]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Simplification of SEE verification logic
[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 = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
292   beta = VALUE_INFINITE;
293   optimism[WHITE] = optimism[BLACK] = VALUE_ZERO;
294
295   if (mainThread)
296   {
297       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
298           for (int i = 0; i < 4; ++i)
299               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
300       else
301           for (int i = 0; i < 4; ++i)
302               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
303   }
304
305   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
306   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
307
308   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
309   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
310   if (skill.enabled())
311       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
312
313   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
314
315   int searchAgainCounter = 0;
316
317   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
318   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
319          && !Threads.stop
320          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
321   {
322       // Age out PV variability metric
323       if (mainThread)
324           totBestMoveChanges /= 2;
325
326       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
327       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
328       for (RootMove& rm : rootMoves)
329           rm.previousScore = rm.score;
330
331       size_t pvFirst = 0;
332       pvLast = 0;
333
334       if (!Threads.increaseDepth)
335           searchAgainCounter++;
336
337       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
338       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
339       {
340           if (pvIdx == pvLast)
341           {
342               pvFirst = pvLast;
343               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
344                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
345                       break;
346           }
347
348           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
349           selDepth = 0;
350
351           // Reset aspiration window starting size
352           if (rootDepth >= 4)
353           {
354               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
355               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 16502;
356               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
357               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
358
359               // Adjust optimism based on root move's previousScore
360               int opt = 120 * prev / (std::abs(prev) + 161);
361               optimism[ us] = Value(opt);
362               optimism[~us] = -optimism[us];
363           }
364
365           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
366           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
367           // high/low anymore.
368           int failedHighCnt = 0;
369           while (true)
370           {
371               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
372               // four searchAgain steps (see issue #2717).
373               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
374               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
375
376               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
377               // is done with a stable algorithm because all the values but the
378               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
379               // and we want to keep the same order for all the moves except the
380               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
381               // search the already searched PV lines are preserved.
382               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
383
384               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
385               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
386               // the previous iteration.
387               if (Threads.stop)
388                   break;
389
390               // When failing high/low give some update (without cluttering
391               // the UI) before a re-search.
392               if (   mainThread
393                   && multiPV == 1
394                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
395                   && Time.elapsed() > 3000)
396                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
397
398               // In case of failing low/high increase aspiration window and
399               // re-search, otherwise exit the loop.
400               if (bestValue <= alpha)
401               {
402                   beta = (alpha + beta) / 2;
403                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
404
405                   failedHighCnt = 0;
406                   if (mainThread)
407                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
408               }
409               else if (bestValue >= beta)
410               {
411                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
412                   ++failedHighCnt;
413               }
414               else
415                   break;
416
417               delta += delta / 4 + 2;
418
419               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
420           }
421
422           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
423           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
424
425           if (    mainThread
426               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
427               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
428       }
429
430       if (!Threads.stop)
431           completedDepth = rootDepth;
432
433       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove)
434       {
435           lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
436           lastBestMoveDepth = rootDepth;
437       }
438
439       // Have we found a "mate in x"?
440       if (   Limits.mate
441           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
442           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
443           Threads.stop = true;
444
445       if (!mainThread)
446           continue;
447
448       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
449       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
450           skill.pick_best(multiPV);
451
452       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
453       for (Thread* th : Threads)
454       {
455           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
456           th->bestMoveChanges = 0;
457       }
458
459       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
460       if (    Limits.use_time_management()
461           && !Threads.stop
462           && !mainThread->stopOnPonderhit)
463       {
464           double fallingEval = (69 + 13 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
465                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 619.6;
466           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
467
468           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
469           timeReduction = lastBestMoveDepth + 8 < completedDepth ? 1.57 : 0.65;
470           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.08 * timeReduction);
471           double bestMoveInstability = 1 + 1.8 * totBestMoveChanges / Threads.size();
472
473           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability;
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 (   !mainThread->ponder
491                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.50)
492               Threads.increaseDepth = false;
493           else
494               Threads.increaseDepth = true;
495       }
496
497       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
498       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
499   }
500
501   if (!mainThread)
502       return;
503
504   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
505
506   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
507   if (skill.enabled())
508       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
509                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
510 }
511
512
513 namespace {
514
515   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
516
517   template <NodeType nodeType>
518   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
519
520     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
521     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
522
523     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
524     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
525     if (   !rootNode
526         && pos.rule50_count() >= 3
527         && alpha < VALUE_DRAW
528         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
529     {
530         alpha = value_draw(pos.this_thread());
531         if (alpha >= beta)
532             return alpha;
533     }
534
535     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
536     if (depth <= 0)
537         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
538
539     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
540     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
541     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
542     assert(!(PvNode && cutNode));
543
544     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
545     StateInfo st;
546     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
547
548     TTEntry* tte;
549     Key posKey;
550     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
551     Depth extension, newDepth;
552     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
553     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
554     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
555     Piece movedPiece;
556     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement;
557
558     // Step 1. Initialize node
559     Thread* thisThread = pos.this_thread();
560     ss->inCheck        = pos.checkers();
561     priorCapture       = pos.captured_piece();
562     Color us           = pos.side_to_move();
563     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
564     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
565     maxValue           = VALUE_INFINITE;
566
567     // Check for the available remaining time
568     if (thisThread == Threads.main())
569         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
570
571     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
572     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
573         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
574
575     if (!rootNode)
576     {
577         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
578         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
579             || pos.is_draw(ss->ply)
580             || ss->ply >= MAX_PLY)
581             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
582                                                         : value_draw(pos.this_thread());
583
584         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
585         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
586         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
587         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
588         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
589         // mate. In this case return a fail-high score.
590         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
591         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
592         if (alpha >= beta)
593             return alpha;
594     }
595     else
596         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
597
598     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
599
600     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
601     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
602     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
603     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
604     Square prevSq        = is_ok((ss-1)->currentMove) ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
605     ss->statScore        = 0;
606
607     // Step 4. Transposition table lookup.
608     excludedMove = ss->excludedMove;
609     posKey = pos.key();
610     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
611     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
612     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
613             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
614     ttCapture = ttMove && pos.capture_stage(ttMove);
615
616     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
617     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
618     if (!excludedMove)
619         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
620
621     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
622     if (  !PvNode
623         && ss->ttHit
624         && !excludedMove
625         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
626         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
627         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
628     {
629         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
630         if (ttMove)
631         {
632             if (ttValue >= beta)
633             {
634                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
635                 if (!ttCapture)
636                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
637
638                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
639                 if (prevSq != SQ_NONE && (ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
640                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
641             }
642             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
643             else if (!ttCapture)
644             {
645                 int penalty = -stat_bonus(depth);
646                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
647                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
648             }
649         }
650
651         // Partial workaround for the graph history interaction problem
652         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
653         if (pos.rule50_count() < 90)
654             return ttValue;
655     }
656
657     // Step 5. Tablebases probe
658     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
659     {
660         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
661
662         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
663             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
664             &&  pos.rule50_count() == 0
665             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
666         {
667             TB::ProbeState err;
668             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
669
670             // Force check of time on the next occasion
671             if (thisThread == Threads.main())
672                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
673
674             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
675             {
676                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
677
678                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
679
680                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
681                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
682                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
683                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
684
685                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
686                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
687
688                 if (    b == BOUND_EXACT
689                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
690                 {
691                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
692                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
693                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
694
695                     return value;
696                 }
697
698                 if (PvNode)
699                 {
700                     if (b == BOUND_LOWER)
701                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
702                     else
703                         maxValue = value;
704                 }
705             }
706         }
707     }
708
709     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
710
711     // Step 6. Static evaluation of the position
712     if (ss->inCheck)
713     {
714         // Skip early pruning when in check
715         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
716         improving = false;
717         improvement = 0;
718         goto moves_loop;
719     }
720     else if (excludedMove)
721     {
722         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
723         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
724         eval = ss->staticEval;
725     }
726     else if (ss->ttHit)
727     {
728         // Never assume anything about values stored in TT
729         ss->staticEval = eval = tte->eval();
730         if (eval == VALUE_NONE)
731             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
732         else
733         {
734             if (PvNode)
735                Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
736         }
737
738         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 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);
746         // Save static evaluation into transposition table
747         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
748     }
749
750     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
751     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
752     {
753         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1920, 1920);
754         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
755     }
756
757     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
758     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
759     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
760     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
761     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
762                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
763                   :                                    156;
764     improving = improvement > 0;
765
766     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
767     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
768     // return a fail low.
769     if (eval < alpha - 426 - 256 * depth * depth)
770     {
771         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
772         if (value < alpha)
773             return value;
774     }
775
776     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
777     // The depth condition is important for mate finding.
778     if (   !ss->ttPv
779         &&  depth < 9
780         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 280 >= beta
781         &&  eval >= beta
782         &&  eval < 25128) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
783         return eval;
784
785     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
786     if (   !PvNode
787         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
788         && (ss-1)->statScore < 18755
789         &&  eval >= beta
790         &&  eval >= ss->staticEval
791         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 13 + 253
792         && !excludedMove
793         &&  pos.non_pawn_material(us)
794         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly))
795     {
796         assert(eval - beta >= 0);
797
798         // Null move dynamic reduction based on depth and eval
799         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 172, 6) + depth / 3 + 4;
800
801         ss->currentMove = MOVE_NULL;
802         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
803
804         pos.do_null_move(st);
805
806         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
807
808         pos.undo_null_move();
809
810         if (nullValue >= beta)
811         {
812             // Do not return unproven mate or TB scores
813             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
814                 nullValue = beta;
815
816             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
817                 return nullValue;
818
819             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
820
821             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
822             // until ply exceeds nmpMinPly.
823             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
824
825             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
826
827             thisThread->nmpMinPly = 0;
828
829             if (v >= beta)
830                 return nullValue;
831         }
832     }
833
834     probCutBeta = beta + 186 - 54 * improving;
835
836     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
837     // If we have a good enough capture (or queen promotion) and a reduced search returns a value
838     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
839     if (   !PvNode
840         &&  depth > 4
841         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
842         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
843         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
844         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
845         // so effective depth is equal to depth - 3
846         && !(   ss->ttHit
847              && tte->depth() >= depth - 3
848              && ttValue != VALUE_NONE
849              && ttValue < probCutBeta))
850     {
851         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
852
853         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
854
855         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
856             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
857             {
858                 assert(pos.capture_stage(move));
859
860                 ss->currentMove = move;
861                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
862                                                                           [true]
863                                                                           [pos.moved_piece(move)]
864                                                                           [to_sq(move)];
865
866                 pos.do_move(move, st);
867
868                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
869                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
870
871                 // If the qsearch held, perform the regular search
872                 if (value >= probCutBeta)
873                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
874
875                 pos.undo_move(move);
876
877                 if (value >= probCutBeta)
878                 {
879                     // Save ProbCut data into transposition table
880                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
881                     return value;
882                 }
883             }
884
885         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
886     }
887
888     // 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).
889     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
890     if (    PvNode
891         && !ttMove)
892         depth -= 2 + 2 * (ss->ttHit &&  tte->depth() >= depth);
893
894     if (depth <= 0)
895         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
896
897     if (    cutNode
898         &&  depth >= 7
899         && !ttMove)
900         depth -= 2;
901
902 moves_loop: // When in check, search starts here
903
904     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
905     probCutBeta = beta + 391;
906     if (   ss->inCheck
907         && !PvNode
908         && depth >= 2
909         && ttCapture
910         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
911         && tte->depth() >= depth - 3
912         && ttValue >= probCutBeta
913         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
914         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
915         return probCutBeta;
916
917     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
918                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
919                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
920
921     Move countermove = prevSq != SQ_NONE ? thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] : MOVE_NONE;
922
923     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
924                                       &captureHistory,
925                                       contHist,
926                                       countermove,
927                                       ss->killers);
928
929     value = bestValue;
930     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
931
932     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
933     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
934     bool likelyFailLow =    PvNode
935                          && ttMove
936                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
937                          && tte->depth() >= depth;
938
939     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
940     // or a beta cutoff occurs.
941     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
942     {
943       assert(is_ok(move));
944
945       if (move == excludedMove)
946           continue;
947
948       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
949       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
950       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
951       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
952       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
953                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
954           continue;
955
956       // Check for legality
957       if (!rootNode && !pos.legal(move))
958           continue;
959
960       ss->moveCount = ++moveCount;
961
962       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
963           sync_cout << "info depth " << depth
964                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
965                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
966       if (PvNode)
967           (ss+1)->pv = nullptr;
968
969       extension = 0;
970       capture = pos.capture_stage(move);
971       movedPiece = pos.moved_piece(move);
972       givesCheck = pos.gives_check(move);
973
974       // Calculate new depth for this move
975       newDepth = depth - 1;
976
977       Value delta = beta - alpha;
978
979       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
980
981       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
982       if (  !rootNode
983           && pos.non_pawn_material(us)
984           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
985       {
986           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
987           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
988
989           // Reduced depth of the next LMR search
990           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
991
992           if (   capture
993               || givesCheck)
994           {
995               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
996               if (   !givesCheck
997                   && lmrDepth < 6
998                   && !ss->inCheck
999                   && ss->staticEval + 182 + 230 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1000                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 7 < alpha)
1001                   continue;
1002
1003               Bitboard occupied;
1004               // SEE based pruning (~11 Elo)
1005               if (!pos.see_ge(move, occupied, Value(-206) * depth))
1006               {
1007                   if (depth < 2 - capture)
1008                       continue;
1009                   // Don't prune the move if opp. King/Queen/Rook gets a discovered attack during or after the exchanges
1010                   Bitboard leftEnemies = pos.pieces(~us, KING, QUEEN, ROOK);
1011                   Bitboard attacks = 0;
1012                   occupied |= to_sq(move);
1013                   while (leftEnemies && !attacks)
1014                   {
1015                       Square sq = pop_lsb(leftEnemies);
1016                       attacks = pos.attackers_to(sq, occupied) & pos.pieces(us) & occupied;
1017                       // Exclude Queen/Rook(s) which were already threatened before SEE (opp King can't be in check when it's our turn)
1018                       if (attacks && sq != pos.square<KING>(~us) && (pos.attackers_to(sq, pos.pieces()) & pos.pieces(us)))
1019                           attacks = 0;
1020                   }
1021                   if (!attacks)
1022                       continue;
1023               }
1024           }
1025           else
1026           {
1027               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1028                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1029                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1030
1031               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1032               if (   lmrDepth < 5
1033                   && history < -4405 * (depth - 1))
1034                   continue;
1035
1036               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1037
1038               lmrDepth += history / 7278;
1039               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1040
1041               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1042               if (   !ss->inCheck
1043                   && lmrDepth < 13
1044                   && ss->staticEval + 103 + 138 * lmrDepth <= alpha)
1045                   continue;
1046
1047               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1048
1049               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1050               if (!pos.see_ge(move, Value(-24 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1051                   continue;
1052           }
1053       }
1054
1055       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1056       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1057       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1058       {
1059           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1060           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1061           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1062           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1063           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1064           if (   !rootNode
1065               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 21) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1066               &&  move == ttMove
1067               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1068            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1069               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1070               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1071               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1072           {
1073               Value singularBeta = ttValue - (3 + 2 * (ss->ttPv && !PvNode)) * depth / 2;
1074               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1075
1076               ss->excludedMove = move;
1077               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1078               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1079
1080               if (value < singularBeta)
1081               {
1082                   extension = 1;
1083                   singularQuietLMR = !ttCapture;
1084
1085                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1086                   if (  !PvNode
1087                       && value < singularBeta - 25
1088                       && ss->doubleExtensions <= 10)
1089                   {
1090                       extension = 2;
1091                       depth += depth < 13;
1092                   }
1093               }
1094
1095               // Multi-cut pruning
1096               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1097               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1098               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1099               // a soft bound.
1100               else if (singularBeta >= beta)
1101                   return singularBeta;
1102
1103               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension) (~7 Elo)
1104               else if (ttValue >= beta)
1105                   extension = -2 - !PvNode;
1106
1107               // If the eval of ttMove is less than value, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1108               else if (ttValue <= value)
1109                   extension = -1;
1110
1111               // If the eval of ttMove is less than alpha, we reduce it (negative extension) (~1 Elo)
1112               else if (ttValue <= alpha)
1113                   extension = -1;
1114           }
1115
1116           // Check extensions (~1 Elo)
1117           else if (   givesCheck
1118                    && depth > 10
1119                    && abs(ss->staticEval) > 88)
1120               extension = 1;
1121
1122           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1123           else if (   PvNode
1124                    && move == ttMove
1125                    && move == ss->killers[0]
1126                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5705)
1127               extension = 1;
1128       }
1129
1130       // Add extension to new depth
1131       newDepth += extension;
1132       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1133
1134       // Speculative prefetch as early as possible
1135       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1136
1137       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1138       ss->currentMove = move;
1139       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1140                                                                 [capture]
1141                                                                 [movedPiece]
1142                                                                 [to_sq(move)];
1143
1144       // Step 16. Make the move
1145       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1146
1147       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1148       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1149       if (   ss->ttPv
1150           && !likelyFailLow)
1151           r -= 2;
1152
1153       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1154       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1155           r--;
1156
1157       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1158       if (cutNode)
1159           r += 2;
1160
1161       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1162       if (ttCapture)
1163           r++;
1164
1165       // Decrease reduction for PvNodes based on depth (~2 Elo)
1166       if (PvNode)
1167           r -= 1 + 12 / (3 + depth);
1168
1169       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1170       if (singularQuietLMR)
1171           r--;
1172
1173       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high (~5 Elo)
1174       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1175           r++;
1176
1177       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1178                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1179                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1180                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1181                      - 4082;
1182
1183       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~25 Elo)
1184       r -= ss->statScore / (11079 + 4626 * (depth > 6 && depth < 19));
1185
1186       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1187       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1188       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1189       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1190       if (    depth >= 2
1191           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1192           && (   !ss->ttPv
1193               || !capture
1194               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1195       {
1196           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1197           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1198           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1199           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1200
1201           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1202
1203           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1204           if (value > alpha && d < newDepth)
1205           {
1206               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1207               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1208               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 58 + 12 * (newDepth - d));
1209               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 588 && ss->doubleExtensions <= 5;
1210               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1211
1212               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1213
1214               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1215
1216               if (newDepth > d)
1217                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1218
1219               int bonus = value <= alpha ? -stat_bonus(newDepth)
1220                         : value >= beta  ?  stat_bonus(newDepth)
1221                                          :  0;
1222
1223               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1224           }
1225       }
1226
1227       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped. If expected reduction is high, reduce its depth by 1.
1228       else if (!PvNode || moveCount > 1)
1229       {
1230           // Increase reduction for cut nodes and not ttMove (~1 Elo)
1231           if (!ttMove && cutNode)
1232               r += 2;
1233
1234           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth - (r > 4), !cutNode);
1235       }
1236
1237       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
1238       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
1239       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
1240       if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
1241       {
1242           (ss+1)->pv = pv;
1243           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
1244
1245           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, false);
1246       }
1247
1248       // Step 19. Undo move
1249       pos.undo_move(move);
1250
1251       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1252
1253       // Step 20. Check for a new best move
1254       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1255       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1256       // updating best move, PV and TT.
1257       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1258           return VALUE_ZERO;
1259
1260       if (rootNode)
1261       {
1262           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1263                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1264
1265           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1266
1267           // PV move or new best move?
1268           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1269           {
1270               rm.score =  rm.uciScore = value;
1271               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1272               rm.scoreLowerbound = rm.scoreUpperbound = false;
1273
1274               if (value >= beta)
1275               {
1276                   rm.scoreLowerbound = true;
1277                   rm.uciScore = beta;
1278               }
1279               else if (value <= alpha)
1280               {
1281                   rm.scoreUpperbound = true;
1282                   rm.uciScore = alpha;
1283               }
1284
1285               rm.pv.resize(1);
1286
1287               assert((ss+1)->pv);
1288
1289               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1290                   rm.pv.push_back(*m);
1291
1292               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1293               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1294               // we must take care to only do this for the first PV line.
1295               if (   moveCount > 1
1296                   && !thisThread->pvIdx)
1297                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1298           }
1299           else
1300               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1301               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1302               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1303               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1304       }
1305
1306       if (value > bestValue)
1307       {
1308           bestValue = value;
1309
1310           if (value > alpha)
1311           {
1312               bestMove = move;
1313
1314               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1315                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1316
1317               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1318               {
1319                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement (~1 Elo)
1320                   if (   depth > 1
1321                       && beta  <  12535
1322                       && value > -12535)
1323                       depth -= 1;
1324
1325                   assert(depth > 0);
1326                   alpha = value;
1327               }
1328               else
1329               {
1330                   ss->cutoffCnt++;
1331                   assert(value >= beta); // Fail high
1332                   break;
1333               }
1334           }
1335       }
1336
1337
1338       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1339       if (move != bestMove)
1340       {
1341           if (capture && captureCount < 32)
1342               capturesSearched[captureCount++] = move;
1343
1344           else if (!capture && quietCount < 64)
1345               quietsSearched[quietCount++] = move;
1346       }
1347     }
1348
1349     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1350     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1351     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1352     /*
1353        if (Threads.stop)
1354         return VALUE_DRAW;
1355     */
1356
1357     // Step 21. Check for mate and stalemate
1358     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1359     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1360     // return a fail low score.
1361
1362     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1363
1364     if (!moveCount)
1365         bestValue = excludedMove ? alpha :
1366                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1367                                  : VALUE_DRAW;
1368
1369     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1370     else if (bestMove)
1371         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1372                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1373
1374     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1375     else if (!priorCapture && prevSq != SQ_NONE)
1376     {
1377         int bonus = (depth > 5) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 97 * depth) + ((ss-1)->moveCount > 10);
1378         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * bonus);
1379     }
1380
1381     if (PvNode)
1382         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1383
1384     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1385     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree. (~7 Elo)
1386     if (bestValue <= alpha)
1387         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1388
1389     // Write gathered information in transposition table
1390     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1391         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1392                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1393                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1394                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1395
1396     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1397
1398     return bestValue;
1399   }
1400
1401
1402   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1403   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1404   // (~155 Elo)
1405   template <NodeType nodeType>
1406   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1407
1408     static_assert(nodeType != Root);
1409     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1410
1411     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1412     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1413     assert(depth <= 0);
1414
1415     Move pv[MAX_PLY+1];
1416     StateInfo st;
1417     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1418
1419     TTEntry* tte;
1420     Key posKey;
1421     Move ttMove, move, bestMove;
1422     Depth ttDepth;
1423     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1424     bool pvHit, givesCheck, capture;
1425     int moveCount;
1426
1427     // Step 1. Initialize node
1428     if (PvNode)
1429     {
1430         (ss+1)->pv = pv;
1431         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1432     }
1433
1434     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1435     bestMove = MOVE_NONE;
1436     ss->inCheck = pos.checkers();
1437     moveCount = 0;
1438
1439     // Step 2. Check for an immediate draw or maximum ply reached
1440     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1441         || ss->ply >= MAX_PLY)
1442         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1443
1444     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1445
1446     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1447     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1448     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1449     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1450                                                       : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1451
1452     // Step 3. Transposition table lookup
1453     posKey = pos.key();
1454     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1455     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1456     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1457     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1458
1459     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1460     if (  !PvNode
1461         && ss->ttHit
1462         && tte->depth() >= ttDepth
1463         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1464         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1465         return ttValue;
1466
1467     // Step 4. Static evaluation of the position
1468     if (ss->inCheck)
1469     {
1470         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1471         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1472     }
1473     else
1474     {
1475         if (ss->ttHit)
1476         {
1477             // Never assume anything about values stored in TT
1478             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1479                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1480
1481             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1482             if (    ttValue != VALUE_NONE
1483                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1484                 bestValue = ttValue;
1485         }
1486         else
1487             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1488             ss->staticEval = bestValue =
1489             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1490                                              : -(ss-1)->staticEval;
1491
1492         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1493         if (bestValue >= beta)
1494         {
1495             // Save gathered info in transposition table
1496             if (!ss->ttHit)
1497                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1498                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1499
1500             return bestValue;
1501         }
1502
1503         if (PvNode && bestValue > alpha)
1504             alpha = bestValue;
1505
1506         futilityBase = bestValue + 168;
1507     }
1508
1509     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1510                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1511                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1512
1513     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1514     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1515     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1516     // will be generated.
1517     Square prevSq = (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? to_sq((ss-1)->currentMove) : SQ_NONE;
1518     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1519                                       &thisThread->captureHistory,
1520                                       contHist,
1521                                       prevSq);
1522
1523     int quietCheckEvasions = 0;
1524
1525     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1526     // or a beta cutoff occurs.
1527     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1528     {
1529       assert(is_ok(move));
1530
1531       // Check for legality
1532       if (!pos.legal(move))
1533           continue;
1534
1535       givesCheck = pos.gives_check(move);
1536       capture = pos.capture_stage(move);
1537
1538       moveCount++;
1539
1540     // Step 6. Pruning.
1541     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1542     {
1543       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1544       if (   !givesCheck
1545           &&  to_sq(move) != prevSq
1546           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1547           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1548       {
1549           if (moveCount > 2)
1550               continue;
1551
1552           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1553
1554           if (futilityValue <= alpha)
1555           {
1556               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1557               continue;
1558           }
1559
1560           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1561           {
1562               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1563               continue;
1564           }
1565       }
1566
1567       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1568       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1569       if (quietCheckEvasions > 1)
1570           break;
1571
1572       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1573       if (   !capture
1574           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1575           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1576           continue;
1577
1578       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1579       if (!pos.see_ge(move, Value(-110)))
1580           continue;
1581     }
1582
1583       // Speculative prefetch as early as possible
1584       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1585
1586       // Update the current move
1587       ss->currentMove = move;
1588       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1589                                                                 [capture]
1590                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1591                                                                 [to_sq(move)];
1592
1593       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1594
1595       // Step 7. Make and search the move
1596       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1597       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1598       pos.undo_move(move);
1599
1600       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1601
1602       // Step 8. Check for a new best move
1603       if (value > bestValue)
1604       {
1605           bestValue = value;
1606
1607           if (value > alpha)
1608           {
1609               bestMove = move;
1610
1611               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1612                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1613
1614               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1615                   alpha = value;
1616               else
1617                   break; // Fail high
1618           }
1619        }
1620     }
1621
1622     // Step 9. Check for mate
1623     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1624     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1625     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1626     {
1627         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1628
1629         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1630     }
1631
1632     // Save gathered info in transposition table
1633     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1634               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1635               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1636
1637     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1638
1639     return bestValue;
1640   }
1641
1642
1643   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1644   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1645   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1646
1647   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1648
1649     assert(v != VALUE_NONE);
1650
1651     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1652           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1653   }
1654
1655
1656   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1657   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1658   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1659   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1660   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1661
1662   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1663
1664     if (v == VALUE_NONE)
1665         return VALUE_NONE;
1666
1667     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1668     {
1669         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1670             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1671
1672         return v - ply;
1673     }
1674
1675     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1676     {
1677         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1678             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1679
1680         return v + ply;
1681     }
1682
1683     return v;
1684   }
1685
1686
1687   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1688
1689   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv) {
1690
1691     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1692         *pv++ = *childPv++;
1693     *pv = MOVE_NONE;
1694   }
1695
1696
1697   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1698
1699   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1700                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1701
1702     Color us = pos.side_to_move();
1703     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1704     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1705     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1706     PieceType captured;
1707
1708     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1709
1710     if (!pos.capture_stage(bestMove))
1711     {
1712         int bonus2 = bestValue > beta + 153 ? bonus1               // larger bonus
1713                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1714
1715         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1716         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1717
1718         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1719         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1720         {
1721             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1722             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1723         }
1724     }
1725     else
1726     {
1727         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1728         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1729         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1730     }
1731
1732     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1733     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1734     if (   prevSq != SQ_NONE
1735         && ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1736         && !pos.captured_piece())
1737             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1738
1739     // Decrease stats for all non-best capture moves
1740     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1741     {
1742         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1743         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1744         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1745     }
1746   }
1747
1748
1749   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1750   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1751
1752   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1753
1754     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1755     {
1756         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1757         if (ss->inCheck && i > 2)
1758             break;
1759         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1760             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1761     }
1762   }
1763
1764
1765   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1766
1767   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1768
1769     // Update killers
1770     if (ss->killers[0] != move)
1771     {
1772         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1773         ss->killers[0] = move;
1774     }
1775
1776     Color us = pos.side_to_move();
1777     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1778     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1779     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1780
1781     // Update countermove history
1782     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1783     {
1784         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1785         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1786     }
1787   }
1788
1789   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1790   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1791
1792   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1793
1794     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1795     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1796
1797     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1798     Value topScore = rootMoves[0].score;
1799     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1800     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1801     double weakness = 120 - 2 * level;
1802
1803     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1804     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1805     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1806     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1807     {
1808         // This is our magic formula
1809         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1810                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1811
1812         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1813         {
1814             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1815             best = rootMoves[i].pv[0];
1816         }
1817     }
1818
1819     return best;
1820   }
1821
1822 } // namespace
1823
1824
1825 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1826 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1827
1828 void MainThread::check_time() {
1829
1830   if (--callsCnt > 0)
1831       return;
1832
1833   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1834   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1835
1836   static TimePoint lastInfoTime = now();
1837
1838   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1839   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1840
1841   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1842   {
1843       lastInfoTime = tick;
1844       dbg_print();
1845   }
1846
1847   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1848   if (ponder)
1849       return;
1850
1851   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1852       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1853       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1854       Threads.stop = true;
1855 }
1856
1857
1858 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1859 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1860
1861 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1862
1863   std::stringstream ss;
1864   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1865   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1866   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1867   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1868   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1869   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1870
1871   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1872   {
1873       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1874
1875       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1876           continue;
1877
1878       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1879       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1880
1881       if (v == -VALUE_INFINITE)
1882           v = VALUE_ZERO;
1883
1884       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1885       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1886
1887       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1888           ss << "\n";
1889
1890       ss << "info"
1891          << " depth "    << d
1892          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1893          << " multipv "  << i + 1
1894          << " score "    << UCI::value(v);
1895
1896       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1897           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1898
1899       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1900          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1901
1902       ss << " nodes "    << nodesSearched
1903          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1904          << " hashfull " << TT.hashfull()
1905          << " tbhits "   << tbHits
1906          << " time "     << elapsed
1907          << " pv";
1908
1909       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1910           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1911   }
1912
1913   return ss.str();
1914 }
1915
1916
1917 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1918 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1919 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1920 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1921
1922 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1923
1924     StateInfo st;
1925     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1926
1927     bool ttHit;
1928
1929     assert(pv.size() == 1);
1930
1931     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1932         return false;
1933
1934     pos.do_move(pv[0], st);
1935     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1936
1937     if (ttHit)
1938     {
1939         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1940         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1941             pv.push_back(m);
1942     }
1943
1944     pos.undo_move(pv[0]);
1945     return pv.size() > 1;
1946 }
1947
1948 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1949
1950     RootInTB = false;
1951     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1952     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1953     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1954     bool dtz_available = true;
1955
1956     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1957     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1958     if (Cardinality > MaxCardinality)
1959     {
1960         Cardinality = MaxCardinality;
1961         ProbeDepth = 0;
1962     }
1963
1964     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1965     {
1966         // Rank moves using DTZ tables
1967         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1968
1969         if (!RootInTB)
1970         {
1971             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1972             dtz_available = false;
1973             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1974         }
1975     }
1976
1977     if (RootInTB)
1978     {
1979         // Sort moves according to TB rank
1980         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1981                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1982
1983         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1984         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1985             Cardinality = 0;
1986     }
1987     else
1988     {
1989         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1990         for (auto& m : rootMoves)
1991             m.tbRank = 0;
1992     }
1993 }
1994
1995 } // namespace Stockfish