]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
366065b8e9c3380642ab74b040c7db9f3760f7f6
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37 #include "nnue/evaluate_nnue.h"
38
39 namespace Stockfish {
40
41 namespace Search {
42
43   LimitsType Limits;
44 }
45
46 namespace Tablebases {
47
48   int Cardinality;
49   bool RootInTB;
50   bool UseRule50;
51   Depth ProbeDepth;
52 }
53
54 namespace TB = Tablebases;
55
56 using std::string;
57 using Eval::evaluate;
58 using namespace Search;
59
60 namespace {
61
62   // Different node types, used as a template parameter
63   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
64
65   // Futility margin
66   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
67     return Value(154 * (d - improving));
68   }
69
70   // Reductions lookup table, initialized at startup
71   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
72
73   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
74     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
75     return (r + 1449 - int(delta) * 937 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 941);
76   }
77
78   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
79     return improving ? (3 + depth * depth)
80                      : (3 + depth * depth) / 2;
81   }
82
83   // History and stats update bonus, based on depth
84   int stat_bonus(Depth d) {
85     return std::min(341 * d - 470, 1710);
86   }
87
88   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
89   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
90     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
91   }
92
93   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
94   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
95   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
96   // results spanning a wide range of k values.
97   struct Skill {
98     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
99         if (uci_elo)
100         {
101             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
102             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
103         }
104         else
105             level = double(skill_level);
106     }
107     bool enabled() const { return level < 20.0; }
108     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
109     Move pick_best(size_t multiPV);
110
111     double level;
112     Move best = MOVE_NONE;
113   };
114
115   template <NodeType nodeType>
116   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
117
118   template <NodeType nodeType>
119   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
120
121   Value value_to_tt(Value v, int ply);
122   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
123   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
124   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
125   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
126   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
127                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
128
129   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
130   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
131   template<bool Root>
132   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
133
134     StateInfo st;
135     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
136
137     uint64_t cnt, nodes = 0;
138     const bool leaf = (depth == 2);
139
140     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
141     {
142         if (Root && depth <= 1)
143             cnt = 1, nodes++;
144         else
145         {
146             pos.do_move(m, st);
147             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
148             nodes += cnt;
149             pos.undo_move(m);
150         }
151         if (Root)
152             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
153     }
154     return nodes;
155   }
156
157 } // namespace
158
159
160 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
161
162 void Search::init() {
163
164   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
165       Reductions[i] = int((19.47 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
166 }
167
168
169 /// Search::clear() resets search state to its initial value
170
171 void Search::clear() {
172
173   Threads.main()->wait_for_search_finished();
174
175   Time.availableNodes = 0;
176   TT.clear();
177   Threads.clear();
178   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
179 }
180
181
182 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
183 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
184
185 void MainThread::search() {
186
187   if (Limits.perft)
188   {
189       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
190       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
191       return;
192   }
193
194   Color us = rootPos.side_to_move();
195   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
196   TT.new_search();
197
198   Eval::NNUE::verify();
199
200   if (rootMoves.empty())
201   {
202       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
203       sync_cout << "info depth 0 score "
204                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
205                 << sync_endl;
206   }
207   else
208   {
209       Threads.start_searching(); // start non-main threads
210       Thread::search();          // main thread start searching
211   }
212
213   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
214   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
215   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
216   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
217   // until the GUI sends one of those commands.
218
219   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
220   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
221
222   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
223   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
224   Threads.stop = true;
225
226   // Wait until all threads have finished
227   Threads.wait_for_search_finished();
228
229   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
230   // the available ones before exiting.
231   if (Limits.npmsec)
232       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
233
234   Thread* bestThread = this;
235   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
236
237   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
238       && !Limits.depth
239       && !skill.enabled()
240       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
241       bestThread = Threads.get_best_thread();
242
243   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
244   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
245
246   // Send again PV info if we have a new best thread
247   if (bestThread != this)
248       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
249
250   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
251
252   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
253       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
254
255   std::cout << sync_endl;
256 }
257
258
259 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
260 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
261 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
262
263 void Thread::search() {
264
265   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
266   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
267   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
268   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
269   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
270   Move  pv[MAX_PLY+1];
271   Value alpha, beta, delta;
272   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
273   Depth lastBestMoveDepth = 0;
274   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
275   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
276   Color us = rootPos.side_to_move();
277   int iterIdx = 0;
278
279   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
280   for (int i = 7; i > 0; --i)
281   {
282       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
283       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
284   }
285
286   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
287       (ss+i)->ply = i;
288
289   ss->pv = pv;
290
291   bestValue = -VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   int searchAgainCounter = 0;
314
315   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
316   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
317          && !Threads.stop
318          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
319   {
320       // Age out PV variability metric
321       if (mainThread)
322           totBestMoveChanges /= 2;
323
324       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
325       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
326       for (RootMove& rm : rootMoves)
327           rm.previousScore = rm.score;
328
329       size_t pvFirst = 0;
330       pvLast = 0;
331
332       if (!Threads.increaseDepth)
333           searchAgainCounter++;
334
335       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
336       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
337       {
338           if (pvIdx == pvLast)
339           {
340               pvFirst = pvLast;
341               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
342                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
343                       break;
344           }
345
346           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
347           selDepth = 0;
348
349           // Reset aspiration window starting size
350           Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
351           delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
352           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
353           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
354
355           // Adjust optimism based on root move's previousScore
356           int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
357           optimism[ us] = Value(opt);
358           optimism[~us] = -optimism[us];
359
360           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
361           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
362           // high/low anymore.
363           int failedHighCnt = 0;
364           while (true)
365           {
366               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
367               // four searchAgain steps (see issue #2717).
368               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
369               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
370
371               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
372               // is done with a stable algorithm because all the values but the
373               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
374               // and we want to keep the same order for all the moves except the
375               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
376               // search the already searched PV lines are preserved.
377               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
378
379               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
380               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
381               // the previous iteration.
382               if (Threads.stop)
383                   break;
384
385               // When failing high/low give some update (without cluttering
386               // the UI) before a re-search.
387               if (   mainThread
388                   && multiPV == 1
389                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
390                   && Time.elapsed() > 3000)
391                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
392
393               // In case of failing low/high increase aspiration window and
394               // re-search, otherwise exit the loop.
395               if (bestValue <= alpha)
396               {
397                   beta = (alpha + beta) / 2;
398                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
399
400                   failedHighCnt = 0;
401                   if (mainThread)
402                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
403               }
404               else if (bestValue >= beta)
405               {
406                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
407                   ++failedHighCnt;
408               }
409               else
410                   break;
411
412               delta += delta / 4 + 2;
413
414               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
415           }
416
417           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
418           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
419
420           if (    mainThread
421               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
422               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
423       }
424
425       if (!Threads.stop)
426           completedDepth = rootDepth;
427
428       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
429       {
430           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
431           lastBestMoveDepth = rootDepth;
432       }
433
434       // Have we found a "mate in x"?
435       if (   Limits.mate
436           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
437           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
438           Threads.stop = true;
439
440       if (!mainThread)
441           continue;
442
443       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
444       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
445           skill.pick_best(multiPV);
446
447       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
448       for (Thread* th : Threads)
449       {
450           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
451           th->bestMoveChanges = 0;
452       }
453
454       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
455       if (    Limits.use_time_management()
456           && !Threads.stop
457           && !mainThread->stopOnPonderhit)
458       {
459           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
460                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
461           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
462
463           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
464           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
465           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
466           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
467
468           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
469
470           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
471           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
472           if (rootMoves.size() == 1)
473               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
474
475           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
476           if (Time.elapsed() > totalTime)
477           {
478               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
479               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
480               if (mainThread->ponder)
481                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
482               else
483                   Threads.stop = true;
484           }
485           else if (   !mainThread->ponder
486                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
487               Threads.increaseDepth = false;
488           else
489               Threads.increaseDepth = true;
490       }
491
492       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
493       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
494   }
495
496   if (!mainThread)
497       return;
498
499   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
500
501   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
502   if (skill.enabled())
503       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
504                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
505 }
506
507
508 namespace {
509
510   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
511
512   template <NodeType nodeType>
513   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
514
515     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
516     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
517
518     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
519     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
520     if (   !rootNode
521         && pos.rule50_count() >= 3
522         && alpha < VALUE_DRAW
523         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
524     {
525         alpha = value_draw(pos.this_thread());
526         if (alpha >= beta)
527             return alpha;
528     }
529
530     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
531     if (depth <= 0)
532         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
533
534     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
535     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
536     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
537     assert(!(PvNode && cutNode));
538
539     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
540     StateInfo st;
541     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
542
543     TTEntry* tte;
544     Key posKey;
545     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
546     Depth extension, newDepth;
547     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
548     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
549     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
550     Piece movedPiece;
551     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement;
552
553     // Step 1. Initialize node
554     Thread* thisThread = pos.this_thread();
555     ss->inCheck        = pos.checkers();
556     priorCapture       = pos.captured_piece();
557     Color us           = pos.side_to_move();
558     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
559     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
560     maxValue           = VALUE_INFINITE;
561
562     // Check for the available remaining time
563     if (thisThread == Threads.main())
564         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
565
566     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
567     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
568         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
569
570     if (!rootNode)
571     {
572         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
573         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
574             || pos.is_draw(ss->ply)
575             || ss->ply >= MAX_PLY)
576             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
577                                                         : value_draw(pos.this_thread());
578
579         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
580         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
581         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
582         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
583         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
584         // mate. In this case return a fail-high score.
585         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
586         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
587         if (alpha >= beta)
588             return alpha;
589     }
590     else
591         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
592
593     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
594
595     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
596     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
597     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
598     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
599     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
600     ss->statScore        = 0;
601
602     // Step 4. Transposition table lookup.
603     excludedMove = ss->excludedMove;
604     posKey = pos.key();
605     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
606     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
607     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
608             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
609     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
610
611     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
612     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
613     if (!excludedMove)
614         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
615
616     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
617     if (  !PvNode
618         && ss->ttHit
619         && !excludedMove
620         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
621         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
622         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
623     {
624         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
625         if (ttMove)
626         {
627             if (ttValue >= beta)
628             {
629                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
630                 if (!ttCapture)
631                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
632
633                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
634                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
635                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
636             }
637             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
638             else if (!ttCapture)
639             {
640                 int penalty = -stat_bonus(depth);
641                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
642                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
643             }
644         }
645
646         // Partial workaround for the graph history interaction problem
647         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
648         if (pos.rule50_count() < 90)
649             return ttValue;
650     }
651
652     // Step 5. Tablebases probe
653     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
654     {
655         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
656
657         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
658             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
659             &&  pos.rule50_count() == 0
660             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
661         {
662             TB::ProbeState err;
663             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
664
665             // Force check of time on the next occasion
666             if (thisThread == Threads.main())
667                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
668
669             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
670             {
671                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
672
673                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
674
675                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
676                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
677                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
678                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
679
680                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
681                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
682
683                 if (    b == BOUND_EXACT
684                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
685                 {
686                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
687                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
688                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
689
690                     return value;
691                 }
692
693                 if (PvNode)
694                 {
695                     if (b == BOUND_LOWER)
696                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
697                     else
698                         maxValue = value;
699                 }
700             }
701         }
702     }
703
704     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
705
706     // Step 6. Static evaluation of the position
707     if (ss->inCheck)
708     {
709         // Skip early pruning when in check
710         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
711         improving = false;
712         improvement = 0;
713         goto moves_loop;
714     }
715     else if (excludedMove)
716     {
717         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
718         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
719         eval = ss->staticEval;
720     }
721     else if (ss->ttHit)
722     {
723         // Never assume anything about values stored in TT
724         ss->staticEval = eval = tte->eval();
725         if (eval == VALUE_NONE)
726             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
727         else
728         {
729             if (PvNode)
730                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
731         }
732
733         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
734         if (    ttValue != VALUE_NONE
735             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
736             eval = ttValue;
737     }
738     else
739     {
740         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
741         // Save static evaluation into transposition table
742         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
743     }
744
745     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
746     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
747     {
748         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
749         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
750     }
751
752     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
753     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
754     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
755     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
756     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
757                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
758                   :                                    156;
759     improving = improvement > 0;
760
761     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
762     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
763     // return a fail low.
764     if (eval < alpha - 426 - 256 * depth * depth)
765     {
766         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
767         if (value < alpha)
768             return value;
769     }
770
771     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
772     // The depth condition is important for mate finding.
773     if (   !ss->ttPv
774         &&  depth < 9
775         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
776         &&  eval >= beta
777         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
778         return eval;
779
780     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
781     if (   !PvNode
782         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
783         && (ss-1)->statScore < 18755
784         &&  eval >= beta
785         &&  eval >= ss->staticEval
786         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 253
787         && !excludedMove
788         &&  pos.non_pawn_material(us)
789         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly))
790     {
791         assert(eval - beta >= 0);
792
793         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
794         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 172, 6) + depth / 3 + 4;
795
796         ss->currentMove = MOVE_NULL;
797         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
798
799         pos.do_null_move(st);
800
801         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
802
803         pos.undo_null_move();
804
805         if (nullValue >= beta)
806         {
807             // Do not return unproven mate or TB scores
808             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
809                 nullValue = beta;
810
811             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
812                 return nullValue;
813
814             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
815
816             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
817             // until ply exceeds nmpMinPly.
818             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
819
820             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
821
822             thisThread->nmpMinPly = 0;
823
824             if (v >= beta)
825                 return nullValue;
826         }
827     }
828
829     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
830
831     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
832     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
833     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
834     if (   !PvNode
835         &&  depth > 4
836         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
837         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
838         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
839         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
840         // so effective depth is equal to depth - 3
841         && !(   ss->ttHit
842              && tte->depth() >= depth - 3
843              && ttValue != VALUE_NONE
844              && ttValue < probCutBeta))
845     {
846         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
847
848         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
849
850         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
851             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
852             {
853                 assert(pos.capture_stage(move));
854
855                 ss->currentMove = move;
856                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
857                                                                           [true]
858                                                                           [pos.moved_piece(move)]
859                                                                           [to_sq(move)];
860
861                 pos.do_move(move, st);
862
863                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
864                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
865
866                 // If the qsearch held, perform the regular search
867                 if (value >= probCutBeta)
868                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
869
870                 pos.undo_move(move);
871
872                 if (value >= probCutBeta)
873                 {
874                     // Save ProbCut data into transposition table
875                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
876                     return value;
877                 }
878             }
879
880         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
881     }
882
883     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 2 (or by 4 if the TT entry for the current position was hit and the stored depth is greater than or equal to the current depth).
884     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
885     if (    PvNode
886         && !ttMove)
887         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit &&  tte->depth() >= depth);
888
889     if (depth <= 0)
890         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
891
892     if (    cutNode
893         &&  depth >= 7
894         && !ttMove)
895         depth -= 2;
896
897 moves_loop: // When in check, search starts here
898
899     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
900     probCutBeta = beta + 391;
901     if (   ss->inCheck
902         && !PvNode
903         && depth >= 2
904         && ttCapture
905         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
906         && tte->depth() >= depth - 3
907         && ttValue >= probCutBeta
908         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
909         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
910         return probCutBeta;
911
912     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
913                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
914                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
915
916     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
917
918     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
919                                       &captureHistory,
920                                       contHist,
921                                       countermove,
922                                       ss->killers);
923
924     value = bestValue;
925     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
926
927     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
928     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
929     bool likelyFailLow =    PvNode
930                          && ttMove
931                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
932                          && tte->depth() >= depth;
933
934     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
935     // or a beta cutoff occurs.
936     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
937     {
938       assert(is_ok(move));
939
940       if (move == excludedMove)
941           continue;
942
943       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
944       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
945       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
946       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
947       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
948                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
949           continue;
950
951       // Check for legality
952       if (!rootNode && !pos.legal(move))
953           continue;
954
955       ss->moveCount = ++moveCount;
956
957       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
958           sync_cout << "info depth " << depth
959                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
960                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
961       if (PvNode)
962           (ss+1)->pv = nullptr;
963
964       extension = 0;
965       capture = pos.capture_stage(move);
966       movedPiece = pos.moved_piece(move);
967       givesCheck = pos.gives_check(move);
968
969       // Calculate new depth for this move
970       newDepth = depth - 1;
971
972       Value delta = beta - alpha;
973
974       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
975
976       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
977       if (  !rootNode
978           && pos.non_pawn_material(us)
979           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
980       {
981           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
982           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
983
984           // Reduced depth of the next LMR search
985           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
986
987           if (   capture
988               || givesCheck)
989           {
990               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
991               if (   !givesCheck
992                   && lmrDepth < 6
993                   && !ss->inCheck
994                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
995                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
996                   continue;
997
998               Bitboard occupied;
999               // SEE based pruning (~11 Elo)
1000               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-206) * depth))
1001               {
1002                   if (depth < 2 - capture)
1003                       continue;
1004                   // Don't prune the move if opp. King/Queen/Rook gets a discovered attack during or after the exchanges
1005                   Bitboard leftEnemies = pos.pieces(~us, KING, QUEEN, ROOK);
1006                   Bitboard attacks = 0;
1007                   occupied |= to_sq(move);
1008                   while (leftEnemies && !attacks)
1009                   {
1010                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1011                       attacks = pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1012                       // Exclude Queen/Rook(s) which were already threatened before SEE (opp King can't be in check when it's our turn)
1013                       if (attacks && sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us)))
1014                           attacks = 0;
1015                   }
1016                   if (!attacks)
1017                       continue;
1018               }
1019           }
1020           else
1021           {
1022               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1023                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1024                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1025
1026               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1027               if (   lmrDepth < 5
1028                   && history < -4405 * (depth - 1))
1029                   continue;
1030
1031               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1032
1033               lmrDepth += history / 7278;
1034               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1035
1036               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1037               if (   !ss->inCheck
1038                   && lmrDepth < 13
1039                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1040                   continue;
1041
1042               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1043
1044               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1045               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1046                   continue;
1047           }
1048       }
1049
1050       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1051       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1052       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1053       {
1054           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1055           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1056           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1057           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1058           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1059           if (   !rootNode
1060               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1061               &&  move == ttMove
1062               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1063            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1064               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1065               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1066               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1067           {
1068               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1069               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1070
1071               ss->excludedMove = move;
1072               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1073               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1074
1075               if (value < singularBeta)
1076               {
1077                   extension = 1;
1078                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1079
1080                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1081                   if (  !PvNode
1082                       && value < singularBeta - 25
1083                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1084                   {
1085                       extension = 2;
1086                       depth += depth < 13;
1087                   }
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) (~7 Elo)
1099               else if (ttValue >= beta)
1100                   extension = -2 - !PvNode;
1101
1102               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1103               else if (ttValue <= value)
1104                   extension = -1;
1105
1106               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1107               else if (ttValue <= alpha)
1108                   extension = -1;
1109           }
1110
1111           // Check extensions (~1 Elo)
1112           else if (   givesCheck
1113                    && depth > 10
1114                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1115               extension = 1;
1116
1117           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1118           else if (   PvNode
1119                    && move == ttMove
1120                    && move == ss->killers[0]
1121                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1122               extension = 1;
1123       }
1124
1125       // Add extension to new depth
1126       newDepth += extension;
1127       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1128
1129       // Speculative prefetch as early as possible
1130       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1131
1132       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1133       ss->currentMove = move;
1134       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1135                                                                 [capture]
1136                                                                 [movedPiece]
1137                                                                 [to_sq(move)];
1138
1139       // Step 16. Make the move
1140       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1141
1142       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1143       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1144       if (   ss->ttPv
1145           && !likelyFailLow)
1146           r -= 2;
1147
1148       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1149       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1150           r--;
1151
1152       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1153       if (cutNode)
1154           r += 2;
1155
1156       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1157       if (ttCapture)
1158           r++;
1159
1160       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1161       if (PvNode)
1162           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1163
1164       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1165       if (singularQuietLMR)
1166           r--;
1167
1168       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1169       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1170           r++;
1171
1172       else if (move == ttMove)
1173           r--;
1174
1175       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1176                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1177                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1178                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1179                      - 4082;
1180
1181       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1182       r -= ss->statScore / (11079 + 4626 * (depth > 6 && depth < 19));
1183
1184       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1185       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1186       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1187       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1188       if (    depth >= 2
1189           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1190           && (   !ss->ttPv
1191               || !capture
1192               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1193       {
1194           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1195           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1196           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1197           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1198
1199           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1200
1201           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1202           if (value > alpha && d < newDepth)
1203           {
1204               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1205               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1206               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1207               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1208               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1209
1210               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1211
1212               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1213
1214               if (newDepth > d)
1215                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1216
1217               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1218                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1219                                          :  0;
1220
1221               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1222           }
1223       }
1224
1225       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1226       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1227       {
1228           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1229           if (!ttMove && cutNode)
1230               r += 2;
1231
1232           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1233       }
1234
1235       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1236       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1237       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1238       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1239       {
1240           (ss+1)->pv = pv;
1241           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1242
1243           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1244       }
1245
1246       // Step 19. Undo move
1247       pos.undo_move(move);
1248
1249       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1250
1251       // Step 20. Check for a new best move
1252       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1253       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1254       // updating best move, PV and TT.
1255       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1256           return VALUE_ZERO;
1257
1258       if (rootNode)
1259       {
1260           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1261                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1262
1263           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1264
1265           // PV move or new best move?
1266           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1267           {
1268               rm.score =  rm.uciScore = value;
1269               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1270               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1271
1272               if (value >= beta)
1273               {
1274                   rm.scoreLowerbound = true;
1275                   rm.uciScore = beta;
1276               }
1277               else if (value <= alpha)
1278               {
1279                   rm.scoreUpperbound = true;
1280                   rm.uciScore = alpha;
1281               }
1282
1283               rm.pv.resize(1);
1284
1285               assert((ss+1)->pv);
1286
1287               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1288                   rm.pv.push_back(*m);
1289
1290               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1291               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1292               // we must take care to only do this for the first PV line.
1293               if (   moveCount > 1
1294                   && !thisThread->pvIdx)
1295                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1296           }
1297           else
1298               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1299               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1300               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1301               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1302       }
1303
1304       if (value > bestValue)
1305       {
1306           bestValue = value;
1307
1308           if (value > alpha)
1309           {
1310               bestMove = move;
1311
1312               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1313                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1314
1315               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1316               {
1317                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1318                   if (   depth > 1
1319                       && beta  <  12535
1320                       && value > -12535)
1321                       depth -= 1;
1322
1323                   assert(depth > 0);
1324                   alpha = value;
1325               }
1326               else
1327               {
1328                   ss->cutoffCnt++;
1329                   assert(value >= beta); // Fail high
1330                   break;
1331               }
1332           }
1333       }
1334
1335
1336       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1337       if (move != bestMove)
1338       {
1339           if (capture && captureCount < 32)
1340               capturesSearched[captureCount++] = move;
1341
1342           else if (!capture && quietCount < 64)
1343               quietsSearched[quietCount++] = move;
1344       }
1345     }
1346
1347     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1348     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1349     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1350     /*
1351        if (Threads.stop)
1352         return VALUE_DRAW;
1353     */
1354
1355     // Step 21. Check for mate and stalemate
1356     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1357     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1358     // return a fail low score.
1359
1360     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1361
1362     if (!moveCount)
1363         bestValue = excludedMove ? alpha :
1364                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1365                                  : VALUE_DRAW;
1366
1367     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1368     else if (bestMove)
1369         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1370                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1371
1372     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1373     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1374     {
1375         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1376         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1377     }
1378
1379     if (PvNode)
1380         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1381
1382     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1383     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1384     if (bestValue <= alpha)
1385         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1386
1387     // Write gathered information in transposition table
1388     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1389         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1390                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1391                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1392                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1393
1394     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1395
1396     return bestValue;
1397   }
1398
1399
1400   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1401   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1402   // (~155 Elo)
1403   template <NodeType nodeType>
1404   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1405
1406     static_assert(nodeType != Root);
1407     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1408
1409     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1410     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1411     assert(depth <= 0);
1412
1413     Move pv[MAX_PLY+1];
1414     StateInfo st;
1415     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1416
1417     TTEntry* tte;
1418     Key posKey;
1419     Move ttMove, move, bestMove;
1420     Depth ttDepth;
1421     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1422     bool pvHit, givesCheck, capture;
1423     int moveCount;
1424
1425     // Step 1. Initialize node
1426     if (PvNode)
1427     {
1428         (ss+1)->pv = pv;
1429         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1430     }
1431
1432     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1433     bestMove = MOVE_NONE;
1434     ss->inCheck = pos.checkers();
1435     moveCount = 0;
1436
1437     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1438     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1439         || ss->ply >= MAX_PLY)
1440         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1441
1442     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1443
1444     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1445     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1446     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1447     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1448                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1449
1450     // Step 3. Transposition table lookup
1451     posKey = pos.key();
1452     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1453     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1454     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1455     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1456
1457     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1458     if (  !PvNode
1459         && ss->ttHit
1460         && tte->depth() >= ttDepth
1461         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1462         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1463         return ttValue;
1464
1465     // Step 4. Static evaluation of the position
1466     if (ss->inCheck)
1467     {
1468         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1469         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1470     }
1471     else
1472     {
1473         if (ss->ttHit)
1474         {
1475             // Never assume anything about values stored in TT
1476             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1477                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1478
1479             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1480             if (    ttValue != VALUE_NONE
1481                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1482                 bestValue = ttValue;
1483         }
1484         else
1485             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1486             ss->staticEval = bestValue =
1487             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1488                                              : -(ss-1)->staticEval;
1489
1490         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1491         if (bestValue >= beta)
1492         {
1493             // Save gathered info in transposition table
1494             if (!ss->ttHit)
1495                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1496                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1497
1498             return bestValue;
1499         }
1500
1501         if (PvNode && bestValue > alpha)
1502             alpha = bestValue;
1503
1504         futilityBase = bestValue + 168;
1505     }
1506
1507     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1508                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1509                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1510
1511     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1512     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1513     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1514     // will be generated.
1515     Square prevSq = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1516     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1517                                       &thisThread->captureHistory,
1518                                       contHist,
1519                                       prevSq);
1520
1521     int quietCheckEvasions = 0;
1522
1523     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1524     // or a beta cutoff occurs.
1525     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1526     {
1527       assert(is_ok(move));
1528
1529       // Check for legality
1530       if (!pos.legal(move))
1531           continue;
1532
1533       givesCheck = pos.gives_check(move);
1534       capture = pos.capture_stage(move);
1535
1536       moveCount++;
1537
1538     // Step 6. Pruning.
1539     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1540     {
1541       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1542       if (   !givesCheck
1543           &&  to_sq(move) != prevSq
1544           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1545           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1546       {
1547           if (moveCount > 2)
1548               continue;
1549
1550           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1551
1552           if (futilityValue <= alpha)
1553           {
1554               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1555               continue;
1556           }
1557
1558           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1559           {
1560               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1561               continue;
1562           }
1563       }
1564
1565       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1566       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1567       if (quietCheckEvasions > 1)
1568           break;
1569
1570       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1571       if (   !capture
1572           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1573           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1574           continue;
1575
1576       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1577       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1578           continue;
1579     }
1580
1581       // Speculative prefetch as early as possible
1582       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1583
1584       // Update the current move
1585       ss->currentMove = move;
1586       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1587                                                                 [capture]
1588                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1589                                                                 [to_sq(move)];
1590
1591       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1592
1593       // Step 7. Make and search the move
1594       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1595       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1596       pos.undo_move(move);
1597
1598       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1599
1600       // Step 8. Check for a new best move
1601       if (value > bestValue)
1602       {
1603           bestValue = value;
1604
1605           if (value > alpha)
1606           {
1607               bestMove = move;
1608
1609               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1610                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1611
1612               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1613                   alpha = value;
1614               else
1615                   break; // Fail high
1616           }
1617        }
1618     }
1619
1620     // Step 9. Check for mate
1621     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1622     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1623     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1624     {
1625         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1626
1627         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1628     }
1629
1630     // Save gathered info in transposition table
1631     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1632               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1633               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1634
1635     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1636
1637     return bestValue;
1638   }
1639
1640
1641   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1642   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1643   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1644
1645   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1646
1647     assert(v != VALUE_NONE);
1648
1649     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1650           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1651   }
1652
1653
1654   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1655   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1656   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1657   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1658   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1659
1660   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1661
1662     if (v == VALUE_NONE)
1663         return VALUE_NONE;
1664
1665     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1666     {
1667         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1668             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1669
1670         return v - ply;
1671     }
1672
1673     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1674     {
1675         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1676             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1677
1678         return v + ply;
1679     }
1680
1681     return v;
1682   }
1683
1684
1685   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1686
1687   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1688
1689     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1690         *pv++ = *childPv++;
1691     *pv = MOVE_NONE;
1692   }
1693
1694
1695   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1696
1697   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1698                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1699
1700     Color us = pos.side_to_move();
1701     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1702     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1703     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1704     PieceType captured;
1705
1706     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1707
1708     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1709     {
1710         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1711                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1712
1713         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1714         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1715
1716         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1717         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1718         {
1719             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1720             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1721         }
1722     }
1723     else
1724     {
1725         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1726         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1727         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1728     }
1729
1730     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1731     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1732     if (   prevSq != SQ_NONE
1733         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1734         && !pos.captured_piece())
1735             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1736
1737     // Decrease stats for all non-best capture moves
1738     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1739     {
1740         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1741         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1742         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1743     }
1744   }
1745
1746
1747   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1748   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1749
1750   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1751
1752     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1753     {
1754         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1755         if (ss->inCheck && i > 2)
1756             break;
1757         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1758             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1759     }
1760   }
1761
1762
1763   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1764
1765   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1766
1767     // Update killers
1768     if (ss->killers[0] != move)
1769     {
1770         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1771         ss->killers[0] = move;
1772     }
1773
1774     Color us = pos.side_to_move();
1775     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1776     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1777     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1778
1779     // Update countermove history
1780     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1781     {
1782         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1783         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1784     }
1785   }
1786
1787   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1788   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1789
1790   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1791
1792     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1793     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1794
1795     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1796     Value topScore = rootMoves[0].score;
1797     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1798     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1799     double weakness = 120 - 2 * level;
1800
1801     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1802     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1803     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1804     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1805     {
1806         // This is our magic formula
1807         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1808                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1809
1810         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1811         {
1812             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1813             best = rootMoves[i].pv[0];
1814         }
1815     }
1816
1817     return best;
1818   }
1819
1820 } // namespace
1821
1822
1823 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1824 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1825
1826 void MainThread::check_time() {
1827
1828   if (--callsCnt > 0)
1829       return;
1830
1831   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1832   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1833
1834   static TimePoint lastInfoTime = now();
1835
1836   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1837   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1838
1839   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1840   {
1841       lastInfoTime = tick;
1842       dbg_print();
1843   }
1844
1845   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1846   if (ponder)
1847       return;
1848
1849   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1850       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1851       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1852       Threads.stop = true;
1853 }
1854
1855
1856 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1857 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1858
1859 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1860
1861   std::stringstream ss;
1862   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1863   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1864   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1865   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1866   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1867   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1868
1869   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1870   {
1871       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1872
1873       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1874           continue;
1875
1876       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1877       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1878
1879       if (v == -VALUE_INFINITE)
1880           v = VALUE_ZERO;
1881
1882       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1883       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1884
1885       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1886           ss << "\n";
1887
1888       ss << "info"
1889          << " depth "    << d
1890          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1891          << " multipv "  << i + 1
1892          << " score "    << UCI::value(v);
1893
1894       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1895           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1896
1897       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1898          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1899
1900       ss << " nodes "    << nodesSearched
1901          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1902          << " hashfull " << TT.hashfull()
1903          << " tbhits "   << tbHits
1904          << " time "     << elapsed
1905          << " pv";
1906
1907       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1908           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1909   }
1910
1911   return ss.str();
1912 }
1913
1914
1915 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1916 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1917 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1918 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1919
1920 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1921
1922     StateInfo st;
1923     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1924
1925     bool ttHit;
1926
1927     assert(pv.size() == 1);
1928
1929     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1930         return false;
1931
1932     pos.do_move(pv[0], st);
1933     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1934
1935     if (ttHit)
1936     {
1937         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1938         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1939             pv.push_back(m);
1940     }
1941
1942     pos.undo_move(pv[0]);
1943     return pv.size() > 1;
1944 }
1945
1946 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1947
1948     RootInTB = false;
1949     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1950     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1951     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1952     bool dtz_available = true;
1953
1954     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1955     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1956     if (Cardinality > MaxCardinality)
1957     {
1958         Cardinality = MaxCardinality;
1959         ProbeDepth = 0;
1960     }
1961
1962     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1963     {
1964         // Rank moves using DTZ tables
1965         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1966
1967         if (!RootInTB)
1968         {
1969             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1970             dtz_available = false;
1971             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1972         }
1973     }
1974
1975     if (RootInTB)
1976     {
1977         // Sort moves according to TB rank
1978         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1979                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1980
1981         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1982         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1983             Cardinality = 0;
1984     }
1985     else
1986     {
1987         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1988         for (auto& m : rootMoves)
1989             m.tbRank = 0;
1990     }
1991 }
1992
1993 } // namespace Stockfish