src/mc/explo/udpor/EventSet.cpp

   1 /* Copyright (c) 2008-2023. The 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 "src/mc/explo/udpor/EventSet.hpp"
   7 #include "src/mc/explo/udpor/Configuration.hpp"
   8 #include "src/mc/explo/udpor/History.hpp"
   9 #include "src/mc/explo/udpor/UnfoldingEvent.hpp"
  10 #include "src/xbt/utils/iter/variable_for_loop.hpp"
  11
  12 #include <stack>
  13 #include <vector>
  14
  15 namespace simgrid::mc::udpor {
  16
  17 EventSet::EventSet(Configuration&& config) : EventSet(config.get_events()) {}
  18
  19 void EventSet::remove(const UnfoldingEvent* e)
  20 {
  21   this->events_.erase(e);
  22 }
  23
  24 void EventSet::subtract(const EventSet& other)
  25 {
  26   this->events_ = std::move(subtracting(other).events_);
  27 }
  28
  29 void EventSet::subtract(const Configuration& config)
  30 {
  31   subtract(config.get_events());
  32 }
  33
  34 EventSet EventSet::subtracting(const EventSet& other) const
  35 {
  36   std::unordered_set<const UnfoldingEvent*> result = this->events_;
  37
  38   for (const UnfoldingEvent* e : other.events_)
  39     result.erase(e);
  40
  41   return EventSet(std::move(result));
  42 }
  43
  44 EventSet EventSet::subtracting(const Configuration& config) const
  45 {
  46   return subtracting(config.get_events());
  47 }
  48
  49 EventSet EventSet::subtracting(const UnfoldingEvent* e) const
  50 {
  51   auto result = this->events_;
  52   result.erase(e);
  53   return EventSet(std::move(result));
  54 }
  55
  56 void EventSet::insert(const UnfoldingEvent* e)
  57 {
  58   this->events_.insert(e);
  59 }
  60
  61 void EventSet::form_union(const EventSet& other)
  62 {
  63   this->events_ = std::move(make_union(other).events_);
  64 }
  65
  66 void EventSet::form_union(const Configuration& config)
  67 {
  68   form_union(config.get_events());
  69 }
  70
  71 EventSet EventSet::make_union(const UnfoldingEvent* e) const
  72 {
  73   auto result = this->events_;
  74   result.insert(e);
  75   return EventSet(std::move(result));
  76 }
  77
  78 EventSet EventSet::make_union(const EventSet& other) const
  79 {
  80   std::unordered_set<const UnfoldingEvent*> result = this->events_;
  81
  82   for (const UnfoldingEvent* e : other.events_)
  83     result.insert(e);
  84
  85   return EventSet(std::move(result));
  86 }
  87
  88 EventSet EventSet::make_union(const Configuration& config) const
  89 {
  90   return make_union(config.get_events());
  91 }
  92
  93 size_t EventSet::size() const
  94 {
  95   return this->events_.size();
  96 }
  97
  98 bool EventSet::empty() const
  99 {
 100   return this->events_.empty();
 101 }
 102
 103 bool EventSet::contains(const UnfoldingEvent* e) const
 104 {
 105   return this->events_.find(e) != this->events_.end();
 106 }
 107
 108 bool EventSet::is_subset_of(const EventSet& other) const
 109 {
 110   // If there is some element not contained in `other`, then
 111   // the set difference will contain that element and the
 112   // result won't be empty
 113   return subtracting(other).empty();
 114 }
 115
 116 bool EventSet::is_valid_configuration() const
 117 {
 118   /// @invariant: A collection of events `E` is a configuration
 119   /// if and only if following while following the history of
 120   /// each event `e` of `E` you remain in `E`. In other words, you
 121   /// only see events from set `E`
 122   ///
 123   /// The simple proof is based on the definition of a configuration
 124   /// which requires that all events have their history contained
 125   /// in the set
 126   const History history(*this);
 127   return this->contains(history);
 128 }
 129
 130 bool EventSet::contains(const History& history) const
 131 {
 132   return std::all_of(history.begin(), history.end(), [=](const UnfoldingEvent* e) { return this->contains(e); });
 133 }
 134
 135 bool EventSet::is_maximal() const
 136 {
 137   // A set of events is maximal if no event from
 138   // the original set is ruled out when traversing
 139   // the history of the events
 140   const History history(*this);
 141   return *this == history.get_all_maximal_events();
 142 }
 143
 144 bool EventSet::is_conflict_free() const
 145 {
 146   const auto begin = simgrid::xbt::variable_for_loop<const EventSet>{{*this}, {*this}};
 147   const auto end   = simgrid::xbt::variable_for_loop<const EventSet>();
 148   return std::none_of(begin, end, [=](const auto event_pair) {
 149     const UnfoldingEvent* e1 = *event_pair[0];
 150     const UnfoldingEvent* e2 = *event_pair[1];
 151     return e1->conflicts_with(e2);
 152   });
 153 }
 154
 155 std::vector<const UnfoldingEvent*> EventSet::get_topological_ordering() const
 156 {
 157   // This is essentially an implementation of detecting cycles
 158   // in a graph with coloring, except it makes a topological
 159   // ordering out of it
 160   if (empty()) {
 161     return std::vector<const UnfoldingEvent*>();
 162   }
 163
 164   std::stack<const UnfoldingEvent*> event_stack;
 165   std::vector<const UnfoldingEvent*> topological_ordering;
 166   EventSet unknown_events = *this;
 167   EventSet temporarily_marked_events;
 168   EventSet permanently_marked_events;
 169
 170   while (not unknown_events.empty()) {
 171     EventSet discovered_events;
 172     event_stack.push(*unknown_events.begin());
 173
 174     while (not event_stack.empty()) {
 175       const UnfoldingEvent* evt = event_stack.top();
 176       discovered_events.insert(evt);
 177
 178       if (not temporarily_marked_events.contains(evt)) {
 179         // If this event hasn't yet been marked, do
 180         // so now so that if we both see it
 181         // again in a child we can detect a cycle
 182         temporarily_marked_events.insert(evt);
 183
 184         EventSet immediate_causes = evt->get_immediate_causes();
 185         if (!immediate_causes.empty() && immediate_causes.is_subset_of(temporarily_marked_events)) {
 186           throw std::invalid_argument("Attempted to perform a topological sort on a configuration "
 187                                       "whose contents contain a cycle. The configuration (and the graph "
 188                                       "connecting all of the events) is an invalid event structure");
 189         }
 190         immediate_causes.subtract(discovered_events);
 191         immediate_causes.subtract(permanently_marked_events);
 192         std::for_each(immediate_causes.begin(), immediate_causes.end(),
 193                       [&event_stack](const UnfoldingEvent* cause) { event_stack.push(cause); });
 194       } else {
 195         unknown_events.remove(evt);
 196         temporarily_marked_events.remove(evt);
 197         permanently_marked_events.insert(evt);
 198
 199         // In moving this event to the end of the list,
 200         // we are saying this events "happens before" other
 201         // events that are added later.
 202         if (this->contains(evt)) {
 203           topological_ordering.push_back(evt);
 204         }
 205
 206         // Only now do we remove the event, i.e. once
 207         // we've processed the same event twice
 208         event_stack.pop();
 209       }
 210     }
 211   }
 212   return topological_ordering;
 213 }
 214
 215 std::vector<const UnfoldingEvent*> EventSet::get_topological_ordering_of_reverse_graph() const
 216 {
 217   // The implementation exploits the property that
 218   // a topological sorting S^R of the reverse graph G^R
 219   // of some graph G is simply the reverse of any
 220   // topological sorting S of G.
 221   auto topological_events = get_topological_ordering();
 222   std::reverse(topological_events.begin(), topological_events.end());
 223   return topological_events;
 224 }
 225
 226 std::vector<const UnfoldingEvent*> EventSet::move_into_vector() const&&
 227 {
 228   std::vector<const UnfoldingEvent*> contents;
 229   contents.reserve(size());
 230
 231   for (auto&& event : *this) {
 232     contents.push_back(event);
 233   }
 234
 235   return contents;
 236 }
 237
 238 } // namespace simgrid::mc::udpor