.
1078               else if (singularBeta >= beta)
1079                   return singularBeta;
1080
1081               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1082               else if (ttValue >= beta)
1083                   extension = -2;
1084
1085               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1086               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1087                   extension = -1;
1088           }
1089
1090           // Check extensions (~1 Elo)
1091           else if (   givesCheck
1092                    && depth > 9
1093                    && abs(ss->staticEval) > 82)
1094               extension = 1;
1095
1096           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1097           else if (   PvNode
1098                    && move == ttMove
1099                    && move == ss->killers[0]
1100                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5177)
1101               extension = 1;
1102       }
1103
1104       // Add extension to new depth
1105       newDepth += extension;
1106       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1107
1108       // Speculative prefetch as early as possible
1109       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1110
1111       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1112       ss->currentMove = move;
1113       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1114                                                                 [capture]
1115                                                                 [movedPiece]
1116                                                                 [to_sq(move)];
1117
1118       // Step 16. Make the move
1119       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1120
1121       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1122       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1123       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1124       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1125       if (    depth >= 2
1126           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1127           && (   !ss->ttPv
1128               || !capture
1129               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1130       {
1131           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1132
1133           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1134           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1135           if (   ss->ttPv
1136               && !likelyFailLow)
1137               r -= 2;
1138
1139           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1140           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1141               r--;
1142
1143           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1144           if (cutNode)
1145               r += 2;
1146
1147           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1148           if (ttCapture)
1149               r++;
1150
1151           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1152           if (PvNode)
1153               r -= 1 + 11 / (3 + depth);
1154
1155           // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1156           if (singularQuietLMR)
1157               r--;
1158
1159           // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1160           if (   depth > 9
1161               && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1162               r--;
1163
1164           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1165           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1166               r++;
1167
1168           ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1169                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1170                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1171                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1172                          - 4433;
1173
1174           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1175           r -= ss->statScore / (13000 + 4152 * (depth > 7 && depth < 19));
1176
1177           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1178           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1179           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1180           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1181
1182           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1183
1184           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1185           if (value > alpha && d < newDepth)
1186           {
1187               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1188               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1189               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 64 + 11 * (newDepth - d));
1190               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 582;
1191               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1192
1193               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1194
1195               if (newDepth > d)
1196                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1197
1198               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1199                                         : -stat_bonus(newDepth);
1200
1201               if (capture)
1202                   bonus /= 6;
1203
1204               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1205           }
1206       }
1207
1208       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped
1209       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1210       {
1211               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1212       }
1213
1214       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1215       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1216       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1217       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1218       {
1219           (ss+1)->pv = pv;
1220           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1221
1222           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha,
1223                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1224       }
1225
1226       // Step 19. Undo move
1227       pos.undo_move(move);
1228
1229       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1230
1231       // Step 20. Check for a new best move
1232       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1233       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1234       // updating best move, PV and TT.
1235       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1236           return VALUE_ZERO;
1237
1238       if (rootNode)
1239       {
1240           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1241                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1242
1243           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1244
1245           // PV move or new best move?
1246           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1247           {
1248               rm.score = value;
1249               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1250               rm.scoreLowerbound = value >= beta;
1251               rm.scoreUpperbound = value <= alpha;
1252               rm.pv.resize(1);
1253
1254               assert((ss+1)->pv);
1255
1256               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1257                   rm.pv.push_back(*m);
1258
1259               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1260               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1261               // we must take care to only do this for the first PV line.
1262               if (   moveCount > 1
1263                   && !thisThread->pvIdx)
1264                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1265           }
1266           else
1267               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1268               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1269               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1270               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1271       }
1272
1273       if (value > bestValue)
1274       {
1275           bestValue = value;
1276
1277           if (value > alpha)
1278           {
1279               bestMove = move;
1280
1281               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1282                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1283
1284               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1285               {
1286                   alpha = value;
1287
1288                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1289                   if (   depth > 1
1290                       && depth < 6
1291                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1292                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1293                      depth -= 1;
1294
1295                   assert(depth > 0);
1296               }
1297               else
1298               {
1299                   ss->cutoffCnt++;
1300                   assert(value >= beta); // Fail high
1301                   break;
1302               }
1303           }
1304       }
1305
1306
1307       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1308       if (move != bestMove)
1309       {
1310           if (capture && captureCount < 32)
1311               capturesSearched[captureCount++] = move;
1312
1313           else if (!capture && quietCount < 64)
1314               quietsSearched[quietCount++] = move;
1315       }
1316     }
1317
1318     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1319     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1320     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1321     /*
1322        if (Threads.stop)
1323         return VALUE_DRAW;
1324     */
1325
1326     // Step 21. Check for mate and stalemate
1327     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1328     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1329     // return a fail low score.
1330
1331     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1332
1333     if (!moveCount)
1334         bestValue = excludedMove ? alpha :
1335                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1336                                  : VALUE_DRAW;
1337
1338     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1339     else if (bestMove)
1340         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1341                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1342
1343     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1344     else if (   (depth >= 5 || PvNode)
1345              && !priorCapture)
1346     {
1347         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1348         //or fail low was really bad
1349         bool extraBonus =    PvNode
1350                           || cutNode
1351                           || bestValue < alpha - 62 * depth;
1352
1353         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1354     }
1355
1356     if (PvNode)
1357         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1358
1359     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1360     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1361     if (bestValue <= alpha)
1362         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1363
1364     // Write gathered information in transposition table
1365     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1366         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1367                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1368                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1369                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1370
1371     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1372
1373     return bestValue;
1374   }
1375
1376
1377   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1378   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1379   // (~155 elo)
1380   template <NodeType nodeType>
1381   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1382
1383     static_assert(nodeType != Root);
1384     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1385
1386     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1387     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1388     assert(depth <= 0);
1389
1390     Move pv[MAX_PLY+1];
1391     StateInfo st;
1392     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1393
1394     TTEntry* tte;
1395     Key posKey;
1396     Move ttMove, move, bestMove;
1397     Depth ttDepth;
1398     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1399     bool pvHit, givesCheck, capture;
1400     int moveCount;
1401
1402     if (PvNode)
1403     {
1404         (ss+1)->pv = pv;
1405         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1406     }
1407
1408     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1409     bestMove = MOVE_NONE;
1410     ss->inCheck = pos.checkers();
1411     moveCount = 0;
1412
1413     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1414     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1415         || ss->ply >= MAX_PLY)
1416         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1417
1418     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1419
1420     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1421     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1422     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1423     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1424                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1425     // Transposition table lookup
1426     posKey = pos.key();
1427     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1428     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1429     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1430     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1431
1432     if (  !PvNode
1433         && ss->ttHit
1434         && tte->depth() >= ttDepth
1435         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1436         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1437         return ttValue;
1438
1439     // Evaluate the position statically
1440     if (ss->inCheck)
1441     {
1442         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1443         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1444     }
1445     else
1446     {
1447         if (ss->ttHit)
1448         {
1449             // Never assume anything about values stored in TT
1450             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1451                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1452
1453             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1454             if (    ttValue != VALUE_NONE
1455                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1456                 bestValue = ttValue;
1457         }
1458         else
1459             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1460             ss->staticEval = bestValue =
1461             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1462                                              : -(ss-1)->staticEval;
1463
1464         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1465         if (bestValue >= beta)
1466         {
1467             // Save gathered info in transposition table
1468             if (!ss->ttHit)
1469                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1470                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1471
1472             return bestValue;
1473         }
1474
1475         if (PvNode && bestValue > alpha)
1476             alpha = bestValue;
1477
1478         futilityBase = bestValue + 153;
1479     }
1480
1481     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1482                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1483                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1484
1485     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1486     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1487     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1488     // will be generated.
1489     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1490     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1491                                       &thisThread->captureHistory,
1492                                       contHist,
1493                                       prevSq);
1494
1495     int quietCheckEvasions = 0;
1496
1497     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1498     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1499     {
1500       assert(is_ok(move));
1501
1502       // Check for legality
1503       if (!pos.legal(move))
1504           continue;
1505
1506       givesCheck = pos.gives_check(move);
1507       capture = pos.capture(move);
1508
1509       moveCount++;
1510
1511       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1512       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1513           && !givesCheck
1514           &&  to_sq(move) != prevSq
1515           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1516           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1517       {
1518
1519           if (moveCount > 2)
1520               continue;
1521
1522           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1523
1524           if (futilityValue <= alpha)
1525           {
1526               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1527               continue;
1528           }
1529
1530           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1531           {
1532               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1533               continue;
1534           }
1535       }
1536
1537       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1538       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1539           && !pos.see_ge(move))
1540           continue;
1541
1542       // Speculative prefetch as early as possible
1543       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1544
1545       ss->currentMove = move;
1546       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1547                                                                 [capture]
1548                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1549                                                                 [to_sq(move)];
1550
1551       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1552       if (   !capture
1553           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1554           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1555           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1556           continue;
1557
1558       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1559       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1560       if (   bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1561           && quietCheckEvasions > 1)
1562           break;
1563
1564       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1565
1566       // Make and search the move
1567       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1568       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1569       pos.undo_move(move);
1570
1571       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1572
1573       // Check for a new best move
1574       if (value > bestValue)
1575       {
1576           bestValue = value;
1577
1578           if (value > alpha)
1579           {
1580               bestMove = move;
1581
1582               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1583                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1584
1585               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1586                   alpha = value;
1587               else
1588                   break; // Fail high
1589           }
1590        }
1591     }
1592
1593     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1594     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1595     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1596     {
1597         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1598
1599         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1600     }
1601
1602     // Save gathered info in transposition table
1603     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1604               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1605               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1606
1607     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1608
1609     return bestValue;
1610   }
1611
1612
1613   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1614   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1615   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1616
1617   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1618
1619     assert(v != VALUE_NONE);
1620
1621     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1622           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1623   }
1624
1625
1626   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1627   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1628   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1629   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1630   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1631
1632   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1633
1634     if (v == VALUE_NONE)
1635         return VALUE_NONE;
1636
1637     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1638     {
1639         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1640             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1641
1642         return v - ply;
1643     }
1644
1645     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1646     {
1647         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1648             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1649
1650         return v + ply;
1651     }
1652
1653     return v;
1654   }
1655
1656
1657   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1658
1659   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1660
1661     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1662         *pv++ = *childPv++;
1663     *pv = MOVE_NONE;
1664   }
1665
1666
1667   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1668
1669   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1670                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1671
1672     Color us = pos.side_to_move();
1673     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1674     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1675     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1676     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1677     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1678
1679     if (!pos.capture(bestMove))
1680     {
1681         int bonus2 = bestValue > beta + 137 ? bonus1               // larger bonus
1682                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1683
1684         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1685         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1686
1687         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1688         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1689         {
1690             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1691             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1692         }
1693     }
1694     else
1695         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1696         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1697
1698     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1699     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1700     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1701         && !pos.captured_piece())
1702             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1703
1704     // Decrease stats for all non-best capture moves
1705     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1706     {
1707         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1708         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1709         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1710     }
1711   }
1712
1713
1714   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1715   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1716
1717   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1718
1719     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1720     {
1721         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1722         if (ss->inCheck && i > 2)
1723             break;
1724         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1725             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1726     }
1727   }
1728
1729
1730   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1731
1732   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1733
1734     // Update killers
1735     if (ss->killers[0] != move)
1736     {
1737         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1738         ss->killers[0] = move;
1739     }
1740
1741     Color us = pos.side_to_move();
1742     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1743     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1744     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1745
1746     // Update countermove history
1747     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1748     {
1749         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1750         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1751     }
1752   }
1753
1754   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1755   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1756
1757   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1758
1759     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1760     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1761
1762     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1763     Value topScore = rootMoves[0].score;
1764     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1765     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1766     double weakness = 120 - 2 * level;
1767
1768     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1769     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1770     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1771     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1772     {
1773         // This is our magic formula
1774         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1775                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1776
1777         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1778         {
1779             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1780             best = rootMoves[i].pv[0];
1781         }
1782     }
1783
1784     return best;
1785   }
1786
1787 } // namespace
1788
1789
1790 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1791 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1792
1793 void MainThread::check_time() {
1794
1795   if (--callsCnt > 0)
1796       return;
1797
1798   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1799   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1800
1801   static TimePoint lastInfoTime = now();
1802
1803   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1804   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1805
1806   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1807   {
1808       lastInfoTime = tick;
1809       dbg_print();
1810   }
1811
1812   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1813   if (ponder)
1814       return;
1815
1816   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1817       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1818       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1819       Threads.stop = true;
1820 }
1821
1822
1823 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1824 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1825
1826 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1827
1828   std::stringstream ss;
1829   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1830   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1831   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1832   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1833   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1834   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1835
1836   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1837   {
1838       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1839
1840       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1841           continue;
1842
1843       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1844       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1845
1846       if (v == -VALUE_INFINITE)
1847           v = VALUE_ZERO;
1848
1849       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1850       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1851
1852       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1853           ss << "\n";
1854
1855       ss << "info"
1856          << " depth "    << d
1857          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1858          << " multipv "  << i + 1
1859          << " score "    << UCI::value(v);
1860
1861       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1862           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1863
1864       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1865          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1866
1867       ss << " nodes "    << nodesSearched
1868          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1869          << " hashfull " << TT.hashfull()
1870          << " tbhits "   << tbHits
1871          << " time "     << elapsed
1872          << " pv";
1873
1874       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1875           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1876   }
1877
1878   return ss.str();
1879 }
1880
1881
1882 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1883 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1884 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1885 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1886
1887 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1888
1889     StateInfo st;
1890     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1891
1892     bool ttHit;
1893
1894     assert(pv.size() == 1);
1895
1896     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1897         return false;
1898
1899     pos.do_move(pv[0], st);
1900     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1901
1902     if (ttHit)
1903     {
1904         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1905         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1906             pv.push_back(m);
1907     }
1908
1909     pos.undo_move(pv[0]);
1910     return pv.size() > 1;
1911 }
1912
1913 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1914
1915     RootInTB = false;
1916     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1917     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1918     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1919     bool dtz_available = true;
1920
1921     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1922     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1923     if (Cardinality > MaxCardinality)
1924     {
1925         Cardinality = MaxCardinality;
1926         ProbeDepth = 0;
1927     }
1928
1929     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1930     {
1931         // Rank moves using DTZ tables
1932         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1933
1934         if (!RootInTB)
1935         {
1936             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1937             dtz_available = false;
1938             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1939         }
1940     }
1941
1942     if (RootInTB)
1943     {
1944         // Sort moves according to TB rank
1945         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1946                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1947
1948         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1949         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1950             Cardinality = 0;
1951     }
1952     else
1953     {
1954         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1955         for (auto& m : rootMoves)
1956             m.tbRank = 0;
1957     }
1958 }
1959
1960 } // namespace Stockfish