]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
d09ced9a670937dc44ffd4a9422950d06d6a426a
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <iostream>
24 #include <sstream>
25
26 #include "evaluate.h"
27 #include "misc.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "movepick.h"
30 #include "position.h"
31 #include "search.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "timeman.h"
34 #include "tt.h"
35 #include "uci.h"
36 #include "syzygy/tbprobe.h"
37
38 namespace Stockfish {
39
40 namespace Search {
41
42   LimitsType Limits;
43 }
44
45 namespace Tablebases {
46
47   int Cardinality;
48   bool RootInTB;
49   bool UseRule50;
50   Depth ProbeDepth;
51 }
52
53 namespace TB = Tablebases;
54
55 using std::string;
56 using Eval::evaluate;
57 using namespace Search;
58
59 namespace {
60
61   // Different node types, used as a template parameter
62   enum NodeType { NonPV, PV, Root };
63
64   // Futility margin
65   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
66     return Value(168 * (d - improving));
67   }
68
69   // Reductions lookup table, initialized at startup
70   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
71
72   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
73     int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
74     return (r + 1463 - int(delta) * 1024 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 1010);
75   }
76
77   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
78     return (3 + depth * depth) / (2 - improving);
79   }
80
81   // History and stats update bonus, based on depth
82   int stat_bonus(Depth d) {
83     return std::min((9 * d + 270) * d - 311 , 2145);
84   }
85
86   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3-fold blindness
87   Value value_draw(Thread* thisThread) {
88     return VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
89   }
90
91   // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
92   // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
93   // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for match (TC 60+0.6)
94   // results spanning a wide range of k values.
95   struct Skill {
96     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
97         if (uci_elo)
98             level = std::clamp(std::pow((uci_elo - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0);
99         else
100             level = double(skill_level);
101     }
102     bool enabled() const { return level < 20.0; }
103     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth == 1 + int(level); }
104     Move pick_best(size_t multiPV);
105
106     double level;
107     Move best = MOVE_NONE;
108   };
109
110   template <NodeType nodeType>
111   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
112
113   template <NodeType nodeType>
114   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth = 0);
115
116   Value value_to_tt(Value v, int ply);
117   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c);
118   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
119   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
120   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus);
121   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
122                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth);
123
124   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
125   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
126   template<bool Root>
127   uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
128
129     StateInfo st;
130     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
131
132     uint64_t cnt, nodes = 0;
133     const bool leaf = (depth == 2);
134
135     for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
136     {
137         if (Root && depth <= 1)
138             cnt = 1, nodes++;
139         else
140         {
141             pos.do_move(m, st);
142             cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - 1);
143             nodes += cnt;
144             pos.undo_move(m);
145         }
146         if (Root)
147             sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
148     }
149     return nodes;
150   }
151
152 } // namespace
153
154
155 /// Search::init() is called at startup to initialize various lookup tables
156
157 void Search::init() {
158
159   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
160       Reductions[i] = int((20.81 + std::log(Threads.size()) / 2) * std::log(i));
161 }
162
163
164 /// Search::clear() resets search state to its initial value
165
166 void Search::clear() {
167
168   Threads.main()->wait_for_search_finished();
169
170   Time.availableNodes = 0;
171   TT.clear();
172   Threads.clear();
173   Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
174 }
175
176
177 /// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
178 /// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
179
180 void MainThread::search() {
181
182   if (Limits.perft)
183   {
184       nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft);
185       sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
186       return;
187   }
188
189   Color us = rootPos.side_to_move();
190   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
191   TT.new_search();
192
193   Eval::NNUE::verify();
194
195   if (rootMoves.empty())
196   {
197       rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
198       sync_cout << "info depth 0 score "
199                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
200                 << sync_endl;
201   }
202   else
203   {
204       Threads.start_searching(); // start non-main threads
205       Thread::search();          // main thread start searching
206   }
207
208   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
209   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
210   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
211   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
212   // until the GUI sends one of those commands.
213
214   while (!Threads.stop && (ponder || Limits.infinite))
215   {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
216
217   // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
218   // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
219   Threads.stop = true;
220
221   // Wait until all threads have finished
222   Threads.wait_for_search_finished();
223
224   // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
225   // the available ones before exiting.
226   if (Limits.npmsec)
227       Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
228
229   Thread* bestThread = this;
230   Skill skill = Skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
231
232   if (   int(Options["MultiPV"]) == 1
233       && !Limits.depth
234       && !skill.enabled()
235       && rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
236       bestThread = Threads.get_best_thread();
237
238   bestPreviousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
239   bestPreviousAverageScore = bestThread->rootMoves[0].averageScore;
240
241   for (Thread* th : Threads)
242     th->previousDepth = bestThread->completedDepth;
243
244   // Send again PV info if we have a new best thread
245   if (bestThread != this)
246       sync_cout << UCI::pv(bestThread->rootPos, bestThread->completedDepth, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE) << sync_endl;
247
248   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[0], rootPos.is_chess960());
249
250   if (bestThread->rootMoves[0].pv.size() > 1 || bestThread->rootMoves[0].extract_ponder_from_tt(rootPos))
251       std::cout << " ponder " << UCI::move(bestThread->rootMoves[0].pv[1], rootPos.is_chess960());
252
253   std::cout << sync_endl;
254 }
255
256
257 /// Thread::search() is the main iterative deepening loop. It calls search()
258 /// repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has been
259 /// consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is reached.
260
261 void Thread::search() {
262
263   // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
264   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
265   // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
266   // The latter is needed for statScore and killer initialization.
267   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
268   Move  pv[MAX_PLY+1];
269   Value alpha, beta, delta;
270   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
271   Depth lastBestMoveDepth = 0;
272   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
273   double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
274   Color us = rootPos.side_to_move();
275   int iterIdx = 0;
276
277   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
278   for (int i = 7; i > 0; i--)
279       (ss-i)->continuationHistory = &this->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0]; // Use as a sentinel
280
281   for (int i = 0; i <= MAX_PLY + 2; ++i)
282       (ss+i)->ply = i;
283
284   ss->pv = pv;
285
286   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
287   beta = VALUE_INFINITE;
288
289   if (mainThread)
290   {
291       if (mainThread->bestPreviousScore == VALUE_INFINITE)
292           for (int i = 0; i < 4; ++i)
293               mainThread->iterValue[i] = VALUE_ZERO;
294       else
295           for (int i = 0; i < 4; ++i)
296               mainThread->iterValue[i] = mainThread->bestPreviousScore;
297   }
298
299   size_t multiPV = size_t(Options["MultiPV"]);
300   Skill skill(Options["Skill Level"], Options["UCI_LimitStrength"] ? int(Options["UCI_Elo"]) : 0);
301
302   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
303   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
304   if (skill.enabled())
305       multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
306
307   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
308
309   complexityAverage.set(202, 1);
310
311   trend         = SCORE_ZERO;
312   optimism[ us] = Value(39);
313   optimism[~us] = -optimism[us];
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(16) + int(prev) * prev / 19178;
356               alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
357               beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
358
359               // Adjust trend and optimism based on root move's previousScore
360               int tr = sigmoid(prev, 3, 8, 90, 125, 1);
361               trend = (us == WHITE ?  make_score(tr, tr / 2)
362                                    : -make_score(tr, tr / 2));
363
364               int opt = sigmoid(prev, 8, 17, 144, 13966, 183);
365               optimism[ us] = Value(opt);
366               optimism[~us] = -optimism[us];
367           }
368
369           // Start with a small aspiration window and, in the case of a fail
370           // high/low, re-search with a bigger window until we don't fail
371           // high/low anymore.
372           int failedHighCnt = 0;
373           while (true)
374           {
375               Depth adjustedDepth = std::max(1, rootDepth - failedHighCnt - searchAgainCounter);
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, alpha, beta) << 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, alpha, beta) << 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 = (69 + 12 * (mainThread->bestPreviousAverageScore - bestValue)
466                                     +  6 * (mainThread->iterValue[iterIdx] - bestValue)) / 781.4;
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 + 10 < completedDepth ? 1.63 : 0.73;
471           double reduction = (1.56 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.20 * timeReduction);
472           double bestMoveInstability = 1 + 1.7 * totBestMoveChanges / Threads.size();
473           int complexity = mainThread->complexityAverage.value();
474           double complexPosition = std::clamp(1.0 + (complexity - 326) / 1618.1, 0.5, 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 (   Threads.increaseDepth
494                    && !mainThread->ponder
495                    && Time.elapsed() > totalTime * 0.43)
496                    Threads.increaseDepth = false;
497           else
498                    Threads.increaseDepth = true;
499       }
500
501       mainThread->iterValue[iterIdx] = bestValue;
502       iterIdx = (iterIdx + 1) & 3;
503   }
504
505   if (!mainThread)
506       return;
507
508   mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
509
510   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
511   if (skill.enabled())
512       std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
513                 skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
514 }
515
516
517 namespace {
518
519   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes
520
521   template <NodeType nodeType>
522   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
523
524     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
525     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
526     const Depth maxNextDepth = rootNode ? depth : depth + 1;
527
528     // Check if we have an upcoming move which draws by repetition, or
529     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
530     if (   !rootNode
531         && pos.rule50_count() >= 3
532         && alpha < VALUE_DRAW
533         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
534     {
535         alpha = value_draw(pos.this_thread());
536         if (alpha >= beta)
537             return alpha;
538     }
539
540     // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
541     if (depth <= 0)
542         return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
543
544     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
545     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
546     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
547     assert(!(PvNode && cutNode));
548
549     Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
550     StateInfo st;
551     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
552
553     TTEntry* tte;
554     Key posKey;
555     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
556     Depth extension, newDepth;
557     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, probCutBeta;
558     bool givesCheck, improving, didLMR, priorCapture;
559     bool capture, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
560     Piece movedPiece;
561     int moveCount, captureCount, quietCount, improvement, complexity;
562
563     // Step 1. Initialize node
564     Thread* thisThread = pos.this_thread();
565     thisThread->depth  = depth;
566     ss->inCheck        = pos.checkers();
567     priorCapture       = pos.captured_piece();
568     Color us           = pos.side_to_move();
569     moveCount          = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
570     bestValue          = -VALUE_INFINITE;
571     maxValue           = VALUE_INFINITE;
572
573     // Check for the available remaining time
574     if (thisThread == Threads.main())
575         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
576
577     // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
578     if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
579         thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
580
581     if (!rootNode)
582     {
583         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
584         if (   Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed)
585             || pos.is_draw(ss->ply)
586             || ss->ply >= MAX_PLY)
587             return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos)
588                                                         : value_draw(pos.this_thread());
589
590         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
591         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
592         // a shorter mate was found upward in the tree then there is no need to search
593         // because we will never beat the current alpha. Same logic but with reversed
594         // signs applies also in the opposite condition of being mated instead of giving
595         // mate. In this case return a fail-high score.
596         alpha = std::max(mated_in(ss->ply), alpha);
597         beta = std::min(mate_in(ss->ply+1), beta);
598         if (alpha >= beta)
599             return alpha;
600     }
601     else
602         thisThread->rootDelta = beta - alpha;
603
604     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
605
606     (ss+1)->ttPv         = false;
607     (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
608     (ss+2)->killers[0]   = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
609     (ss+2)->cutoffCnt    = 0;
610     ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions;
611     ss->depth            = depth;
612     Square prevSq        = to_sq((ss-1)->currentMove);
613
614     // Initialize statScore to zero for the grandchildren of the current position.
615     // So statScore is shared between all grandchildren and only the first grandchild
616     // starts with statScore = 0. Later grandchildren start with the last calculated
617     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
618     // LMR which are based on the statScore of parent position.
619     if (!rootNode)
620         (ss+2)->statScore = 0;
621
622     // Step 4. Transposition table lookup. We don't want the score of a partial
623     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
624     // position key in case of an excluded move.
625     excludedMove = ss->excludedMove;
626     posKey = excludedMove == MOVE_NONE ? pos.key() : pos.key() ^ make_key(excludedMove);
627     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
628     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
629     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->pvIdx].pv[0]
630             : ss->ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
631     ttCapture = ttMove && pos.capture(ttMove);
632     if (!excludedMove)
633         ss->ttPv = PvNode || (ss->ttHit && tte->is_pv());
634
635     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
636     if (  !PvNode
637         && ss->ttHit
638         && tte->depth() > depth - (thisThread->id() % 2 == 1)
639         && ttValue != VALUE_NONE // Possible in case of TT access race
640         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
641                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
642     {
643         // If ttMove is quiet, update move sorting heuristics on TT hit (~1 Elo)
644         if (ttMove)
645         {
646             if (ttValue >= beta)
647             {
648                 // Bonus for a quiet ttMove that fails high (~3 Elo)
649                 if (!ttCapture)
650                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, stat_bonus(depth));
651
652                 // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply (~0 Elo)
653                 if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !priorCapture)
654                     update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + 1));
655             }
656             // Penalty for a quiet ttMove that fails low (~1 Elo)
657             else if (!ttCapture)
658             {
659                 int penalty = -stat_bonus(depth);
660                 thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] << penalty;
661                 update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(ttMove), to_sq(ttMove), penalty);
662             }
663         }
664
665         // Partial workaround for the graph history interaction problem
666         // For high rule50 counts don't produce transposition table cutoffs.
667         if (pos.rule50_count() < 90)
668             return ttValue;
669     }
670
671     // Step 5. Tablebases probe
672     if (!rootNode && TB::Cardinality)
673     {
674         int piecesCount = pos.count<ALL_PIECES>();
675
676         if (    piecesCount <= TB::Cardinality
677             && (piecesCount <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
678             &&  pos.rule50_count() == 0
679             && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
680         {
681             TB::ProbeState err;
682             TB::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &err);
683
684             // Force check of time on the next occasion
685             if (thisThread == Threads.main())
686                 static_cast<MainThread*>(thisThread)->callsCnt = 0;
687
688             if (err != TB::ProbeState::FAIL)
689             {
690                 thisThread->tbHits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
691
692                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
693
694                 // use the range VALUE_MATE_IN_MAX_PLY to VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY to score
695                 value =  wdl < -drawScore ? VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + ss->ply + 1
696                        : wdl >  drawScore ? VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - ss->ply - 1
697                                           : VALUE_DRAW + 2 * wdl * drawScore;
698
699                 Bound b =  wdl < -drawScore ? BOUND_UPPER
700                          : wdl >  drawScore ? BOUND_LOWER : BOUND_EXACT;
701
702                 if (    b == BOUND_EXACT
703                     || (b == BOUND_LOWER ? value >= beta : value <= alpha))
704                 {
705                     tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ss->ttPv, b,
706                               std::min(MAX_PLY - 1, depth + 6),
707                               MOVE_NONE, VALUE_NONE);
708
709                     return value;
710                 }
711
712                 if (PvNode)
713                 {
714                     if (b == BOUND_LOWER)
715                         bestValue = value, alpha = std::max(alpha, bestValue);
716                     else
717                         maxValue = value;
718                 }
719             }
720         }
721     }
722
723     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
724
725     // Step 6. Static evaluation of the position
726     if (ss->inCheck)
727     {
728         // Skip early pruning when in check
729         ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
730         improving = false;
731         improvement = 0;
732         complexity = 0;
733         goto moves_loop;
734     }
735     else if (ss->ttHit)
736     {
737         // Never assume anything about values stored in TT
738         ss->staticEval = eval = tte->eval();
739         if (eval == VALUE_NONE)
740             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
741
742         // Randomize draw evaluation
743         if (eval == VALUE_DRAW)
744             eval = value_draw(thisThread);
745
746         // ttValue can be used as a better position evaluation (~4 Elo)
747         if (    ttValue != VALUE_NONE
748             && (tte->bound() & (ttValue > eval ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
749             eval = ttValue;
750     }
751     else
752     {
753         ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
754
755         // Save static evaluation into transposition table
756         if (!excludedMove)
757             tte->save(posKey, VALUE_NONE, ss->ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
758     }
759
760     // Use static evaluation difference to improve quiet move ordering (~3 Elo)
761     if (is_ok((ss-1)->currentMove) && !(ss-1)->inCheck && !priorCapture)
762     {
763         int bonus = std::clamp(-16 * int((ss-1)->staticEval + ss->staticEval), -2000, 2000);
764         thisThread->mainHistory[~us][from_to((ss-1)->currentMove)] << bonus;
765     }
766
767     // Set up the improvement variable, which is the difference between the current
768     // static evaluation and the previous static evaluation at our turn (if we were
769     // in check at our previous move we look at the move prior to it). The improvement
770     // margin and the improving flag are used in various pruning heuristics.
771     improvement =   (ss-2)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-2)->staticEval
772                   : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval - (ss-4)->staticEval
773                   :                                    175;
774
775     improving = improvement > 0;
776     complexity = abs(ss->staticEval - (us == WHITE ? eg_value(pos.psq_score()) : -eg_value(pos.psq_score())));
777
778     thisThread->complexityAverage.update(complexity);
779
780     // Step 7. Razoring.
781     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
782     // return a fail low.
783     if (   !PvNode
784         && depth <= 7
785         && eval < alpha - 348 - 258 * depth * depth)
786     {
787         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
788         if (value < alpha)
789             return value;
790     }
791
792     // Step 8. Futility pruning: child node (~25 Elo).
793     // The depth condition is important for mate finding.
794     if (   !ss->ttPv
795         &&  depth < 8
796         &&  eval - futility_margin(depth, improving) - (ss-1)->statScore / 256 >= beta
797         &&  eval >= beta
798         &&  eval < 26305) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins.
799         return eval;
800
801     // Step 9. Null move search with verification search (~22 Elo)
802     if (   !PvNode
803         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
804         && (ss-1)->statScore < 14695
805         &&  eval >= beta
806         &&  eval >= ss->staticEval
807         &&  ss->staticEval >= beta - 15 * depth - improvement / 15 + 198 + complexity / 28
808         && !excludedMove
809         &&  pos.non_pawn_material(us)
810         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
811     {
812         assert(eval - beta >= 0);
813
814         // Null move dynamic reduction based on depth, eval and complexity of position
815         Depth R = std::min(int(eval - beta) / 147, 5) + depth / 3 + 4 - (complexity > 753);
816
817         ss->currentMove = MOVE_NULL;
818         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
819
820         pos.do_null_move(st);
821
822         Value nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -beta+1, depth-R, !cutNode);
823
824         pos.undo_null_move();
825
826         if (nullValue >= beta)
827         {
828             // Do not return unproven mate or TB scores
829             if (nullValue >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
830                 nullValue = beta;
831
832             if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 14))
833                 return nullValue;
834
835             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
836
837             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
838             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
839             thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
840             thisThread->nmpColor = us;
841
842             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
843
844             thisThread->nmpMinPly = 0;
845
846             if (v >= beta)
847                 return nullValue;
848         }
849     }
850
851     probCutBeta = beta + 179 - 46 * improving;
852
853     // Step 10. ProbCut (~4 Elo)
854     // If we have a good enough capture and a reduced search returns a value
855     // much above beta, we can (almost) safely prune the previous move.
856     if (   !PvNode
857         &&  depth > 4
858         &&  abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
859         // if value from transposition table is lower than probCutBeta, don't attempt probCut
860         // there and in further interactions with transposition table cutoff depth is set to depth - 3
861         // because probCut search has depth set to depth - 4 but we also do a move before it
862         // so effective depth is equal to depth - 3
863         && !(   ss->ttHit
864              && tte->depth() >= depth - 3
865              && ttValue != VALUE_NONE
866              && ttValue < probCutBeta))
867     {
868         assert(probCutBeta < VALUE_INFINITE);
869
870         MovePicker mp(pos, ttMove, probCutBeta - ss->staticEval, depth - 3, &captureHistory);
871         bool ttPv = ss->ttPv;
872         bool captureOrPromotion;
873         ss->ttPv = false;
874
875         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
876             if (move != excludedMove && pos.legal(move))
877             {
878                 assert(pos.capture(move) || promotion_type(move) == QUEEN);
879
880                 captureOrPromotion = true;
881
882                 ss->currentMove = move;
883                 ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
884                                                                           [captureOrPromotion]
885                                                                           [pos.moved_piece(move)]
886                                                                           [to_sq(move)];
887
888                 pos.do_move(move, st);
889
890                 // Perform a preliminary qsearch to verify that the move holds
891                 value = -qsearch<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1);
892
893                 // If the qsearch held, perform the regular search
894                 if (value >= probCutBeta)
895                     value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -probCutBeta, -probCutBeta+1, depth - 4, !cutNode);
896
897                 pos.undo_move(move);
898
899                 if (value >= probCutBeta)
900                 {
901                     // if transposition table doesn't have equal or more deep info write probCut data into it
902                     if ( !(ss->ttHit
903                        && tte->depth() >= depth - 3
904                        && ttValue != VALUE_NONE))
905                         tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), ttPv,
906                             BOUND_LOWER,
907                             depth - 3, move, ss->staticEval);
908                     return value;
909                 }
910             }
911          ss->ttPv = ttPv;
912     }
913
914     // Step 11. If the position is not in TT, decrease depth by 2 or 1 depending on node type (~3 Elo)
915     if (   PvNode
916         && depth >= 3
917         && !ttMove)
918         depth -= 2;
919
920     if (   cutNode
921         && depth >= 8
922         && !ttMove)
923         depth--;
924
925 moves_loop: // When in check, search starts here
926
927     // Step 12. A small Probcut idea, when we are in check (~0 Elo)
928     probCutBeta = beta + 481;
929     if (   ss->inCheck
930         && !PvNode
931         && depth >= 2
932         && ttCapture
933         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
934         && tte->depth() >= depth - 3
935         && ttValue >= probCutBeta
936         && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
937         && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN
938        )
939         return probCutBeta;
940
941
942     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
943                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
944                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
945
946     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
947
948     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
949                                       &captureHistory,
950                                       contHist,
951                                       countermove,
952                                       ss->killers);
953
954     value = bestValue;
955     moveCountPruning = false;
956
957     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
958     // at a depth equal or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
959     bool likelyFailLow =    PvNode
960                          && ttMove
961                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
962                          && tte->depth() >= depth;
963
964     // Step 13. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
965     // or a beta cutoff occurs.
966     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
967     {
968       assert(is_ok(move));
969
970       if (move == excludedMove)
971           continue;
972
973       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
974       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
975       // mode we also skip PV moves which have been already searched and those
976       // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
977       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
978                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
979           continue;
980
981       // Check for legality
982       if (!rootNode && !pos.legal(move))
983           continue;
984
985       ss->moveCount = ++moveCount;
986
987       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
988           sync_cout << "info depth " << depth
989                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
990                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->pvIdx << sync_endl;
991       if (PvNode)
992           (ss+1)->pv = nullptr;
993
994       extension = 0;
995       capture = pos.capture(move);
996       movedPiece = pos.moved_piece(move);
997       givesCheck = pos.gives_check(move);
998
999       // Calculate new depth for this move
1000       newDepth = depth - 1;
1001
1002       Value delta = beta - alpha;
1003
1004       // Step 14. Pruning at shallow depth (~98 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
1005       if (  !rootNode
1006           && pos.non_pawn_material(us)
1007           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
1008       {
1009           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~7 Elo)
1010           moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
1011
1012           // Reduced depth of the next LMR search
1013           int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta), 0);
1014
1015           if (   capture
1016               || givesCheck)
1017           {
1018               // Futility pruning for captures (~0 Elo)
1019               if (   !pos.empty(to_sq(move))
1020                   && !givesCheck
1021                   && !PvNode
1022                   && lmrDepth < 6
1023                   && !ss->inCheck
1024                   && ss->staticEval + 281 + 179 * lmrDepth + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))]
1025                    + captureHistory[movedPiece][to_sq(move)][type_of(pos.piece_on(to_sq(move)))] / 6 < alpha)
1026                   continue;
1027
1028               // SEE based pruning (~9 Elo)
1029               if (!pos.see_ge(move, Value(-203) * depth))
1030                   continue;
1031           }
1032           else
1033           {
1034               int history =   (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1035                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1036                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)];
1037
1038               // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1039               if (   lmrDepth < 5
1040                   && history < -3875 * (depth - 1))
1041                   continue;
1042
1043               history += thisThread->mainHistory[us][from_to(move)];
1044
1045               // Futility pruning: parent node (~9 Elo)
1046               if (   !ss->inCheck
1047                   && lmrDepth < 11
1048                   && ss->staticEval + 122 + 138 * lmrDepth + history / 60 <= alpha)
1049                   continue;
1050
1051               // Prune moves with negative SEE (~3 Elo)
1052               if (!pos.see_ge(move, Value(-25 * lmrDepth * lmrDepth - 20 * lmrDepth)))
1053                   continue;
1054           }
1055       }
1056
1057       // Step 15. Extensions (~66 Elo)
1058       // We take care to not overdo to avoid search getting stuck.
1059       if (ss->ply < thisThread->rootDepth * 2)
1060       {
1061           // Singular extension search (~58 Elo). If all moves but one fail low on a
1062           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
1063           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
1064           // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
1065           // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
1066           if (   !rootNode
1067               &&  depth >= 4 - (thisThread->previousDepth > 27) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
1068               &&  move == ttMove
1069               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
1070            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
1071               &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
1072               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1073               &&  tte->depth() >= depth - 3)
1074           {
1075               Value singularBeta = ttValue - 3 * depth;
1076               Depth singularDepth = (depth - 1) / 2;
1077
1078               ss->excludedMove = move;
1079               value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, singularDepth, cutNode);
1080               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1081
1082               if (value < singularBeta)
1083               {
1084                   extension = 1;
1085
1086                   // Avoid search explosion by limiting the number of double extensions
1087                   if (  !PvNode
1088                       && value < singularBeta - 26
1089                       && ss->doubleExtensions <= 8)
1090                       extension = 2;
1091               }
1092
1093               // Multi-cut pruning
1094               // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
1095               // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
1096               // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
1097               // a soft bound.
1098               else if (singularBeta >= beta)
1099                   return singularBeta;
1100
1101               // If the eval of ttMove is greater than beta, we reduce it (negative extension)
1102               else if (ttValue >= beta)
1103                   extension = -2;
1104
1105               // If the eval of ttMove is less than alpha and value, we reduce it (negative extension)
1106               else if (ttValue <= alpha && ttValue <= value)
1107                   extension = -1;
1108           }
1109
1110           // Check extensions (~1 Elo)
1111           else if (   givesCheck
1112                    && depth > 9
1113                    && abs(ss->staticEval) > 71)
1114               extension = 1;
1115
1116           // Quiet ttMove extensions (~0 Elo)
1117           else if (   PvNode
1118                    && move == ttMove
1119                    && move == ss->killers[0]
1120                    && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 5491)
1121               extension = 1;
1122       }
1123
1124       // Add extension to new depth
1125       newDepth += extension;
1126       ss->doubleExtensions = (ss-1)->doubleExtensions + (extension == 2);
1127
1128       // Speculative prefetch as early as possible
1129       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1130
1131       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
1132       ss->currentMove = move;
1133       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1134                                                                 [capture]
1135                                                                 [movedPiece]
1136                                                                 [to_sq(move)];
1137
1138       // Step 16. Make the move
1139       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1140
1141       bool doDeeperSearch = false;
1142
1143       // Step 17. Late moves reduction / extension (LMR, ~98 Elo)
1144       // We use various heuristics for the sons of a node after the first son has
1145       // been searched. In general we would like to reduce them, but there are many
1146       // cases where we extend a son if it has good chances to be "interesting".
1147       if (    depth >= 2
1148           &&  moveCount > 1 + (PvNode && ss->ply <= 1)
1149           && (   !ss->ttPv
1150               || !capture
1151               || (cutNode && (ss-1)->moveCount > 1)))
1152       {
1153           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount, delta, thisThread->rootDelta);
1154
1155           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
1156           // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
1157           if (   ss->ttPv
1158               && !likelyFailLow)
1159               r -= 2;
1160
1161           // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
1162           if ((ss-1)->moveCount > 7)
1163               r--;
1164
1165           // Increase reduction for cut nodes (~3 Elo)
1166           if (cutNode && move != ss->killers[0])
1167               r += 2;
1168
1169           // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
1170           if (ttCapture)
1171               r++;
1172
1173           // Decrease reduction at PvNodes if bestvalue
1174           // is vastly different from static evaluation
1175           if (PvNode && !ss->inCheck && abs(ss->staticEval - bestValue) > 250)
1176               r--;
1177
1178           // Decrease reduction for PvNodes based on depth
1179           if (PvNode)
1180               r -= 1 + 15 / ( 3 + depth );
1181
1182           // Increase reduction if next ply has a lot of fail high else reset count to 0
1183           if ((ss+1)->cutoffCnt > 3 && !PvNode)
1184               r++;
1185
1186           ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
1187                          + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
1188                          + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
1189                          + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
1190                          - 4334;
1191
1192           // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
1193           r -= ss->statScore / 15914;
1194
1195           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if reductions
1196           // are really negative and movecount is low, we allow this move to be searched
1197           // deeper than the first move (this may lead to hidden double extensions).
1198           int deeper =   r >= -1                   ? 0
1199                        : moveCount <= 4            ? 2
1200                        : PvNode                    ? 1
1201                        : cutNode && moveCount <= 8 ? 1
1202                        :                             0;
1203
1204           Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + deeper);
1205
1206           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
1207
1208           // If the son is reduced and fails high it will be re-searched at full depth
1209           doFullDepthSearch = value > alpha && d < newDepth;
1210           doDeeperSearch = value > (alpha + 78 + 11 * (newDepth - d));
1211           didLMR = true;
1212       }
1213       else
1214       {
1215           doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
1216           didLMR = false;
1217       }
1218
1219       // Step 18. Full depth search when LMR is skipped or fails high
1220       if (doFullDepthSearch)
1221       {
1222           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth + doDeeperSearch, !cutNode);
1223
1224           // If the move passed LMR update its stats
1225           if (didLMR)
1226           {
1227               int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
1228                                         : -stat_bonus(newDepth);
1229
1230               if (capture)
1231                   bonus /= 6;
1232
1233               update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
1234           }
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,
1246                               std::min(maxNextDepth, newDepth), false);
1247       }
1248
1249       // Step 19. Undo move
1250       pos.undo_move(move);
1251
1252       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1253
1254       // Step 20. Check for a new best move
1255       // Finished searching the move. If a stop occurred, the return value of
1256       // the search cannot be trusted, and we return immediately without
1257       // updating best move, PV and TT.
1258       if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed))
1259           return VALUE_ZERO;
1260
1261       if (rootNode)
1262       {
1263           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
1264                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
1265
1266           rm.averageScore = rm.averageScore != -VALUE_INFINITE ? (2 * value + rm.averageScore) / 3 : value;
1267
1268           // PV move or new best move?
1269           if (moveCount == 1 || value > alpha)
1270           {
1271               rm.score = value;
1272               rm.selDepth = thisThread->selDepth;
1273               rm.pv.resize(1);
1274
1275               assert((ss+1)->pv);
1276
1277               for (Move* m = (ss+1)->pv; *m != MOVE_NONE; ++m)
1278                   rm.pv.push_back(*m);
1279
1280               // We record how often the best move has been changed in each iteration.
1281               // This information is used for time management. In MultiPV mode,
1282               // we must take care to only do this for the first PV line.
1283               if (   moveCount > 1
1284                   && !thisThread->pvIdx)
1285                   ++thisThread->bestMoveChanges;
1286           }
1287           else
1288               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
1289               // is not a problem when sorting because the sort is stable and the
1290               // move position in the list is preserved - just the PV is pushed up.
1291               rm.score = -VALUE_INFINITE;
1292       }
1293
1294       if (value > bestValue)
1295       {
1296           bestValue = value;
1297
1298           if (value > alpha)
1299           {
1300               bestMove = move;
1301
1302               if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
1303                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1304
1305               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
1306               {
1307                   alpha = value;
1308
1309                   // Reduce other moves if we have found at least one score improvement
1310                   if (   depth > 2
1311                       && depth < 7
1312                       && beta  <  VALUE_KNOWN_WIN
1313                       && alpha > -VALUE_KNOWN_WIN)
1314                      depth -= 1;
1315
1316                   assert(depth > 0);
1317               }
1318               else
1319               {
1320                   ss->cutoffCnt++;
1321                   assert(value >= beta); // Fail high
1322                   break;
1323               }
1324           }
1325       }
1326       else
1327          ss->cutoffCnt = 0;
1328
1329
1330       // If the move is worse than some previously searched move, remember it to update its stats later
1331       if (move != bestMove)
1332       {
1333           if (capture && captureCount < 32)
1334               capturesSearched[captureCount++] = move;
1335
1336           else if (!capture && quietCount < 64)
1337               quietsSearched[quietCount++] = move;
1338       }
1339     }
1340
1341     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
1342     // completed. But in this case bestValue is valid because we have fully
1343     // searched our subtree, and we can anyhow save the result in TT.
1344     /*
1345        if (Threads.stop)
1346         return VALUE_DRAW;
1347     */
1348
1349     // Step 21. Check for mate and stalemate
1350     // All legal moves have been searched and if there are no legal moves, it
1351     // must be a mate or a stalemate. If we are in a singular extension search then
1352     // return a fail low score.
1353
1354     assert(moveCount || !ss->inCheck || excludedMove || !MoveList<LEGAL>(pos).size());
1355
1356     if (!moveCount)
1357         bestValue = excludedMove ? alpha :
1358                     ss->inCheck  ? mated_in(ss->ply)
1359                                  : VALUE_DRAW;
1360
1361     // If there is a move which produces search value greater than alpha we update stats of searched moves
1362     else if (bestMove)
1363         update_all_stats(pos, ss, bestMove, bestValue, beta, prevSq,
1364                          quietsSearched, quietCount, capturesSearched, captureCount, depth);
1365
1366     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
1367     else if (   (depth >= 4 || PvNode)
1368              && !priorCapture)
1369     {
1370         //Assign extra bonus if current node is PvNode or cutNode
1371         //or fail low was really bad
1372         bool extraBonus =    PvNode
1373                           || cutNode
1374                           || bestValue < alpha - 70 * depth;
1375
1376         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + extraBonus));
1377     }
1378
1379     if (PvNode)
1380         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
1381
1382     // If no good move is found and the previous position was ttPv, then the previous
1383     // opponent move is probably good and the new position is added to the search tree.
1384     if (bestValue <= alpha)
1385         ss->ttPv = ss->ttPv || ((ss-1)->ttPv && depth > 3);
1386
1387     // Write gathered information in transposition table
1388     if (!excludedMove && !(rootNode && thisThread->pvIdx))
1389         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ss->ttPv,
1390                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
1391                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
1392                   depth, bestMove, ss->staticEval);
1393
1394     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1395
1396     return bestValue;
1397   }
1398
1399
1400   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main search
1401   // function with zero depth, or recursively with further decreasing depth per call.
1402   template <NodeType nodeType>
1403   Value qsearch(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1404
1405     static_assert(nodeType != Root);
1406     constexpr bool PvNode = nodeType == PV;
1407
1408     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
1409     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
1410     assert(depth <= 0);
1411
1412     Move pv[MAX_PLY+1];
1413     StateInfo st;
1414     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1415
1416     TTEntry* tte;
1417     Key posKey;
1418     Move ttMove, move, bestMove;
1419     Depth ttDepth;
1420     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
1421     bool pvHit, givesCheck, capture;
1422     int moveCount;
1423
1424     if (PvNode)
1425     {
1426         (ss+1)->pv = pv;
1427         ss->pv[0] = MOVE_NONE;
1428     }
1429
1430     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1431     bestMove = MOVE_NONE;
1432     ss->inCheck = pos.checkers();
1433     moveCount = 0;
1434
1435     // Check for an immediate draw or maximum ply reached
1436     if (   pos.is_draw(ss->ply)
1437         || ss->ply >= MAX_PLY)
1438         return (ss->ply >= MAX_PLY && !ss->inCheck) ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
1439
1440     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
1441
1442     // Decide whether or not to include checks: this fixes also the type of
1443     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1444     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1445     ttDepth = ss->inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
1446                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
1447     // Transposition table lookup
1448     posKey = pos.key();
1449     tte = TT.probe(posKey, ss->ttHit);
1450     ttValue = ss->ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply, pos.rule50_count()) : VALUE_NONE;
1451     ttMove = ss->ttHit ? tte->move() : MOVE_NONE;
1452     pvHit = ss->ttHit && tte->is_pv();
1453
1454     if (  !PvNode
1455         && ss->ttHit
1456         && tte->depth() >= ttDepth
1457         && ttValue != VALUE_NONE // Only in case of TT access race
1458         && (ttValue >= beta ? (tte->bound() & BOUND_LOWER)
1459                             : (tte->bound() & BOUND_UPPER)))
1460         return ttValue;
1461
1462     // Evaluate the position statically
1463     if (ss->inCheck)
1464     {
1465         ss->staticEval = VALUE_NONE;
1466         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1467     }
1468     else
1469     {
1470         if (ss->ttHit)
1471         {
1472             // Never assume anything about values stored in TT
1473             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
1474                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
1475
1476             // ttValue can be used as a better position evaluation (~7 Elo)
1477             if (    ttValue != VALUE_NONE
1478                 && (tte->bound() & (ttValue > bestValue ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER)))
1479                 bestValue = ttValue;
1480         }
1481         else
1482             // In case of null move search use previous static eval with a different sign
1483             ss->staticEval = bestValue =
1484             (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL ? evaluate(pos)
1485                                              : -(ss-1)->staticEval;
1486
1487         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1488         if (bestValue >= beta)
1489         {
1490             // Save gathered info in transposition table
1491             if (!ss->ttHit)
1492                 tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), false, BOUND_LOWER,
1493                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval);
1494
1495             return bestValue;
1496         }
1497
1498         if (PvNode && bestValue > alpha)
1499             alpha = bestValue;
1500
1501         futilityBase = bestValue + 118;
1502     }
1503
1504     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
1505                                           nullptr                   , (ss-4)->continuationHistory,
1506                                           nullptr                   , (ss-6)->continuationHistory };
1507
1508     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1509     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1510     // queen promotions, and other checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS)
1511     // will be generated.
1512     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1513     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
1514                                       &thisThread->captureHistory,
1515                                       contHist,
1516                                       prevSq);
1517
1518     int quietCheckEvasions = 0;
1519
1520     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1521     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
1522     {
1523       assert(is_ok(move));
1524
1525       // Check for legality
1526       if (!pos.legal(move))
1527           continue;
1528
1529       givesCheck = pos.gives_check(move);
1530       capture = pos.capture(move);
1531
1532       moveCount++;
1533
1534       // Futility pruning and moveCount pruning (~5 Elo)
1535       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1536           && !givesCheck
1537           &&  to_sq(move) != prevSq
1538           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
1539           &&  type_of(move) != PROMOTION)
1540       {
1541
1542           if (moveCount > 2)
1543               continue;
1544
1545           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
1546
1547           if (futilityValue <= alpha)
1548           {
1549               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
1550               continue;
1551           }
1552
1553           if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
1554           {
1555               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
1556               continue;
1557           }
1558       }
1559
1560       // Do not search moves with negative SEE values (~5 Elo)
1561       if (    bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1562           && !pos.see_ge(move))
1563           continue;
1564
1565       // Speculative prefetch as early as possible
1566       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
1567
1568       ss->currentMove = move;
1569       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
1570                                                                 [capture]
1571                                                                 [pos.moved_piece(move)]
1572                                                                 [to_sq(move)];
1573
1574       // Continuation history based pruning (~2 Elo)
1575       if (  !capture
1576           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1577           && (*contHist[0])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
1578           && (*contHist[1])[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
1579           continue;
1580
1581       // movecount pruning for quiet check evasions
1582       if (  bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
1583           && quietCheckEvasions > 1
1584           && !capture
1585           && ss->inCheck)
1586           continue;
1587
1588       quietCheckEvasions += !capture && ss->inCheck;
1589
1590       // Make and search the move
1591       pos.do_move(move, st, givesCheck);
1592       value = -qsearch<nodeType>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth - 1);
1593       pos.undo_move(move);
1594
1595       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1596
1597       // Check for a new best move
1598       if (value > bestValue)
1599       {
1600           bestValue = value;
1601
1602           if (value > alpha)
1603           {
1604               bestMove = move;
1605
1606               if (PvNode) // Update pv even in fail-high case
1607                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
1608
1609               if (PvNode && value < beta) // Update alpha here!
1610                   alpha = value;
1611               else
1612                   break; // Fail high
1613           }
1614        }
1615     }
1616
1617     // All legal moves have been searched. A special case: if we're in check
1618     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1619     if (ss->inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1620     {
1621         assert(!MoveList<LEGAL>(pos).size());
1622
1623         return mated_in(ss->ply); // Plies to mate from the root
1624     }
1625
1626     // Save gathered info in transposition table
1627     tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), pvHit,
1628               bestValue >= beta ? BOUND_LOWER : BOUND_UPPER,
1629               ttDepth, bestMove, ss->staticEval);
1630
1631     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1632
1633     return bestValue;
1634   }
1635
1636
1637   // value_to_tt() adjusts a mate or TB score from "plies to mate from the root" to
1638   // "plies to mate from the current position". Standard scores are unchanged.
1639   // The function is called before storing a value in the transposition table.
1640
1641   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1642
1643     assert(v != VALUE_NONE);
1644
1645     return  v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY  ? v + ply
1646           : v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY ? v - ply : v;
1647   }
1648
1649
1650   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): it adjusts a mate or TB score
1651   // from the transposition table (which refers to the plies to mate/be mated from
1652   // current position) to "plies to mate/be mated (TB win/loss) from the root". However,
1653   // for mate scores, to avoid potentially false mate scores related to the 50 moves rule
1654   // and the graph history interaction, we return an optimal TB score instead.
1655
1656   Value value_from_tt(Value v, int ply, int r50c) {
1657
1658     if (v == VALUE_NONE)
1659         return VALUE_NONE;
1660
1661     if (v >= VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)  // TB win or better
1662     {
1663         if (v >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE - v > 99 - r50c)
1664             return VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1; // do not return a potentially false mate score
1665
1666         return v - ply;
1667     }
1668
1669     if (v <= VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY) // TB loss or worse
1670     {
1671         if (v <= VALUE_MATED_IN_MAX_PLY && VALUE_MATE + v > 99 - r50c)
1672             return VALUE_MATED_IN_MAX_PLY + 1; // do not return a potentially false mate score
1673
1674         return v + ply;
1675     }
1676
1677     return v;
1678   }
1679
1680
1681   // update_pv() adds current move and appends child pv[]
1682
1683   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv) {
1684
1685     for (*pv++ = move; childPv && *childPv != MOVE_NONE; )
1686         *pv++ = *childPv++;
1687     *pv = MOVE_NONE;
1688   }
1689
1690
1691   // update_all_stats() updates stats at the end of search() when a bestMove is found
1692
1693   void update_all_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move bestMove, Value bestValue, Value beta, Square prevSq,
1694                         Move* quietsSearched, int quietCount, Move* capturesSearched, int captureCount, Depth depth) {
1695
1696     int bonus1, bonus2;
1697     Color us = pos.side_to_move();
1698     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1699     CapturePieceToHistory& captureHistory = thisThread->captureHistory;
1700     Piece moved_piece = pos.moved_piece(bestMove);
1701     PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(bestMove)));
1702
1703     bonus1 = stat_bonus(depth + 1);
1704     bonus2 = bestValue > beta + PawnValueMg ? bonus1               // larger bonus
1705                                             : stat_bonus(depth);   // smaller bonus
1706
1707     if (!pos.capture(bestMove))
1708     {
1709         // Increase stats for the best move in case it was a quiet move
1710         update_quiet_stats(pos, ss, bestMove, bonus2);
1711
1712         // Decrease stats for all non-best quiet moves
1713         for (int i = 0; i < quietCount; ++i)
1714         {
1715             thisThread->mainHistory[us][from_to(quietsSearched[i])] << -bonus2;
1716             update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(quietsSearched[i]), to_sq(quietsSearched[i]), -bonus2);
1717         }
1718     }
1719     else
1720         // Increase stats for the best move in case it was a capture move
1721         captureHistory[moved_piece][to_sq(bestMove)][captured] << bonus1;
1722
1723     // Extra penalty for a quiet early move that was not a TT move or
1724     // main killer move in previous ply when it gets refuted.
1725     if (   ((ss-1)->moveCount == 1 + (ss-1)->ttHit || ((ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0]))
1726         && !pos.captured_piece())
1727             update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -bonus1);
1728
1729     // Decrease stats for all non-best capture moves
1730     for (int i = 0; i < captureCount; ++i)
1731     {
1732         moved_piece = pos.moved_piece(capturesSearched[i]);
1733         captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(capturesSearched[i])));
1734         captureHistory[moved_piece][to_sq(capturesSearched[i])][captured] << -bonus1;
1735     }
1736   }
1737
1738
1739   // update_continuation_histories() updates histories of the move pairs formed
1740   // by moves at ply -1, -2, -4, and -6 with current move.
1741
1742   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus) {
1743
1744     for (int i : {1, 2, 4, 6})
1745     {
1746         // Only update first 2 continuation histories if we are in check
1747         if (ss->inCheck && i > 2)
1748             break;
1749         if (is_ok((ss-i)->currentMove))
1750             (*(ss-i)->continuationHistory)[pc][to] << bonus;
1751     }
1752   }
1753
1754
1755   // update_quiet_stats() updates move sorting heuristics
1756
1757   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, int bonus) {
1758
1759     // Update killers
1760     if (ss->killers[0] != move)
1761     {
1762         ss->killers[1] = ss->killers[0];
1763         ss->killers[0] = move;
1764     }
1765
1766     Color us = pos.side_to_move();
1767     Thread* thisThread = pos.this_thread();
1768     thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] << bonus;
1769     update_continuation_histories(ss, pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
1770
1771     // Update countermove history
1772     if (is_ok((ss-1)->currentMove))
1773     {
1774         Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
1775         thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq] = move;
1776     }
1777   }
1778
1779   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
1780   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
1781
1782   Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
1783
1784     const RootMoves& rootMoves = Threads.main()->rootMoves;
1785     static PRNG rng(now()); // PRNG sequence should be non-deterministic
1786
1787     // RootMoves are already sorted by score in descending order
1788     Value topScore = rootMoves[0].score;
1789     int delta = std::min(topScore - rootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
1790     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
1791     double weakness = 120 - 2 * level;
1792
1793     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
1794     // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
1795     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
1796     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1797     {
1798         // This is our magic formula
1799         int push = int((  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
1800                         + delta * (rng.rand<unsigned>() % int(weakness))) / 128);
1801
1802         if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
1803         {
1804             maxScore = rootMoves[i].score + push;
1805             best = rootMoves[i].pv[0];
1806         }
1807     }
1808
1809     return best;
1810   }
1811
1812 } // namespace
1813
1814
1815 /// MainThread::check_time() is used to print debug info and, more importantly,
1816 /// to detect when we are out of available time and thus stop the search.
1817
1818 void MainThread::check_time() {
1819
1820   if (--callsCnt > 0)
1821       return;
1822
1823   // When using nodes, ensure checking rate is not lower than 0.1% of nodes
1824   callsCnt = Limits.nodes ? std::min(1024, int(Limits.nodes / 1024)) : 1024;
1825
1826   static TimePoint lastInfoTime = now();
1827
1828   TimePoint elapsed = Time.elapsed();
1829   TimePoint tick = Limits.startTime + elapsed;
1830
1831   if (tick - lastInfoTime >= 1000)
1832   {
1833       lastInfoTime = tick;
1834       dbg_print();
1835   }
1836
1837   // We should not stop pondering until told so by the GUI
1838   if (ponder)
1839       return;
1840
1841   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() - 10 || stopOnPonderhit))
1842       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
1843       || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
1844       Threads.stop = true;
1845 }
1846
1847
1848 /// UCI::pv() formats PV information according to the UCI protocol. UCI requires
1849 /// that all (if any) unsearched PV lines are sent using a previous search score.
1850
1851 string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta) {
1852
1853   std::stringstream ss;
1854   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
1855   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
1856   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
1857   size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
1858   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
1859   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);
1860
1861   for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
1862   {
1863       bool updated = rootMoves[i].score != -VALUE_INFINITE;
1864
1865       if (depth == 1 && !updated && i > 0)
1866           continue;
1867
1868       Depth d = updated ? depth : std::max(1, depth - 1);
1869       Value v = updated ? rootMoves[i].score : rootMoves[i].previousScore;
1870
1871       if (v == -VALUE_INFINITE)
1872           v = VALUE_ZERO;
1873
1874       bool tb = TB::RootInTB && abs(v) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY;
1875       v = tb ? rootMoves[i].tbScore : v;
1876
1877       if (ss.rdbuf()->in_avail()) // Not at first line
1878           ss << "\n";
1879
1880       ss << "info"
1881          << " depth "    << d
1882          << " seldepth " << rootMoves[i].selDepth
1883          << " multipv "  << i + 1
1884          << " score "    << UCI::value(v);
1885
1886       if (Options["UCI_ShowWDL"])
1887           ss << UCI::wdl(v, pos.game_ply());
1888
1889       if (!tb && i == pvIdx)
1890           ss << (v >= beta ? " lowerbound" : v <= alpha ? " upperbound" : "");
1891
1892       ss << " nodes "    << nodesSearched
1893          << " nps "      << nodesSearched * 1000 / elapsed;
1894
1895       if (elapsed > 1000) // Earlier makes little sense
1896           ss << " hashfull " << TT.hashfull();
1897
1898       ss << " tbhits "   << tbHits
1899          << " time "     << elapsed
1900          << " pv";
1901
1902       for (Move m : rootMoves[i].pv)
1903           ss << " " << UCI::move(m, pos.is_chess960());
1904   }
1905
1906   return ss.str();
1907 }
1908
1909
1910 /// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move
1911 /// before exiting the search, for instance, in case we stop the search during a
1912 /// fail high at root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI,
1913 /// otherwise in case of 'ponder on' we have nothing to think on.
1914
1915 bool RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos) {
1916
1917     StateInfo st;
1918     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
1919
1920     bool ttHit;
1921
1922     assert(pv.size() == 1);
1923
1924     if (pv[0] == MOVE_NONE)
1925         return false;
1926
1927     pos.do_move(pv[0], st);
1928     TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), ttHit);
1929
1930     if (ttHit)
1931     {
1932         Move m = tte->move(); // Local copy to be SMP safe
1933         if (MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
1934             pv.push_back(m);
1935     }
1936
1937     pos.undo_move(pv[0]);
1938     return pv.size() > 1;
1939 }
1940
1941 void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
1942
1943     RootInTB = false;
1944     UseRule50 = bool(Options["Syzygy50MoveRule"]);
1945     ProbeDepth = int(Options["SyzygyProbeDepth"]);
1946     Cardinality = int(Options["SyzygyProbeLimit"]);
1947     bool dtz_available = true;
1948
1949     // Tables with fewer pieces than SyzygyProbeLimit are searched with
1950     // ProbeDepth == DEPTH_ZERO
1951     if (Cardinality > MaxCardinality)
1952     {
1953         Cardinality = MaxCardinality;
1954         ProbeDepth = 0;
1955     }
1956
1957     if (Cardinality >= popcount(pos.pieces()) && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
1958     {
1959         // Rank moves using DTZ tables
1960         RootInTB = root_probe(pos, rootMoves);
1961
1962         if (!RootInTB)
1963         {
1964             // DTZ tables are missing; try to rank moves using WDL tables
1965             dtz_available = false;
1966             RootInTB = root_probe_wdl(pos, rootMoves);
1967         }
1968     }
1969
1970     if (RootInTB)
1971     {
1972         // Sort moves according to TB rank
1973         std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
1974                   [](const RootMove &a, const RootMove &b) { return a.tbRank > b.tbRank; } );
1975
1976         // Probe during search only if DTZ is not available and we are winning
1977         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
1978             Cardinality = 0;
1979     }
1980     else
1981     {
1982         // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
1983         for (auto& m : rootMoves)
1984             m.tbRank = 0;
1985     }
1986 }
1987
1988 } // namespace Stockfish