]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Introduce a function to compute NNUE accumulator
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(158 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1460 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 937);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return improving ? (3 + depth * depth)
79                      : (3 + depth * depth) / 2;
80   }
81
82   // History and stats update bonus, based on depth
83   int stat_bonus(Depth d) {
84     return std::min(350 * d - 400, 1650);
85   }
86
87   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
88   Value value_draw(const Thread* thisThread) {
89     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
90   }
91
92   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
93   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
94   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
95   // results spanning a wide range of k values.
96   struct Skill {
97     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
98         if (uci_elo)
99         {
100             double e = double(uci_elo - 1320) / (3190 - 1320);
101             level = std::clamp((((37.2473 * e - 40.8525) * e + 22.2943) * e - 0.311438), 0.0, 19.0);
102         }
103         else
104             level = double(skill_level);
105     }
106     bool enabled() const { return level < 20.0; }
107     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
108     Move pick_best(size_t multiPV);
109
110     double level;
111     Move best = MOVE_NONE;
112   };
113
114   template <NodeType nodeType>
115   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
116
117   template <NodeType nodeType>
118   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
119
120   Value value_to_tt(Value v, int ply);
121   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
122   void update_pv(Move* pv, Move move, const Move* childPv);
123   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
124   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
125   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
126                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
127
128   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
129   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
130   template<bool Root>
131   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
132
133     StateInfo st;
134     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
135
136     uint64_t cnt, nodes = 0;
137     const bool leaf = (depth == 2);
138
139     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
140     {
141         if (Root && depth <= 1)
142             cnt = 1, nodes++;
143         else
144         {
145             pos.do_move(m, st);
146             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
147             nodes += cnt;
148             pos.undo_move(m);
149         }
150         if (Root)
151             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
152     }
153     return nodes;
154   }
155
156 } // namespace
157
158
159 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
160
161 void Search::init() {
162
163   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
164       Reductions[i] = int((20.26 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
165 }
166
167
168 /// Search::clear() resets search state to its initial value
169
170 void Search::clear() {
171
172   Threads.main()->wait_for_search_finished();
173
174   Time.availableNodes = 0;
175   TT.clear();
176   Threads.clear();
177   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
178 }
179
180
181 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
182 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
183
184 void MainThread::search() {
185
186   if (Limits.perft)
187   {
188       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
189       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
190       return;
191   }
192
193   Color us = rootPos.side_to_move();
194   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
195   TT.new_search();
196
197   Eval::NNUE::verify();
198
199   if (rootMoves.empty())
200   {
201       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
202       sync_cout << "info depth 0 score "
203                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
204                 << sync_endl;
205   }
206   else
207   {
208       Threads.start_searching(); // start non-main threads
209       Thread::search();          // main thread start searching
210   }
211
212   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
213   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
214   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
215   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
216   // until the GUI sends one of those commands.
217
218   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
219   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
220
221   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
222   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
223   Threads.stop = true;
224
225   // Wait until all threads have finished
226   Threads.wait_for_search_finished();
227
228   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
229   // the available ones before exiting.
230   if (Limits.npmsec)
231       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
232
233   Thread* bestThread = this;
234   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
235
236   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
237       && !Limits.depth
238       && !skill.enabled()
239       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
240       bestThread = Threads.get_best_thread();
241
242   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
243   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
244
245   // Send again PV info if we have a new best thread
246   if (bestThread != this)
247       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth) << sync_endl;
248
249   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
250
251   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
252       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
253
254   std::cout << sync_endl;
255 }
256
257
258 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
259 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
260 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
261
262 void Thread::search() {
263
264   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
265   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
266   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
267   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
268   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
269   Move  pv[MAX_PLY+1];
270   Value alpha, beta, delta;
271   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
272   Depth lastBestMoveDepth = 0;
273   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
274   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
275   Color us = rootPos.side_to_move();
276   int iterIdx = 0;
277
278   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
279   for (int i = 7; i > 0; --i)
280   {
281       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
282       (ss-i)->staticEval = VALUE_NONE;
283   }
284
285   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
286       (ss+i)->ply = i;
287
288   ss->pv = pv;
289
290   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
291   beta = VALUE_INFINITE;
292
293   if (mainThread)
294   {
295       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
296           for (int i = 0; i < 4; ++i)
297               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
298       else
299           for (int i = 0; i < 4; ++i)
300               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
301   }
302
303   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
304   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
305
306   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
307   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
308   if (skill.enabled())
309       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
310
311   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
312
313   complexityAverage.set(153, 1);
314
315   optimism[us] = optimism[~us] = VALUE_ZERO;
316
317   int searchAgainCounter = 0;
318
319   // Iterative deepening loop until requested to stop or the target depth is reached
320   while (   ++rootDepth < MAX_PLY
321          && !Threads.stop
322          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth > Limits.depth))
323   {
324       // Age out PV variability metric
325       if (mainThread)
326           totBestMoveChanges /= 2;
327
328       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
329       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
330       for (RootMove& rm : rootMoves)
331           rm.previousScore = rm.score;
332
333       size_t pvFirst = 0;
334       pvLast = 0;
335
336       if (!Threads.increaseDepth)
337          searchAgainCounter++;
338
339       // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
340       for (pvIdx = 0; pvIdx < multiPV && !Threads.stop; ++pvIdx)
341       {
342           if (pvIdx == pvLast)
343           {
344               pvFirst = pvLast;
345               for (pvLast++; pvLast < rootMoves.size(); pvLast++)
346                   if (rootMoves[pvLast].tbRank != rootMoves[pvFirst].tbRank)
347                       break;
348           }
349
350           // Reset UCI info selDepth for each depth and each PV line
351           selDepth = 0;
352
353           // Reset aspiration window starting size
354           if (rootDepth >= 4)
355           {
356               Value prev = rootMoves[pvIdx].averageScore;
357               delta = Value(10) + int(prev) * prev / 15400;
358               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
359               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
360
361               // Adjust optimism based on root move's previousScore
362               int opt = 116 * prev / (std::abs(prev) + 170);
363               optimism[ us] = Value(opt);
364               optimism[~us] = -optimism[us];
365           }
366
367           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
368           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
369           // high/low anymore.
370           int failedHighCnt = 0;
371           while (true)
372           {
373               // Adjust the effective depth searched, but ensuring at least one effective increment for every
374               // four searchAgain steps (see issue #2717).
375               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - 3 * (searchAgainCounter + 1) / 4);
376               bestValue = Stockfish::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, adjustedDepth, false);
377
378               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
379               // is done with a stable algorithm because all the values but the
380               // first and eventually the new best one are set to -VALUE_INFINITE
381               // and we want to keep the same order for all the moves except the
382               // new PV that goes to the front. Note that in case of MultiPV
383               // search the already searched PV lines are preserved.
384               std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvIdx, rootMoves.begin() + pvLast);
385
386               // If search has been stopped, we break immediately. Sorting is
387               // safe because RootMoves is still valid, although it refers to
388               // the previous iteration.
389               if (Threads.stop)
390                   break;
391
392               // When failing high/low give some update (without cluttering
393               // the UI) before a re-search.
394               if (   mainThread
395                   && multiPV == 1
396                   && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
397                   && Time.elapsed() > 3000)
398                   sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
399
400               // In case of failing low/high increase aspiration window and
401               // re-search, otherwise exit the loop.
402               if (bestValue <= alpha)
403               {
404                   beta = (alpha + beta) / 2;
405                   alpha = std::max(bestValue - delta, -VALUE_INFINITE);
406
407                   failedHighCnt = 0;
408                   if (mainThread)
409                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
410               }
411               else if (bestValue >= beta)
412               {
413                   beta = std::min(bestValue + delta, VALUE_INFINITE);
414                   ++failedHighCnt;
415               }
416               else
417                   break;
418
419               delta += delta / 4 + 2;
420
421               assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
422           }
423
424           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
425           std::stable_sort(rootMoves.begin() + pvFirst, rootMoves.begin() + pvIdx + 1);
426
427           if (    mainThread
428               && (Threads.stop || pvIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
429               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth) << sync_endl;
430       }
431
432       if (!Threads.stop)
433           completedDepth = rootDepth;
434
435       if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
436          lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
437          lastBestMoveDepth = rootDepth;
438       }
439
440       // Have we found a "mate in x"?
441       if (   Limits.mate
442           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
443           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
444           Threads.stop = true;
445
446       if (!mainThread)
447           continue;
448
449       // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
450       if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
451           skill.pick_best(multiPV);
452
453       // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
454       for (Thread* th : Threads)
455       {
456           totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
457           th->bestMoveChanges = 0;
458       }
459
460       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
461       if (    Limits.use_time_management()
462           && !Threads.stop
463           && !mainThread->stopOnPonderhit)
464       {
465           double fallingEval = (71 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
466                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 656.7;
467           fallingEval = std::clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
468
469           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
470           timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 < completedDepth ? 1.37 : 0.65;
471           double reduction = (1.4 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.15 * timeReduction);
472           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
473           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
474           double complexPosition = std::min(1.0 + (complexity - 261) / 1738.7, 1.5);
475
476           double totalTime = Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability * complexPosition;
477
478           // Cap used time in case of a single legal move for a better viewer experience in tournaments
479           // yielding correct scores and sufficiently fast moves.
480           if (rootMoves.size() == 1)
481               totalTime = std::min(500.0, totalTime);
482
483           // Stop the search if we have exceeded the totalTime
484           if (Time.elapsed() > totalTime)
485           {
486               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
487               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
488               if (mainThread->ponder)
489                   mainThread->stopOnPonderhit = true;
490               else
491                   Threads.stop = true;
492           }
493           else if (   !mainThread->ponder
494                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.53)
495               Threads.increaseDepth = false;
496           else
497               Threads.increaseDepth = true;
498       }
499
500       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
501       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
502   }
503
504   if (!mainThread)
505       return;
506
507   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
508
509   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
510   if (skill.enabled())
511       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
512                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
513 }
514
515
516 namespace {
517
518   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
519
520   template <NodeType nodeType>
521   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
522
523     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
524     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
525
526     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
527     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
528     if (   !rootNode
529         && pos.rule50_count() >= 3
530         && alpha < VALUE_DRAW
531         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
532     {
533         alpha = value_draw(pos.this_thread());
534         if (alpha >= beta)
535             return alpha;
536     }
537
538     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
539     if (depth <= 0)
540         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
541
542     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
543     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
544     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
545     assert(!(PvNode && cutNode));
546
547     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
548     StateInfo st;
549     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
550
551     TTEntry* tte;
552     Key posKey;
553     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
554     Depth extension, newDepth;
555     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
556     bool givesCheck, improving, priorCapture, singularQuietLMR;
557     bool capture, moveCountPruning, ttCapture;
558     Piece movedPiece;
559     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
560
561     // Step 1. Initialize node
562     Thread* thisThread = pos.this_thread();
563     ss->inCheck        = pos.checkers();
564     priorCapture       = pos.captured_piece();
565     Color us           = pos.side_to_move();
566     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
567     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
568     maxValue           = VALUE_INFINITE;
569
570     // Check for the available remaining time
571     if (thisThread == Threads.main())
572         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
573
574     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
575     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
576         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
577
578     if (!rootNode)
579     {
580         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
581         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
582             || pos.is_draw(ss->ply)
583             || ss->ply >= MAX_PLY)
584             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
585                                                         : value_draw(pos.this_thread());
586
587         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
588         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
589         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
590         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
591         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
592         // mate. In this case return a fail-high score.
593         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
594         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
595         if (alpha >= beta)
596             return alpha;
597     }
598     else
599         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
600
601     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
602
603     (ss+1)->ttPv         = false;
604     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
605     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
606     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
607     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
608     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
609
610     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
611     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
612     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
613     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
614     // LMR which are based on the statScore of parent position.
615     if (!rootNode)
616         (ss+2)->statScore = 0;
617
618     // Step 4. Transposition table lookup.
619     excludedMove = ss->excludedMove;
620     posKey = pos.key();
621     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
622     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
623     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
624             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
625     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
626
627     // At this point, if excluded, skip straight to step 6, static eval. However,
628     // to save indentation, we list the condition in all code between here and there.
629     if (!excludedMove)
630         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
631
632     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
633     if (  !PvNode
634         && ss->ttHit
635         && !excludedMove
636         && tte->depth() > depth - (tte->bound() == BOUND_EXACT)
637         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
638         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
639     {
640         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~2 Elo)
641         if (ttMove)
642         {
643             if (ttValue >= beta)
644             {
645                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~2 Elo)
646                 if (!ttCapture)
647                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
648
649                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo on STC, ~2 Elo on LTC)
650                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
651                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
652             }
653             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
654             else if (!ttCapture)
655             {
656                 int penalty = -stat_bonus(depth);
657                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
658                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
659             }
660         }
661
662         // Partial workaround for the graph history interaction problem
663         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
664         if (pos.rule50_count() < 90)
665             return ttValue;
666     }
667
668     // Step 5. Tablebases probe
669     if (!rootNode && !excludedMove && TB::Cardinality)
670     {
671         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
672
673         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
674             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
675             &&  pos.rule50_count() == 0
676             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
677         {
678             TB::ProbeState err;
679             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
680
681             // Force check of time on the next occasion
682             if (thisThread == Threads.main())
683                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
684
685             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
686             {
687                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
688
689                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
690
691                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
692                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
693                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
694                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
695
696                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
697                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
698
699                 if (    b == BOUND_EXACT
700                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
701                 {
702                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
703                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
704                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
705
706                     return value;
707                 }
708
709                 if (PvNode)
710                 {
711                     if (b == BOUND_LOWER)
712                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
713                     else
714                         maxValue = value;
715                 }
716             }
717         }
718     }
719
720     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
721
722     // Step 6. Static evaluation of the position
723     if (ss->inCheck)
724     {
725         // Skip early pruning when in check
726         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
727         improving = false;
728         improvement = 0;
729         complexity = 0;
730         goto moves_loop;
731     }
732     else if (excludedMove) {
733         // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 elo)
734         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
735         eval = ss->staticEval;
736         complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
737     }
738     else if (ss->ttHit)
739     {
740         // Never assume anything about values stored in TT
741         ss->staticEval = eval = tte->eval();
742         if (eval == VALUE_NONE)
743             ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
744         else // Fall back to (semi)classical complexity for TT hits, the NNUE complexity is lost
745             complexity = abs(ss->staticEval - pos.psq_eg_stm());
746
747         // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
748         if (    ttValue != VALUE_NONE
749             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
750             eval = ttValue;
751     }
752     else
753     {
754         ss->staticEval = eval = evaluate(pos, &complexity);
755         // Save static evaluation into transposition table
756         tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
757     }
758     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
759
760     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~4 Elo)
761     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
762     {
763         int bonus = std::clamp(-19 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -1940, 1940);
764         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
765     }
766
767     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
768     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
769     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
770     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
771     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
772                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
773                   :                                    172;
774     improving = improvement > 0;
775
776     // Step 7. Razoring (~1 Elo).
777     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
778     // return a fail low.
779     if (eval < alpha - 394 - 255 * depth * depth)
780     {
781         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
782         if (value < alpha)
783             return value;
784     }
785
786     // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
787     // The depth condition is important for mate finding.
788     if (   !ss->ttPv
789         &&  depth < 8
790         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 304 >= beta
791         &&  eval >= beta
792         &&  eval < 28580) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
793         return eval;
794
795     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
796     if (   !PvNode
797         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
798         && (ss-1)->statScore < 18200
799         &&  eval >= beta
800         &&  eval >= ss->staticEval
801         &&  ss->staticEval >= beta - 20 * depth - improvement / 14 + 235 + complexity / 24
802         && !excludedMove
803         &&  pos.non_pawn_material(us)
804         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
805     {
806         assert(eval - beta >= 0);
807
808         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
809         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 165, 6) + depth / 3 + 4 - (complexity > 800);
810
811         ss->currentMove = MOVE_NULL;
812         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
813
814         pos.do_null_move(st);
815
816         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
817
818         pos.undo_null_move();
819
820         if (nullValue >= beta)
821         {
822             // Do not return unproven mate or TB scores
823             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
824                 nullValue = beta;
825
826             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
827                 return nullValue;
828
829             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
830
831             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
832             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
833             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
834             thisThread->nmpColor = us;
835
836             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
837
838             thisThread->nmpMinPly = 0;
839
840             if (v >= beta)
841                 return nullValue;
842         }
843     }
844
845     probCutBeta = beta + 180 - 54 * improving;
846
847     // Step 10. ProbCut (~10 Elo)
848     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
849     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
850     if (   !PvNode
851         &&  depth > 4
852         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
853         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
854         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
855         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
856         // so effective depth is equal to depth - 3
857         && !(   ss->ttHit
858              && tte->depth() >= depth - 3
859              && ttValue != VALUE_NONE
860              && ttValue < probCutBeta))
861     {
862         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
863
864         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, &captureHistory);
865
866         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
867             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
868             {
869                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
870
871                 ss->currentMove = move;
872                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
873                                                                           [true]
874                                                                           [pos.moved_piece(move)]
875                                                                           [to_sq(move)];
876
877                 pos.do_move(move, st);
878
879                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
880                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
881
882                 // If the qsearch held, perform the regular search
883                 if (value >= probCutBeta)
884                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
885
886                 pos.undo_move(move);
887
888                 if (value >= probCutBeta)
889                 {
890                     // Save ProbCut data into transposition table
891                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, BOUND_LOWER, depth - 3, move, ss->staticEval);
892                     return value;
893                 }
894             }
895     }
896
897     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 3.
898     // Use qsearch if depth is equal or below zero (~9 Elo)
899     if (    PvNode
900         && !ttMove)
901         depth -= 3;
902
903     if (depth <= 0)
904         return qsearch<PV>(pos, ss, alpha, beta);
905
906     if (    cutNode
907         &&  depth >= 9
908         && !ttMove)
909         depth -= 2;
910
911 moves_loop: // When in check, search starts here
912
913     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~4 Elo)
914     probCutBeta = beta + 402;
915     if (   ss->inCheck
916         && !PvNode
917         && depth >= 2
918         && ttCapture
919         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
920         && tte->depth() >= depth - 3
921         && ttValue >= probCutBeta
922         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
923         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
924        )
925         return probCutBeta;
926
927
928     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
929                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
930                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
931
932     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
933
934     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
935                                       &captureHistory,
936                                       contHist,
937                                       countermove,
938                                       ss->killers);
939
940     value = bestValue;
941     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
942
943     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
944     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
945     bool likelyFailLow =    PvNode
946                          && ttMove
947                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
948                          && tte->depth() >= depth;
949
950     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
951     // or a beta cutoff occurs.
952     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
953     {
954       assert(is_ok(move));
955
956       if (move == excludedMove)
957           continue;
958
959       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
960       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
961       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
962       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
963       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
964                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
965           continue;
966
967       // Check for legality
968       if (!rootNode && !pos.legal(move))
969           continue;
970
971       ss->moveCount = ++moveCount;
972
973       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
974           sync_cout << "info depth " << depth
975                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
976                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
977       if (PvNode)
978           (ss+1)->pv = nullptr;
979
980       extension = 0;
981       capture = pos.capture(move);
982       movedPiece = pos.moved_piece(move);
983       givesCheck = pos.gives_check(move);
984
985       // Calculate new depth for this move
986       newDepth = depth - 1;
987
988       Value delta = beta - alpha;
989
990       Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
991
992       // Step 14. Pruning at shallow depth (~120 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
993       if (  !rootNode
994           && pos.non_pawn_material(us)
995           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
996       {
997           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
998           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
999
1000           // Reduced depth of the next LMR search
1001           int lmrDepth = std::max(newDepth - r, 0);
1002
1003           if (   capture
1004               || givesCheck)
1005           {
1006               // Futility pruning for captures (~2 Elo)
1007               if (   !givesCheck
1008                   && !PvNode
1009                   && lmrDepth < 7
1010                   && !ss->inCheck
1011                   && ss->staticEval + 185 + 203 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1012                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1013                   continue;
1014
1015               // SEE based pruning (~11 Elo)
1016               if (!pos.see_ge(move, Value(-220) * depth))
1017                   continue;
1018           }
1019           else
1020           {
1021               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1022                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1023                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1024
1025               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1026               if (   lmrDepth < 5
1027                   && history < -4180 * (depth - 1))
1028                   continue;
1029
1030               history += 2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1031
1032               lmrDepth += history / 7208;
1033               lmrDepth = std::max(lmrDepth, -2);
1034
1035               // Futility pruning: parent node (~13 Elo)
1036               if (   !ss->inCheck
1037                   && lmrDepth < 13
1038                   && ss->staticEval + 103 + 136 * lmrDepth <= alpha)
1039                   continue;
1040
1041               lmrDepth = std::max(lmrDepth, 0);
1042
1043               // Prune moves with negative SEE (~4 Elo)
1044               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 16 * lmrDepth)))
1045                   continue;
1046           }
1047       }
1048
1049       // Step 15. Extensions (~100 Elo)
1050       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1051       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1052       {
1053           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
1054           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1055           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1056           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1057           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1058           if (   !rootNode
1059               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1060               &&  move == ttMove
1061               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1062            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1063               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1064               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1065               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1066           {
1067               Value singularBeta = ttValue - (3 + (ss->ttPv && !PvNode)) * depth;
1068               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1069
1070               ss->excludedMove = move;
1071               // the search with excludedMove will update ss->staticEval
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 < 12;
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)
1099               else if (ttValue >= beta)
1100                   extension = -2;
1101
1102               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1103               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1104                   extension = -1;
1105           }
1106
1107           // Check extensions (~1 Elo)
1108           else if (   givesCheck
1109                    && depth > 9
1110                    && abs(ss->staticEval) > 78)
1111               extension = 1;
1112
1113           // Quiet ttMove extensions (~1 Elo)
1114           else if (   PvNode
1115                    && move == ttMove
1116                    && move == ss->killers[0]
1117                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5600)
1118               extension = 1;
1119       }
1120
1121       // Add extension to new depth
1122       newDepth += extension;
1123       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1124
1125       // Speculative prefetch as early as possible
1126       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1127
1128       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1129       ss->currentMove = move;
1130       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1131                                                                 [capture]
1132                                                                 [movedPiece]
1133                                                                 [to_sq(move)];
1134
1135       // Step 16. Make the move
1136       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1137
1138       // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1139       // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1140       if (   ss->ttPv
1141           && !likelyFailLow)
1142           r -= 2;
1143
1144       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1145       if ((ss-1)->moveCount > 7)
1146           r--;
1147
1148       // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1149       if (cutNode)
1150           r += 2;
1151
1152       // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1153       if (ttCapture)
1154           r++;
1155
1156       // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1157       if (PvNode)
1158           r -= 1 + 11 / (3 + depth);
1159
1160       // Decrease reduction if ttMove has been singularly extended (~1 Elo)
1161       if (singularQuietLMR)
1162           r--;
1163
1164       // Decrease reduction if we move a threatened piece (~1 Elo)
1165       if (   depth > 9
1166           && (mp.threatenedPieces & from_sq(move)))
1167           r--;
1168
1169       // Increase reduction if next ply has a lot of fail high
1170       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
1171           r++;
1172
1173       // Decrease reduction if move is a killer and we have a good history
1174       if (move == ss->killers[0]
1175           && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 3600)
1176           r--;
1177
1178       ss->statScore =  2 * thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1179                      + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1180                      + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1181                      + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1182                      - 4467;
1183
1184       // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1185       r -= ss->statScore / (12800 + 4410 * (depth > 7 && depth < 19));
1186
1187       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~117 Elo)
1188       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1189       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1190       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1191       if (    depth >= 2
1192           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1193           && (   !ss->ttPv
1194               || !capture
1195               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1196       {
1197           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth, but when
1198           // reduction is negative, we allow this move a limited search extension
1199           // beyond the first move depth. This may lead to hidden double extensions.
1200           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + 1);
1201
1202           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1203
1204           // Do full depth search when reduced LMR search fails high
1205           if (value > alpha && d < newDepth)
1206           {
1207               // Adjust full depth search based on LMR results - if result
1208               // was good enough search deeper, if it was bad enough search shallower
1209               const bool doDeeperSearch = value > (alpha + 66 + 11 * (newDepth - d));
1210               const bool doEvenDeeperSearch = value > alpha + 582 && ss->doubleExtensions <= 5;
1211               const bool doShallowerSearch = value < bestValue + newDepth;
1212
1213               ss->doubleExtensions = ss->doubleExtensions + doEvenDeeperSearch;
1214
1215               newDepth += doDeeperSearch - doShallowerSearch + doEvenDeeperSearch;
1216
1217               if (newDepth > d)
1218                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
1219
1220               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1221                                         : -stat_bonus(newDepth);
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                  rm.scoreLowerbound = true;
1276                  rm.uciScore = beta;
1277               }
1278               else if (value <= alpha) {
1279                  rm.scoreUpperbound = true;
1280                  rm.uciScore = alpha;
1281               }
1282               rm.pv.resize(1);
1283
1284               assert((ss+1)->pv);
1285
1286               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1287                   rm.pv.push_back(*m);
1288
1289               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1290               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1291               // we must take care to only do this for the first PV line.
1292               if (   moveCount > 1
1293                   && !thisThread->pvIdx)
1294                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1295           }
1296           else
1297               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1298               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1299               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1300               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1301       }
1302
1303       if (value > bestValue)
1304       {
1305           bestValue = value;
1306
1307           if (value > alpha)
1308           {
1309               bestMove = move;
1310
1311               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1312                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1313
1314               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1315               {
1316                   alpha = value;
1317
1318                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1319                   if (   depth > 1
1320                       && depth < 6
1321                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1322                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1323                       depth -= 1;
1324
1325                   assert(depth > 0);
1326               }
1327               else
1328               {
1329                   ss->cutoffCnt++;
1330                   assert(value >= beta); // Fail high
1331                   break;
1332               }
1333           }
1334       }
1335
1336
1337       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1338       if (move != bestMove)
1339       {
1340           if (capture && captureCount < 32)
1341               capturesSearched[captureCount++] = move;
1342
1343           else if (!capture && quietCount < 64)
1344               quietsSearched[quietCount++] = move;
1345       }
1346     }
1347
1348     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1349     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1350     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1351     /*
1352        if (Threads.stop)
1353         return VALUE_DRAW;
1354     */
1355
1356     // Step 21. Check for mate and stalemate
1357     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1358     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1359     // return a fail low score.
1360
1361     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1362
1363     if (!moveCount)
1364         bestValue = excludedMove ? alpha :
1365                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1366                                  : VALUE_DRAW;
1367
1368     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1369     else if (bestMove)
1370         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1371                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1372
1373     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1374     else if (!priorCapture)
1375     {
1376         // Extra bonuses for PV/Cut nodes or bad fail lows
1377         int bonus = (depth > 4) + (PvNode || cutNode) + (bestValue < alpha - 88 * depth);
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.
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     // Step 3. Transposition table lookup
1452     posKey = pos.key();
1453     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1454     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1455     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1456     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1457
1458     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
1459     if (  !PvNode
1460         && ss->ttHit
1461         && tte->depth() >= ttDepth
1462         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1463         && (tte->bound() & (ttValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1464         return ttValue;
1465
1466     // Step 4. Static evaluation of the position
1467     if (ss->inCheck)
1468     {
1469         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1470         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1471     }
1472     else
1473     {
1474         if (ss->ttHit)
1475         {
1476             // Never assume anything about values stored in TT
1477             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1478                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1479
1480             // ttValue can be used as a better position evaluation (~13 Elo)
1481             if (    ttValue != VALUE_NONE
1482                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1483                 bestValue = ttValue;
1484         }
1485         else
1486             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1487             ss->staticEval = bestValue =
1488             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1489                                              : -(ss-1)->staticEval;
1490
1491         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1492         if (bestValue >= beta)
1493         {
1494             // Save gathered info in transposition table
1495             if (!ss->ttHit)
1496                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1497                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1498
1499             return bestValue;
1500         }
1501
1502         if (PvNode && bestValue > alpha)
1503             alpha = bestValue;
1504
1505         futilityBase = bestValue + 158;
1506     }
1507
1508     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1509                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1510                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1511
1512     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1513     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1514     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1515     // will be generated.
1516     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1517     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1518                                       &thisThread->captureHistory,
1519                                       contHist,
1520                                       prevSq);
1521
1522     int quietCheckEvasions = 0;
1523
1524     // Step 5. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
1525     // or a beta cutoff occurs.
1526     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1527     {
1528       assert(is_ok(move));
1529
1530       // Check for legality
1531       if (!pos.legal(move))
1532           continue;
1533
1534       givesCheck = pos.gives_check(move);
1535       capture = pos.capture(move);
1536
1537       moveCount++;
1538
1539     // Step 6. Pruning.
1540     if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1541     {
1542       // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
1543       if (   !givesCheck
1544           &&  to_sq(move) != prevSq
1545           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1546           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1547       {
1548           if (moveCount > 2)
1549               continue;
1550
1551           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1552
1553           if (futilityValue <= alpha)
1554           {
1555               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1556               continue;
1557           }
1558
1559           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1560           {
1561               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1562               continue;
1563           }
1564       }
1565
1566       // We prune after 2nd quiet check evasion where being 'in check' is implicitly checked through the counter
1567       // and being a 'quiet' apart from being a tt move is assumed after an increment because captures are pushed ahead.
1568       if (quietCheckEvasions > 1)
1569           break;
1570
1571       // Continuation history based pruning (~3 Elo)
1572       if (   !capture
1573           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0
1574           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < 0)
1575           continue;
1576
1577       // Do not search moves with bad enough SEE values (~5 Elo)
1578       if (!pos.see_ge(move, Value(-108)))
1579           continue;
1580
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 = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1707     int bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1708
1709     if (!pos.capture(bestMove))
1710     {
1711         int bonus2 = bestValue > beta + 146 ? bonus1               // larger bonus
1712                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1713
1714         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1715         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1716
1717         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1718         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1719         {
1720             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1721             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1722         }
1723     }
1724     else
1725         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1726         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1727
1728     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1729     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1730     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1731         && !pos.captured_piece())
1732             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1733
1734     // Decrease stats for all non-best capture moves
1735     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1736     {
1737         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1738         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1739         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1740     }
1741   }
1742
1743
1744   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1745   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1746
1747   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1748
1749     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1750     {
1751         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1752         if (ss->inCheck && i > 2)
1753             break;
1754         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1755             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1756     }
1757   }
1758
1759
1760   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1761
1762   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1763
1764     // Update killers
1765     if (ss->killers[0] != move)
1766     {
1767         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1768         ss->killers[0] = move;
1769     }
1770
1771     Color us = pos.side_to_move();
1772     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1773     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1774     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1775
1776     // Update countermove history
1777     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1778     {
1779         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1780         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1781     }
1782   }
1783
1784   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1785   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1786
1787   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1788
1789     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1790     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1791
1792     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1793     Value topScore = rootMoves[0].score;
1794     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1795     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1796     double weakness = 120 - 2 * level;
1797
1798     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1799     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1800     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1801     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1802     {
1803         // This is our magic formula
1804         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1805                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1806
1807         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1808         {
1809             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1810             best = rootMoves[i].pv[0];
1811         }
1812     }
1813
1814     return best;
1815   }
1816
1817 } // namespace
1818
1819
1820 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1821 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1822
1823 void MainThread::check_time() {
1824
1825   if (--callsCnt > 0)
1826       return;
1827
1828   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1829   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1830
1831   static TimePoint lastInfoTime = now();
1832
1833   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1834   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1835
1836   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1837   {
1838       lastInfoTime = tick;
1839       dbg_print();
1840   }
1841
1842   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1843   if (ponder)
1844       return;
1845
1846   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1847       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1848       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1849       Threads.stop = true;
1850 }
1851
1852
1853 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1854 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1855
1856 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
1857
1858   std::stringstream ss;
1859   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1860   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1861   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1862   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1863   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1864   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1865
1866   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1867   {
1868       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1869
1870       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1871           continue;
1872
1873       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1874       Value v = updated ? rootMoves[i].uciScore : rootMoves[i].previousScore;
1875
1876       if (v == -VALUE_INFINITE)
1877           v = VALUE_ZERO;
1878
1879       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1880       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1881
1882       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1883           ss << "\n";
1884
1885       ss << "info"
1886          << " depth "    << d
1887          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1888          << " multipv "  << i + 1
1889          << " score "    << UCI::value(v);
1890
1891       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1892           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1893
1894       if (i == pvIdx && !tb && updated) // tablebase- and previous-scores are exact
1895          ss << (rootMoves[i].scoreLowerbound ? " lowerbound" : (rootMoves[i].scoreUpperbound ? " upperbound" : ""));
1896
1897       ss << " nodes "    << nodesSearched
1898          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed
1899          << " hashfull " << TT.hashfull()
1900          << " tbhits "   << tbHits
1901          << " time "     << elapsed
1902          << " pv";
1903
1904       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1905           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1906   }
1907
1908   return ss.str();
1909 }
1910
1911
1912 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1913 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1914 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1915 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1916
1917 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1918
1919     StateInfo st;
1920     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1921
1922     bool ttHit;
1923
1924     assert(pv.size() == 1);
1925
1926     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1927         return false;
1928
1929     pos.do_move(pv[0], st);
1930     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1931
1932     if (ttHit)
1933     {
1934         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1935         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1936             pv.push_back(m);
1937     }
1938
1939     pos.undo_move(pv[0]);
1940     return pv.size() > 1;
1941 }
1942
1943 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1944
1945     RootInTB = false;
1946     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1947     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1948     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1949     bool dtz_available = true;
1950
1951     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1952     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1953     if (Cardinality > MaxCardinality)
1954     {
1955         Cardinality = MaxCardinality;
1956         ProbeDepth = 0;
1957     }
1958
1959     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1960     {
1961         // Rank moves using DTZ tables
1962         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1963
1964         if (!RootInTB)
1965         {
1966             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1967             dtz_available = false;
1968             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1969         }
1970     }
1971
1972     if (RootInTB)
1973     {
1974         // Sort moves according to TB rank
1975         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1976                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1977
1978         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1979         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1980             Cardinality = 0;
1981     }
1982     else
1983     {
1984         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1985         for (auto& m : rootMoves)
1986             m.tbRank = 0;
1987     }
1988 }
1989
1990 } // namespace Stockfish