src/mc/mc_liveness.c

   1 #include "private.h"
   2 #include "unistd.h"
   3
   4 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_liveness, mc,
   5                                 "Logging specific to algorithms for liveness properties verification");
   6
   7 xbt_dynar_t initial_pairs = NULL;
   8 xbt_fifo_t reached_pairs;
   9 xbt_dynar_t successors = NULL;
  10 extern mc_snapshot_t initial_snapshot;
  11
  12 /* Global variables for stateless algorithm */
  13 mc_snapshot_t snapshot = NULL;
  14
  15 /* Global variables for stateful algorithm */
  16 mc_snapshot_t next_snapshot = NULL;
  17 mc_snapshot_t current_snapshot = NULL;
  18
  19
  20 int snapshot_compare(mc_snapshot_t s1, mc_snapshot_t s2){
  21
  22   XBT_DEBUG("Compare snapshot");
  23
  24   if(s1->num_reg != s2->num_reg)
  25     return 1;
  26
  27   int i;
  28   int errors = 0;
  29
  30   for(i=0 ; i< s1->num_reg ; i++){
  31
  32     if(s1->regions[i]->size != s2->regions[i]->size)
  33       return 1;
  34
  35     if(s1->regions[i]->start_addr != s2->regions[i]->start_addr)
  36       return 1;
  37
  38     if(s1->regions[i]->type != s2->regions[i]->type)
  39       return 1;
  40
  41     //XBT_DEBUG("Size of region : %Zu", s1->regions[i]->size);
  42
  43     if(s1->regions[i]->type == 0){
  44       if(mmalloc_compare_heap(s1->regions[i]->start_addr, s2->regions[i]->start_addr)){
  45         XBT_DEBUG("Different heap (mmalloc_compare)");
  46         //sleep(1);
  47         errors++;
  48       }
  49     }else{
  50       if(memcmp(s1->regions[i]->data, s2->regions[i]->data, s1->regions[i]->size) != 0){
  51         XBT_DEBUG("Different memcmp for data in libsimgrid or program");
  52         //sleep(1);
  53         errors++;
  54       }
  55     }
  56
  57
  58   }
  59
  60   return (errors>0);
  61
  62 }
  63
  64 int reached(xbt_automaton_t a, xbt_state_t st, mc_snapshot_t s){
  65
  66
  67   if(xbt_fifo_size(reached_pairs) == 0){
  68     return 0;
  69   }else{
  70     MC_SET_RAW_MEM;
  71
  72     xbt_dynar_t prop_ato = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
  73
  74     /* Get values of propositional symbols */
  75     unsigned int cursor = 0;
  76     xbt_propositional_symbol_t ps = NULL;
  77     xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, cursor, ps){
  78       int (*f)() = ps->function;
  79       int res = (*f)();
  80       xbt_dynar_push_as(prop_ato, int, res);
  81     }
  82
  83     mc_pair_reached_t pair_test;
  84     xbt_fifo_item_t item = xbt_fifo_get_last_item(reached_pairs);
  85     int i=0;
  86
  87     while(i< xbt_fifo_size(reached_pairs)){
  88
  89       pair_test = (mc_pair_reached_t) xbt_fifo_get_item_content(item);
  90
  91       if(automaton_state_compare(pair_test->automaton_state, st) == 0){
  92         if(propositional_symbols_compare_value(pair_test->prop_ato, prop_ato) == 0){
  93           if(snapshot_compare(pair_test->system_state, s) == 0){
  94             MC_UNSET_RAW_MEM;
  95             return 1;
  96           }
  97         }
  98       }
  99
 100       item = xbt_fifo_get_prev_item(item);
 101
 102     }
 103
 104     MC_UNSET_RAW_MEM;
 105     return 0;
 106
 107   }
 108 }
 109
 110 void set_pair_reached(xbt_automaton_t a, xbt_state_t st, mc_snapshot_t sn){
 111
 112
 113   MC_SET_RAW_MEM;
 114
 115   mc_pair_reached_t pair = NULL;
 116   pair = xbt_new0(s_mc_pair_reached_t, 1);
 117   pair->automaton_state = st;
 118   pair->prop_ato = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
 119   pair->system_state = sn;
 120
 121   /* Get values of propositional symbols */
 122   unsigned int cursor = 0;
 123   xbt_propositional_symbol_t ps = NULL;
 124   xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, cursor, ps){
 125     int (*f)() = ps->function;
 126     int res = (*f)();
 127     xbt_dynar_push_as(pair->prop_ato, int, res);
 128   }
 129
 130   xbt_fifo_unshift(reached_pairs, pair);
 131
 132   MC_UNSET_RAW_MEM;
 133
 134
 135 }
 136
 137 void MC_pair_delete(mc_pair_t pair){
 138   xbt_free(pair->graph_state->proc_status);
 139   xbt_free(pair->graph_state);
 140   //xbt_free(pair->automaton_state); -> FIXME : à implémenter
 141   xbt_free(pair);
 142 }
 143
 144
 145
 146 int MC_automaton_evaluate_label(xbt_automaton_t a, xbt_exp_label_t l){
 147
 148   switch(l->type){
 149   case 0 : {
 150     int left_res = MC_automaton_evaluate_label(a, l->u.or_and.left_exp);
 151     int right_res = MC_automaton_evaluate_label(a, l->u.or_and.right_exp);
 152     return (left_res || right_res);
 153     break;
 154   }
 155   case 1 : {
 156     int left_res = MC_automaton_evaluate_label(a, l->u.or_and.left_exp);
 157     int right_res = MC_automaton_evaluate_label(a, l->u.or_and.right_exp);
 158     return (left_res && right_res);
 159     break;
 160   }
 161   case 2 : {
 162     int res = MC_automaton_evaluate_label(a, l->u.exp_not);
 163     return (!res);
 164     break;
 165   }
 166   case 3 : {
 167     unsigned int cursor = 0;
 168     xbt_propositional_symbol_t p = NULL;
 169     xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, cursor, p){
 170       if(strcmp(p->pred, l->u.predicat) == 0){
 171         int (*f)() = p->function;
 172         return (*f)();
 173       }
 174     }
 175     return -1;
 176     break;
 177   }
 178   case 4 : {
 179     return 2;
 180     break;
 181   }
 182   default :
 183     return -1;
 184   }
 185 }
 186
 187
 188
 189
 190
 191 /********************* Double-DFS stateless *******************/
 192
 193 void MC_pair_stateless_delete(mc_pair_stateless_t pair){
 194   xbt_free(pair->graph_state->proc_status);
 195   xbt_free(pair->graph_state);
 196   //xbt_free(pair->automaton_state); -> FIXME : à implémenter
 197   xbt_free(pair);
 198 }
 199
 200 mc_pair_stateless_t new_pair_stateless(mc_state_t sg, xbt_state_t st, int r){
 201   mc_pair_stateless_t p = NULL;
 202   p = xbt_new0(s_mc_pair_stateless_t, 1);
 203   p->automaton_state = st;
 204   p->graph_state = sg;
 205   p->requests = r;
 206   mc_stats_pair->expanded_pairs++;
 207   return p;
 208 }
 209
 210
 211
 212 void MC_ddfs_stateless_init(xbt_automaton_t a, char *prgm){
 213
 214   XBT_DEBUG("**************************************************");
 215   XBT_DEBUG("Double-DFS stateless init");
 216   XBT_DEBUG("**************************************************");
 217
 218   mc_pair_stateless_t mc_initial_pair = NULL;
 219   mc_state_t initial_graph_state = NULL;
 220   smx_process_t process;
 221
 222   MC_wait_for_requests();
 223
 224   MC_SET_RAW_MEM;
 225
 226   initial_graph_state = MC_state_pair_new();
 227   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
 228     if(MC_process_is_enabled(process)){
 229       MC_state_interleave_process(initial_graph_state, process);
 230     }
 231   }
 232
 233   reached_pairs = xbt_fifo_new();
 234   successors = xbt_dynar_new(sizeof(mc_pair_stateless_t), NULL);
 235   snapshot = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
 236
 237   initial_snapshot = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
 238   MC_take_snapshot_liveness(initial_snapshot, prgm);
 239
 240   MC_UNSET_RAW_MEM;
 241
 242   unsigned int cursor = 0;
 243   xbt_state_t state;
 244
 245   xbt_dynar_foreach(a->states, cursor, state){
 246     if(state->type == -1){
 247
 248       MC_SET_RAW_MEM;
 249       mc_initial_pair = new_pair_stateless(initial_graph_state, state, MC_state_interleave_size(initial_graph_state));
 250       xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness_stateless, mc_initial_pair);
 251       MC_UNSET_RAW_MEM;
 252
 253       if(cursor != 0){
 254         MC_restore_snapshot(initial_snapshot);
 255         MC_UNSET_RAW_MEM;
 256       }
 257
 258       MC_ddfs_stateless(a, 0, 0, prgm);
 259
 260     }else{
 261       if(state->type == 2){
 262
 263         MC_SET_RAW_MEM;
 264         mc_initial_pair = new_pair_stateless(initial_graph_state, state, MC_state_interleave_size(initial_graph_state));
 265         xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness_stateless, mc_initial_pair);
 266         MC_UNSET_RAW_MEM;
 267
 268         set_pair_reached(a, state, initial_snapshot);
 269
 270         if(cursor != 0){
 271           MC_restore_snapshot(initial_snapshot);
 272           MC_UNSET_RAW_MEM;
 273         }
 274
 275         MC_ddfs_stateless(a, 1, 0, prgm);
 276
 277       }
 278     }
 279   }
 280
 281 }
 282
 283
 284 void MC_ddfs_stateless(xbt_automaton_t a, int search_cycle, int replay, char *prgm){
 285
 286   smx_process_t process;
 287   mc_pair_stateless_t current_pair = NULL;
 288
 289   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) == 0)
 290     return;
 291
 292   if(replay == 1){
 293     MC_replay_liveness(mc_stack_liveness_stateless, 0);
 294     current_pair = (mc_pair_stateless_t)xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_stack_liveness_stateless));
 295     xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
 296       if(MC_process_is_enabled(process)){
 297         MC_state_interleave_process(current_pair->graph_state, process);
 298       }
 299     }
 300   }
 301
 302   /* Get current pair */
 303   current_pair = (mc_pair_stateless_t)xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_stack_liveness_stateless));
 304
 305   /* Update current state in buchi automaton */
 306   a->current_state = current_pair->automaton_state;
 307
 308
 309   XBT_DEBUG("********************* ( Depth = %d, search_cycle = %d )", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless), search_cycle);
 310   XBT_DEBUG("Pair : graph=%p, automaton=%p(%s), %u interleave", current_pair->graph_state, current_pair->automaton_state, current_pair->automaton_state->id, MC_state_interleave_size(current_pair->graph_state));
 311
 312   mc_stats_pair->visited_pairs++;
 313
 314   int value;
 315   mc_state_t next_graph_state = NULL;
 316   smx_req_t req = NULL;
 317   char *req_str;
 318
 319   xbt_transition_t transition_succ;
 320   unsigned int cursor = 0;
 321   int res;
 322
 323   mc_pair_stateless_t next_pair = NULL;
 324   mc_pair_stateless_t pair_succ;
 325
 326   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) < MAX_DEPTH_LIVENESS){
 327
 328     if(current_pair->requests > 0){
 329
 330       while((req = MC_state_get_request(current_pair->graph_state, &value)) != NULL){
 331
 332         /* Debug information */
 333         if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_liveness, xbt_log_priority_debug)){
 334           req_str = MC_request_to_string(req, value);
 335           XBT_DEBUG("Execute: %s", req_str);
 336           xbt_free(req_str);
 337         }
 338
 339         //sleep(1);
 340
 341         MC_state_set_executed_request(current_pair->graph_state, req, value);
 342
 343         /* Answer the request */
 344         SIMIX_request_pre(req, value);
 345
 346         /* Wait for requests (schedules processes) */
 347         MC_wait_for_requests();
 348
 349         unsigned int curs = 0;
 350         xbt_propositional_symbol_t p = NULL;
 351         xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, curs, p){
 352           int (*f)() = p->function;
 353           int res = (*f)();
 354           if(strcmp(p->pred, "p") == 0){
 355             XBT_DEBUG("p=%d",res);
 356           }else{
 357             XBT_DEBUG("q=%d",res);
 358           }
 359         }
 360
 361
 362
 363         MC_SET_RAW_MEM;
 364
 365         /* Create the new expanded graph_state */
 366         next_graph_state = MC_state_pair_new();
 367
 368         /* Get enabled process and insert it in the interleave set of the next graph_state */
 369         xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
 370           if(MC_process_is_enabled(process)){
 371             MC_state_interleave_process(next_graph_state, process);
 372           }
 373         }
 374
 375         xbt_dynar_reset(successors);
 376
 377         MC_UNSET_RAW_MEM;
 378
 379
 380         cursor= 0;
 381         xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
 382
 383           res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);
 384
 385           if(res == 1){ // enabled transition in automaton
 386             MC_SET_RAW_MEM;
 387             next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 388             xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 389             MC_UNSET_RAW_MEM;
 390           }
 391
 392         }
 393
 394         cursor = 0;
 395
 396         xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
 397
 398           res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);
 399
 400           if(res == 2){ // true transition in automaton
 401             MC_SET_RAW_MEM;
 402             next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 403             xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 404             MC_UNSET_RAW_MEM;
 405           }
 406
 407         }
 408
 409
 410         if(xbt_dynar_length(successors) == 0){
 411           MC_SET_RAW_MEM;
 412           next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, current_pair->automaton_state, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 413           xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 414           MC_UNSET_RAW_MEM;
 415         }
 416
 417         /*MC_SET_RAW_MEM;
 418           MC_take_snapshot(snapshot);
 419           MC_UNSET_RAW_MEM;*/
 420
 421         cursor = 0;
 422
 423         XBT_DEBUG("Successors length : %lu", xbt_dynar_length(successors));
 424         //sleep(1);
 425
 426         xbt_dynar_foreach(successors, cursor, pair_succ){
 427
 428           if(search_cycle == 1){
 429
 430             if((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2)){
 431
 432               MC_SET_RAW_MEM;
 433               MC_take_snapshot_liveness(snapshot, prgm);
 434               MC_UNSET_RAW_MEM;
 435
 436               if(reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot) == 1){
 437
 438                 XBT_DEBUG("Next pair (depth = %d) already reached !", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) + 1);
 439
 440                 XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
 441                 XBT_INFO("|             ACCEPTANCE CYCLE            |");
 442                 XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
 443                 XBT_INFO("Counter-example that violates formula :");
 444                 MC_show_stack_liveness_stateless(mc_stack_liveness_stateless);
 445                 MC_dump_stack_liveness_stateless(mc_stack_liveness_stateless);
 446                 MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
 447                 exit(0);
 448
 449               }else{
 450
 451                 XBT_DEBUG("Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
 452
 453                 set_pair_reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot);
 454
 455               }
 456
 457             }
 458
 459           }else{
 460
 461             if(((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2))){
 462
 463               XBT_DEBUG("Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
 464
 465               MC_SET_RAW_MEM;
 466               MC_take_snapshot_liveness(snapshot, prgm);
 467               MC_UNSET_RAW_MEM;
 468
 469               set_pair_reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot);
 470
 471               search_cycle = 1;
 472
 473             }
 474
 475           }
 476
 477           MC_SET_RAW_MEM;
 478           xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness_stateless, pair_succ);
 479           MC_UNSET_RAW_MEM;
 480
 481           MC_ddfs_stateless(a, search_cycle, 0, prgm);
 482
 483           /* Restore system before checking others successors */
 484           if(cursor != (xbt_dynar_length(successors) - 1))
 485             MC_replay_liveness(mc_stack_liveness_stateless, 1);
 486
 487         }
 488
 489         if(MC_state_interleave_size(current_pair->graph_state) > 0){
 490           XBT_DEBUG("Backtracking to depth %u", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless));
 491           MC_replay_liveness(mc_stack_liveness_stateless, 0);
 492         }
 493       }
 494
 495
 496     }else{  /*No request to execute, search evolution in Büchi automaton */
 497
 498       MC_SET_RAW_MEM;
 499
 500       /* Create the new expanded graph_state */
 501       next_graph_state = MC_state_pair_new();
 502
 503       xbt_dynar_reset(successors);
 504
 505       MC_UNSET_RAW_MEM;
 506
 507
 508       cursor= 0;
 509       xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
 510
 511         res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);
 512
 513         if(res == 1){ // enabled transition in automaton
 514           MC_SET_RAW_MEM;
 515           next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 516           xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 517           MC_UNSET_RAW_MEM;
 518         }
 519
 520       }
 521
 522       cursor = 0;
 523
 524       xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
 525
 526         res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);
 527
 528         if(res == 2){ // true transition in automaton
 529           MC_SET_RAW_MEM;
 530           next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 531           xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 532           MC_UNSET_RAW_MEM;
 533         }
 534
 535       }
 536
 537
 538       if(xbt_dynar_length(successors) == 0){
 539         MC_SET_RAW_MEM;
 540         next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, current_pair->automaton_state, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
 541         xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
 542         MC_UNSET_RAW_MEM;
 543       }
 544
 545       cursor = 0;
 546
 547       xbt_dynar_foreach(successors, cursor, pair_succ){
 548
 549         if(search_cycle == 1){
 550
 551           if((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2)){
 552
 553             MC_SET_RAW_MEM;
 554             MC_take_snapshot_liveness(snapshot, prgm);
 555             MC_UNSET_RAW_MEM;
 556
 557             if(reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot) == 1){
 558
 559               XBT_DEBUG("Next pair (depth = %d) already reached !", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) + 1);
 560
 561               XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
 562               XBT_INFO("|             ACCEPTANCE CYCLE            |");
 563               XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
 564               XBT_INFO("Counter-example that violates formula :");
 565               MC_show_stack_liveness_stateless(mc_stack_liveness_stateless);
 566               MC_dump_stack_liveness_stateless(mc_stack_liveness_stateless);
 567               MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
 568               exit(0);
 569
 570             }else{
 571
 572               XBT_DEBUG("Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
 573
 574               set_pair_reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot);
 575
 576             }
 577
 578           }
 579
 580         }else{
 581
 582           if(((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2)) && (xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) < (MAX_DEPTH_LIVENESS - 1))){
 583
 584             MC_SET_RAW_MEM;
 585             MC_take_snapshot_liveness(snapshot, prgm);
 586             MC_UNSET_RAW_MEM;
 587
 588             set_pair_reached(a, pair_succ->automaton_state, snapshot);
 589
 590             search_cycle = 1;
 591
 592           }
 593
 594         }
 595
 596         MC_SET_RAW_MEM;
 597         xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness_stateless, pair_succ);
 598         MC_UNSET_RAW_MEM;
 599
 600         MC_ddfs_stateless(a, search_cycle, 0, prgm);
 601
 602         /* Restore system before checking others successors */
 603         if(cursor != xbt_dynar_length(successors) - 1)
 604           MC_replay_liveness(mc_stack_liveness_stateless, 1);
 605
 606       }
 607
 608     }
 609   }
 610
 611   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness_stateless) == MAX_DEPTH_LIVENESS ){
 612     XBT_DEBUG("Pair (graph=%p, automaton =%p, search_cycle = %u) shifted in stack, maximum depth reached", current_pair->graph_state, current_pair->automaton_state, search_cycle);
 613   }else{
 614     XBT_DEBUG("Pair (graph=%p, automaton =%p, search_cycle = %u) shifted in stack", current_pair->graph_state, current_pair->automaton_state, search_cycle);
 615   }
 616
 617
 618   MC_SET_RAW_MEM;
 619   xbt_fifo_shift(mc_stack_liveness_stateless);
 620   if((current_pair->automaton_state->type == 1) || (current_pair->automaton_state->type == 2))
 621     xbt_fifo_shift(reached_pairs);
 622   MC_UNSET_RAW_MEM;
 623
 624 }
 625