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model-checker : ignore differences in data segment of binary due to .plt section
[simgrid.git] / src / mc / mc_liveness.c
1 /* Copyright (c) 2008-2012 Da SimGrid Team. All rights reserved.            */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 #include "mc_private.h"
7 #include <unistd.h>
8 #include <sys/wait.h>
9
10 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_liveness, mc,
11                                 "Logging specific to algorithms for liveness properties verification");
12
13 xbt_dynar_t reached_pairs;
14 xbt_dynar_t successors;
15
16 int create_dump(int pair)
17 {
18    // Try to enable core dumps
19   struct rlimit core_limit;
20   core_limit.rlim_cur = RLIM_INFINITY;
21   core_limit.rlim_max = RLIM_INFINITY;
22   
23   if(setrlimit(RLIMIT_CORE, &core_limit) < 0)
24     fprintf(stderr, "setrlimit: %s\nWarning: core dumps may be truncated or non-existant\n", strerror(errno));
25   
26   int status;
27   switch(fork()){
28   case 0:
29     // We are the child process -- run the actual program
30     xbt_abort();
31     break;
32     
33   case -1:
34     // An error occurred, shouldn't happen
35     perror("fork");
36     return -1;
37     
38   default:
39     // We are the parent process -- wait for the child process to exit
40     if(wait(&status) < 0)
41       perror("wait");
42     if(WIFSIGNALED(status) && WCOREDUMP(status)){
43       char *core_name = malloc(20);
44       sprintf(core_name,"core_%d", pair); 
45       rename("core", core_name);
46       free(core_name);
47     }
48   }
49
50   return 0;
51 }
52
53 int reached(xbt_state_t st){
54
55   raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
56
57   MC_SET_RAW_MEM;
58
59   mc_pair_reached_t new_pair = NULL;
60   new_pair = xbt_new0(s_mc_pair_reached_t, 1);
61   new_pair->nb = xbt_dynar_length(reached_pairs) + 1;
62   new_pair->automaton_state = st;
63   new_pair->prop_ato = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
64   new_pair->system_state = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1); 
65   MC_take_snapshot_liveness(new_pair->system_state);  
66   
67   /* Get values of propositional symbols */
68   int res;
69   int_f_void_t f;
70   unsigned int cursor = 0;
71   xbt_propositional_symbol_t ps = NULL;
72   xbt_dynar_foreach(_mc_property_automaton->propositional_symbols, cursor, ps){
73     f = (int_f_void_t)ps->function;
74     res = (*f)();
75     xbt_dynar_push_as(new_pair->prop_ato, int, res);
76   }
77   
78   MC_UNSET_RAW_MEM;
79   
80   if(xbt_dynar_is_empty(reached_pairs) || !compare){
81
82     MC_SET_RAW_MEM;
83     /* New pair reached */
84     xbt_dynar_push(reached_pairs, &new_pair); 
85     MC_UNSET_RAW_MEM;
86  
87     return 0;
88
89   }else{
90
91     MC_SET_RAW_MEM;
92     
93     cursor = 0;
94     mc_pair_reached_t pair_test = NULL;
95      
96     xbt_dynar_foreach(reached_pairs, cursor, pair_test){
97       XBT_INFO("Pair reached #%d", pair_test->nb);
98       if(automaton_state_compare(pair_test->automaton_state, st) == 0){
99         if(propositional_symbols_compare_value(pair_test->prop_ato, new_pair->prop_ato) == 0){
100           if(snapshot_compare(new_pair->system_state, pair_test->system_state) == 0){
101             
102             if(raw_mem_set)
103               MC_SET_RAW_MEM;
104             else
105               MC_UNSET_RAW_MEM;
106             
107             return 1;
108           }       
109         }else{
110           XBT_INFO("Different values of propositional symbols");
111         }
112       }else{
113         XBT_INFO("Different automaton state");
114       }
115     }
116
117     /* New pair reached */
118     xbt_dynar_push(reached_pairs, &new_pair); 
119     
120     MC_UNSET_RAW_MEM;
121
122     if(raw_mem_set)
123       MC_SET_RAW_MEM;
124     else
125       MC_UNSET_RAW_MEM;
126
127     compare = 0;
128     
129     return 0;
130     
131   }
132 }
133
134
135 void set_pair_reached(xbt_state_t st){
136
137   raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
138  
139   MC_SET_RAW_MEM;
140
141   mc_pair_reached_t pair = NULL;
142   pair = xbt_new0(s_mc_pair_reached_t, 1);
143   pair->nb = xbt_dynar_length(reached_pairs) + 1;
144   pair->automaton_state = st;
145   pair->prop_ato = xbt_dynar_new(sizeof(int), NULL);
146   pair->system_state = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1); 
147   MC_take_snapshot_liveness(pair->system_state);
148
149   /* Get values of propositional symbols */
150   unsigned int cursor = 0;
151   xbt_propositional_symbol_t ps = NULL;
152   int res;
153   int_f_void_t f;
154
155   xbt_dynar_foreach(_mc_property_automaton->propositional_symbols, cursor, ps){
156     f = (int_f_void_t)ps->function;
157     res = (*f)();
158     xbt_dynar_push_as(pair->prop_ato, int, res);
159   }
160
161   xbt_dynar_push(reached_pairs, &pair); 
162   
163   MC_UNSET_RAW_MEM;
164
165   if(raw_mem_set)
166     MC_SET_RAW_MEM;
167   else
168     MC_UNSET_RAW_MEM;
169     
170 }
171
172 void MC_pair_delete(mc_pair_t pair){
173   xbt_free(pair->graph_state->proc_status);
174   xbt_free(pair->graph_state);
175   xbt_free(pair);
176 }
177
178
179
180 int MC_automaton_evaluate_label(xbt_exp_label_t l){
181   
182   switch(l->type){
183   case 0 : {
184     int left_res = MC_automaton_evaluate_label(l->u.or_and.left_exp);
185     int right_res = MC_automaton_evaluate_label(l->u.or_and.right_exp);
186     return (left_res || right_res);
187   }
188   case 1 : {
189     int left_res = MC_automaton_evaluate_label(l->u.or_and.left_exp);
190     int right_res = MC_automaton_evaluate_label(l->u.or_and.right_exp);
191     return (left_res && right_res);
192   }
193   case 2 : {
194     int res = MC_automaton_evaluate_label(l->u.exp_not);
195     return (!res);
196   }
197   case 3 : { 
198     unsigned int cursor = 0;
199     xbt_propositional_symbol_t p = NULL;
200     int_f_void_t f;
201     xbt_dynar_foreach(_mc_property_automaton->propositional_symbols, cursor, p){
202       if(strcmp(p->pred, l->u.predicat) == 0){
203         f = (int_f_void_t)p->function;
204         return (*f)();
205       }
206     }
207     return -1;
208   }
209   case 4 : {
210     return 2;
211   }
212   default : 
213     return -1;
214   }
215 }
216
217
218 /********************* Double-DFS stateless *******************/
219
220 void MC_pair_stateless_delete(mc_pair_stateless_t pair){
221   xbt_free(pair->graph_state->proc_status);
222   xbt_free(pair->graph_state);
223   xbt_free(pair);
224 }
225
226 mc_pair_stateless_t new_pair_stateless(mc_state_t sg, xbt_state_t st, int r){
227   mc_pair_stateless_t p = NULL;
228   p = xbt_new0(s_mc_pair_stateless_t, 1);
229   p->automaton_state = st;
230   p->graph_state = sg;
231   p->requests = r;
232   mc_stats_pair->expanded_pairs++;
233   return p;
234 }
235
236 void MC_ddfs_init(void){
237
238   raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
239
240   XBT_INFO("**************************************************");
241   XBT_INFO("Double-DFS init");
242   XBT_INFO("**************************************************");
243
244   mc_pair_stateless_t mc_initial_pair = NULL;
245   mc_state_t initial_graph_state = NULL;
246   smx_process_t process; 
247
248  
249   MC_wait_for_requests();
250
251   MC_SET_RAW_MEM;
252
253   initial_graph_state = MC_state_pair_new();
254   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
255     if(MC_process_is_enabled(process)){
256       MC_state_interleave_process(initial_graph_state, process);
257     }
258   }
259
260   reached_pairs = xbt_dynar_new(sizeof(mc_pair_reached_t), NULL);
261   successors = xbt_dynar_new(sizeof(mc_pair_stateless_t), NULL);
262
263   /* Save the initial state */
264   initial_snapshot_liveness = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
265   MC_take_snapshot_liveness(initial_snapshot_liveness);
266
267   MC_UNSET_RAW_MEM; 
268
269   /* Get .plt section (start and end addresses) for data libsimgrid and data program comparison */
270   get_libsimgrid_plt_section();
271   get_binary_plt_section();
272
273   unsigned int cursor = 0;
274   xbt_state_t state;
275
276   xbt_dynar_foreach(_mc_property_automaton->states, cursor, state){
277     if(state->type == -1){
278       
279       MC_SET_RAW_MEM;
280       mc_initial_pair = new_pair_stateless(initial_graph_state, state, MC_state_interleave_size(initial_graph_state));
281       xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, mc_initial_pair);
282       MC_UNSET_RAW_MEM;
283       
284       if(cursor != 0){
285         MC_restore_snapshot(initial_snapshot_liveness);
286         MC_UNSET_RAW_MEM;
287       }
288
289       MC_ddfs(0);
290
291     }else{
292       if(state->type == 2){
293       
294         MC_SET_RAW_MEM;
295         mc_initial_pair = new_pair_stateless(initial_graph_state, state, MC_state_interleave_size(initial_graph_state));
296         xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, mc_initial_pair);
297         MC_UNSET_RAW_MEM;
298
299         set_pair_reached(state);
300
301         if(cursor != 0){
302           MC_restore_snapshot(initial_snapshot_liveness);
303           MC_UNSET_RAW_MEM;
304         }
305   
306         MC_ddfs(1);
307   
308       }
309     }
310   }
311
312   if(raw_mem_set)
313     MC_SET_RAW_MEM;
314   else
315     MC_UNSET_RAW_MEM;
316   
317
318 }
319
320
321 void MC_ddfs(int search_cycle){
322
323   raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
324
325   smx_process_t process;
326   mc_pair_stateless_t current_pair = NULL;
327
328   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) == 0)
329     return;
330
331
332   /* Get current pair */
333   current_pair = (mc_pair_stateless_t)xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_stack_liveness));
334
335   /* Update current state in buchi automaton */
336   _mc_property_automaton->current_state = current_pair->automaton_state;
337
338  
339   XBT_INFO("********************* ( Depth = %d, search_cycle = %d )", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness), search_cycle);
340  
341   mc_stats_pair->visited_pairs++;
342
343   //sleep(1);
344
345   int value;
346   mc_state_t next_graph_state = NULL;
347   smx_simcall_t req = NULL;
348   char *req_str;
349
350   xbt_transition_t transition_succ;
351   unsigned int cursor = 0;
352   int res;
353
354   mc_pair_stateless_t next_pair = NULL;
355   mc_pair_stateless_t pair_succ;
356   
357   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) < MAX_DEPTH_LIVENESS){
358
359     if(current_pair->requests > 0){
360
361       while((req = MC_state_get_request(current_pair->graph_state, &value)) != NULL){
362    
363         /* Debug information */
364        
365         req_str = MC_request_to_string(req, value);
366         XBT_INFO("Execute: %s", req_str);
367         xbt_free(req_str);
368
369         MC_state_set_executed_request(current_pair->graph_state, req, value);   
370
371         /* Answer the request */
372         SIMIX_simcall_pre(req, value);
373
374         /* Wait for requests (schedules processes) */
375         MC_wait_for_requests();
376
377         MC_SET_RAW_MEM;
378
379         /* Create the new expanded graph_state */
380         next_graph_state = MC_state_pair_new();
381
382         /* Get enabled process and insert it in the interleave set of the next graph_state */
383         xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
384           if(MC_process_is_enabled(process)){
385             MC_state_interleave_process(next_graph_state, process);
386           }
387         }
388
389         xbt_dynar_reset(successors);
390
391         MC_UNSET_RAW_MEM;
392
393
394         cursor= 0;
395         xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
396
397           res = MC_automaton_evaluate_label(transition_succ->label);
398
399           if(res == 1){ // enabled transition in automaton
400             MC_SET_RAW_MEM;
401             next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
402             xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
403             MC_UNSET_RAW_MEM;
404           }
405
406         }
407
408         cursor = 0;
409    
410         xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
411       
412           res = MC_automaton_evaluate_label(transition_succ->label);
413   
414           if(res == 2){ // true transition in automaton
415             MC_SET_RAW_MEM;
416             next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
417             xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
418             MC_UNSET_RAW_MEM;
419           }
420
421         }
422
423         cursor = 0; 
424   
425         xbt_dynar_foreach(successors, cursor, pair_succ){
426
427           if(search_cycle == 1){
428
429             if((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2)){ 
430           
431               if(reached(pair_succ->automaton_state)){
432         
433                 XBT_INFO("Next pair (depth = %d, %u interleave) already reached !", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) + 1, MC_state_interleave_size(pair_succ->graph_state));
434
435                 XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
436                 XBT_INFO("|             ACCEPTANCE CYCLE            |");
437                 XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
438                 XBT_INFO("Counter-example that violates formula :");
439                 MC_show_stack_liveness(mc_stack_liveness);
440                 MC_dump_stack_liveness(mc_stack_liveness);
441                 MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
442                 exit(0);
443
444               }else{
445
446                 XBT_INFO("Next pair (depth =%d) -> Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) + 1, pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
447
448                 XBT_INFO("Reached pairs : %lu", xbt_dynar_length(reached_pairs));
449
450                 MC_SET_RAW_MEM;
451                 xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
452                 MC_UNSET_RAW_MEM;
453     
454                 MC_ddfs(search_cycle);
455
456               }
457
458             }else{
459
460               MC_SET_RAW_MEM;
461               xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
462               MC_UNSET_RAW_MEM;
463               
464               MC_ddfs(search_cycle);
465                
466             }
467
468           }else{
469     
470             if(((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2))){
471
472               XBT_INFO("Next pair (depth =%d) -> Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) + 1, pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
473       
474               set_pair_reached(pair_succ->automaton_state); 
475
476               search_cycle = 1;
477
478               XBT_INFO("Reached pairs : %lu", xbt_dynar_length(reached_pairs));
479
480             }
481
482             MC_SET_RAW_MEM;
483             xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
484             MC_UNSET_RAW_MEM;
485             
486             MC_ddfs(search_cycle);
487            
488           }
489
490    
491           /* Restore system before checking others successors */
492           if(cursor != (xbt_dynar_length(successors) - 1))
493             MC_replay_liveness(mc_stack_liveness, 1);
494   
495     
496         }
497
498         if(MC_state_interleave_size(current_pair->graph_state) > 0){
499           XBT_INFO("Backtracking to depth %d", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness));
500           MC_replay_liveness(mc_stack_liveness, 0);
501         }
502       }
503
504  
505     }else{  /*No request to execute, search evolution in B├╝chi automaton */
506
507       MC_SET_RAW_MEM;
508
509       /* Create the new expanded graph_state */
510       next_graph_state = MC_state_pair_new();
511
512       xbt_dynar_reset(successors);
513
514       MC_UNSET_RAW_MEM;
515
516
517       cursor= 0;
518       xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
519
520         res = MC_automaton_evaluate_label(transition_succ->label);
521
522         if(res == 1){ // enabled transition in automaton
523           MC_SET_RAW_MEM;
524           next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
525           xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
526           MC_UNSET_RAW_MEM;
527         }
528
529       }
530
531       cursor = 0;
532    
533       xbt_dynar_foreach(current_pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
534       
535         res = MC_automaton_evaluate_label(transition_succ->label);
536   
537         if(res == 2){ // true transition in automaton
538           MC_SET_RAW_MEM;
539           next_pair = new_pair_stateless(next_graph_state, transition_succ->dst, MC_state_interleave_size(next_graph_state));
540           xbt_dynar_push(successors, &next_pair);
541           MC_UNSET_RAW_MEM;
542         }
543
544       }
545
546       cursor = 0; 
547      
548       xbt_dynar_foreach(successors, cursor, pair_succ){
549
550         if(search_cycle == 1){
551
552           if((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2)){ 
553
554             if(reached(pair_succ->automaton_state)){
555            
556               XBT_INFO("Next pair (depth = %d) already reached !", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) + 1);
557         
558               XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
559               XBT_INFO("|             ACCEPTANCE CYCLE            |");
560               XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
561               XBT_INFO("Counter-example that violates formula :");
562               MC_show_stack_liveness(mc_stack_liveness);
563               MC_dump_stack_liveness(mc_stack_liveness);
564               MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
565               exit(0);
566
567             }else{
568
569               XBT_INFO("Next pair (depth = %d) -> Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) + 1, pair_succ->graph_state, pair_succ->automaton_state, pair_succ->automaton_state->id);
570         
571               XBT_INFO("Reached pairs : %lu", xbt_dynar_length(reached_pairs));
572
573               MC_SET_RAW_MEM;
574               xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
575               MC_UNSET_RAW_MEM;
576         
577               MC_ddfs(search_cycle);
578
579             }
580
581           }else{
582
583             MC_SET_RAW_MEM;
584             xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
585             MC_UNSET_RAW_MEM;
586             
587             MC_ddfs(search_cycle);
588             
589           }
590       
591
592         }else{
593       
594           if(((pair_succ->automaton_state->type == 1) || (pair_succ->automaton_state->type == 2))){
595
596             set_pair_reached(pair_succ->automaton_state);
597          
598             search_cycle = 1;
599
600             XBT_INFO("Reached pairs : %lu", xbt_dynar_length(reached_pairs));
601
602           }
603
604           MC_SET_RAW_MEM;
605           xbt_fifo_unshift(mc_stack_liveness, pair_succ);
606           MC_UNSET_RAW_MEM;
607           
608           MC_ddfs(search_cycle);
609           
610         }
611
612         /* Restore system before checking others successors */
613         if(cursor != xbt_dynar_length(successors) - 1)
614           MC_replay_liveness(mc_stack_liveness, 1);
615
616    
617       }
618            
619     }
620     
621   }else{
622     
623     XBT_INFO("Max depth reached");
624
625   }
626
627   if(xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) == MAX_DEPTH_LIVENESS ){
628     XBT_INFO("Pair (graph=%p, automaton =%p, search_cycle = %d, depth = %d) shifted in stack, maximum depth reached", current_pair->graph_state, current_pair->automaton_state, search_cycle, xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) );
629   }else{
630     XBT_INFO("Pair (graph=%p, automaton =%p, search_cycle = %d, depth = %d) shifted in stack", current_pair->graph_state, current_pair->automaton_state, search_cycle, xbt_fifo_size(mc_stack_liveness) );
631   }
632
633   
634   MC_SET_RAW_MEM;
635   xbt_fifo_shift(mc_stack_liveness);
636   if((current_pair->automaton_state->type == 1) || (current_pair->automaton_state->type == 2)){
637     xbt_dynar_pop(reached_pairs, NULL);
638   }
639   MC_UNSET_RAW_MEM;
640
641   if(raw_mem_set)
642     MC_SET_RAW_MEM;
643   else
644     MC_UNSET_RAW_MEM;
645
646 }