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model-checker : parallel system state comparison for safety MC
[simgrid.git] / src / mc / mc_dpor.c
index cefef35..4209fac 100644 (file)
-/* Copyright (c) 2008 Martin Quinson, Cristian Rosa.
  All rights reserved.                                          */
+/* Copyright (c) 2008-2013. The SimGrid Team.
* All rights reserved.                                                     */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
 
-#include "private.h"
+#include "mc_private.h"
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_dpor, mc,
                                 "Logging specific to MC DPOR exploration");
 
-/**
- *  \brief Initialize the DPOR exploration algorithm
- */
-void MC_dpor_init()
-{
-  mc_state_t initial_state = NULL;
-  smx_process_t process;
-  
-  /* Create the initial state and push it into the exploration stack */
-  MC_SET_RAW_MEM;
-  initial_state = MC_state_new();
-  xbt_fifo_unshift(mc_stack, initial_state);
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
+/********** Global variables **********/
 
-  XBT_DEBUG("**************************************************");
-  XBT_DEBUG("Initial state");
+xbt_dynar_t visited_states;
+xbt_dict_t first_enabled_state;
 
-  /* Wait for requests (schedules processes) */
-  MC_wait_for_requests();
+/********** Static functions ***********/
 
-  MC_SET_RAW_MEM;
-  /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the initial state */
-  xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-    if(MC_process_is_enabled(process)){
-      MC_state_interleave_process(initial_state, process);
-      break;
-    }
+static void visited_state_free(mc_visited_state_t state){
+  if(state){
+    MC_free_snapshot(state->system_state);
+    xbt_free(state);
   }
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-    
-  /* FIXME: Update Statistics 
-  mc_stats->state_size +=
-      xbt_setset_set_size(initial_state->enabled_transitions); */
 }
 
+static void visited_state_free_voidp(void *s){
+  visited_state_free((mc_visited_state_t) * (void **) s);
+}
 
-/**
- *     \brief Perform the model-checking operation using a depth-first search exploration
- *         with Dynamic Partial Order Reductions
- */
-void MC_dpor(void)
-{
-  char *req_str;
-  int value;
-  smx_req_t req = NULL, prev_req = NULL;
-  mc_state_t state = NULL, prev_state = NULL, next_state = NULL;
-  smx_process_t process = NULL;
-  xbt_fifo_item_t item = NULL;
-
-  while (xbt_fifo_size(mc_stack) > 0) {
-
-    /* Get current state */
-    state = (mc_state_t) 
-      xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_stack));
-
-    XBT_DEBUG("**************************************************");
-    XBT_DEBUG("Exploration depth=%d (state=%p)(%u interleave)",
-           xbt_fifo_size(mc_stack), state,
-           MC_state_interleave_size(state));
-
-    /* Update statistics */
-    mc_stats->visited_states++;
-
-    /* If there are processes to interleave and the maximum depth has not been reached
-       then perform one step of the exploration algorithm */
-    if (xbt_fifo_size(mc_stack) < MAX_DEPTH &&
-        (req = MC_state_get_request(state, &value))) {
+static mc_visited_state_t visited_state_new(){
 
-      /* Debug information */
-      if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
-        req_str = MC_request_to_string(req, value);
-        XBT_DEBUG("Execute: %s", req_str);
-        xbt_free(req_str);
-      }
+  mc_visited_state_t new_state = NULL;
+  new_state = xbt_new0(s_mc_visited_state_t, 1);
+  new_state->heap_bytes_used = mmalloc_get_bytes_used(std_heap);
+  new_state->nb_processes = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
+  new_state->system_state = MC_take_snapshot();
+  new_state->num = mc_stats->expanded_states;
+  new_state->other_num = -1;
 
-      MC_state_set_executed_request(state, req, value);
-      mc_stats->executed_transitions++;
+  return new_state;
+  
+}
 
-      /* Answer the request */
-      SIMIX_request_pre(req, value); /* After this call req is no longer usefull */
+static int get_search_interval(xbt_dynar_t all_states, mc_visited_state_t state, int *min, int *max){
 
-      /* Wait for requests (schedules processes) */
-      MC_wait_for_requests();
+  int raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
 
-      /* Create the new expanded state */
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      next_state = MC_state_new();
-      xbt_fifo_unshift(mc_stack, next_state);
+  MC_SET_RAW_MEM;
 
-      /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the next state */
-      xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-        if(MC_process_is_enabled(process)){
-          MC_state_interleave_process(next_state, process);
-          break;
+  int cursor = 0, previous_cursor, next_cursor;
+  mc_visited_state_t state_test;
+  int start = 0;
+  int end = xbt_dynar_length(all_states) - 1;
+  
+  while(start <= end){
+    cursor = (start + end) / 2;
+    state_test = (mc_visited_state_t)xbt_dynar_get_as(all_states, cursor, mc_visited_state_t);
+    if(state_test->nb_processes < state->nb_processes){
+      start = cursor + 1;
+    }else if(state_test->nb_processes > state->nb_processes){
+      end = cursor - 1;
+    }else{
+      if(state_test->heap_bytes_used < state->heap_bytes_used){
+        start = cursor +1;
+      }else if(state_test->heap_bytes_used > state->heap_bytes_used){
+        end = cursor - 1;
+      }else{
+        *min = *max = cursor;
+        previous_cursor = cursor - 1;
+        while(previous_cursor >= 0){
+          state_test = (mc_visited_state_t)xbt_dynar_get_as(all_states, previous_cursor, mc_visited_state_t);
+          if(state_test->nb_processes != state->nb_processes || state_test->heap_bytes_used != state->heap_bytes_used)
+            break;
+          *min = previous_cursor;
+          previous_cursor--;
         }
-      }
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-
-      /* FIXME: Update Statistics
-      mc_stats->state_size +=
-          xbt_setset_set_size(next_state->enabled_transitions);*/
-
-      /* Let's loop again */
-
-      /* The interleave set is empty or the maximum depth is reached, let's back-track */
-    } else {
-      XBT_DEBUG("There are no more processes to interleave.");
-
-      /* Trash the current state, no longer needed */
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      xbt_fifo_shift(mc_stack);
-      MC_state_delete(state);
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-
-      /* Check for deadlocks */
-      if(MC_deadlock_check()){
-        MC_show_deadlock(NULL);
-        return;
-      }
-
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      /* Traverse the stack backwards until a state with a non empty interleave
-         set is found, deleting all the states that have it empty in the way.
-         For each deleted state, check if the request that has generated it 
-         (from it's predecesor state), depends on any other previous request 
-         executed before it. If it does then add it to the interleave set of the
-         state that executed that previous request. */
-      while ((state = xbt_fifo_shift(mc_stack)) != NULL) {
-        req = MC_state_get_internal_request(state);
-        xbt_fifo_foreach(mc_stack, item, prev_state, mc_state_t) {
-          if(MC_request_depend(req, MC_state_get_internal_request(prev_state))){
-            if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
-              XBT_DEBUG("Dependent Transitions:");
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(prev_state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (state=%p)", req_str, prev_state);
-              xbt_free(req_str);
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (state=%p)", req_str, state);
-              xbt_free(req_str);              
-            }
-
-            if(!MC_state_process_is_done(prev_state, req->issuer))
-              MC_state_interleave_process(prev_state, req->issuer);
-            else
-              XBT_DEBUG("Process %p is in done set", req->issuer);
-
+        next_cursor = cursor + 1;
+        while(next_cursor < xbt_dynar_length(all_states)){
+          state_test = (mc_visited_state_t)xbt_dynar_get_as(all_states, next_cursor, mc_visited_state_t);
+          if(state_test->nb_processes != state->nb_processes || state_test->heap_bytes_used != state->heap_bytes_used)
             break;
-          }
+          *max = next_cursor;
+          next_cursor++;
         }
-        if (MC_state_interleave_size(state)) {
-          /* We found a back-tracking point, let's loop */
-          xbt_fifo_unshift(mc_stack, state);
-          XBT_DEBUG("Back-tracking to depth %d", xbt_fifo_size(mc_stack));
+        if(!raw_mem_set)
           MC_UNSET_RAW_MEM;
-          MC_replay(mc_stack);
-          break;
-        } else {
-          MC_state_delete(state);
-        }
+        return -1;
       }
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-    }
+     }
   }
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-  return;
-}
 
+  if(!raw_mem_set)
+    MC_UNSET_RAW_MEM;
 
-/********************* DPOR without replay *********************/
-
-mc_state_ws_t new_state_ws(mc_snapshot_t s, mc_state_t gs){
-  mc_state_ws_t sws = NULL;
-  sws = xbt_new0(s_mc_state_ws_t, 1);
-  sws->system_state = s;
-  sws->graph_state = gs;
-  return sws;
+  return cursor;
 }
 
-void MC_dpor_with_restore_snapshot_init(){
+static int is_visited_state(){
 
-  XBT_DEBUG("**************************************************");
-  XBT_DEBUG("DPOR (with restore snapshot) init");
-  XBT_DEBUG("**************************************************");
+  if(_sg_mc_visited == 0)
+    return -1;
 
-  mc_state_t initial_graph_state;
-  smx_process_t process; 
-  mc_snapshot_t initial_system_snapshot;
-  mc_state_ws_t initial_state ;
-  
-  MC_wait_for_requests();
+  int raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
 
   MC_SET_RAW_MEM;
 
-  initial_system_snapshot = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
-
-  initial_graph_state = MC_state_new();
-  xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-    if(MC_process_is_enabled(process)){
-      MC_state_interleave_process(initial_graph_state, process);
-      break;
-    }
-  }
-
-  MC_take_snapshot(initial_system_snapshot);
-
-  initial_state = new_state_ws(initial_system_snapshot, initial_graph_state);
-  xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, initial_state);
-
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-         
-  MC_dpor_with_restore_snapshot();
-
-}
-
-void MC_dpor_with_restore_snapshot(){
-
-  smx_process_t process = NULL;
+  mc_visited_state_t new_state = visited_state_new();
   
-  if(xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) == 0)
-    return;
-
-  int value;
-  mc_state_t next_graph_state = NULL;
-  smx_req_t req = NULL, prev_req = NULL;
-  char *req_str;
-  xbt_fifo_item_t item = NULL;
-
-  mc_snapshot_t next_snapshot;
-  mc_state_ws_t current_state;
-  mc_state_ws_t prev_state;
-  mc_state_ws_t next_state;
-  while(xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) > 0){
-
-    current_state = (mc_state_ws_t)xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_snapshot_stack));
-
-    
-    XBT_DEBUG("**************************************************");
-    XBT_DEBUG("Depth : %d, State : %p , %u interleave", xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack),current_state, MC_state_interleave_size(current_state->graph_state));
-    
+  if(xbt_dynar_is_empty(visited_states)){
 
-    if((xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) < MAX_DEPTH) && (req = MC_state_get_request(current_state->graph_state, &value))){
+    xbt_dynar_push(visited_states, &new_state); 
 
-      /* Debug information */
-      if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
-       req_str = MC_request_to_string(req, value);
-       XBT_DEBUG("Execute: %s", req_str);
-       xbt_free(req_str);
-      }
-
-      MC_state_set_executed_request(current_state->graph_state, req, value);
-
-      /* Answer the request */
-      SIMIX_request_pre(req, value);
-      
-      /* Wait for requests (schedules processes) */
-      MC_wait_for_requests();
-      
-      /* Create the new expanded graph_state */
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      
-      next_graph_state = MC_state_new();
-      
-      /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the next graph_state */
-      xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-       if(MC_process_is_enabled(process)){
-         MC_state_interleave_process(next_graph_state, process);
-         break;
-       }
-      }
-
-      next_snapshot = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
-      MC_take_snapshot(next_snapshot);
-
-      next_state = new_state_ws(next_snapshot, next_graph_state);
-      xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, next_state);
-      
+    if(!raw_mem_set)
       MC_UNSET_RAW_MEM;
 
+    return -1;
+
+  }else{
+
+    int min = -1, max = -1, index;
+    int res;
+    mc_visited_state_t state_test;
+
+    index = get_search_interval(visited_states, new_state, &min, &max);
+
+    if(min != -1 && max != -1){
+      res = xbt_parmap_mc_apply(parmap, snapshot_compare, xbt_dynar_get_ptr(visited_states, min), (max-min)+1, new_state);
+      if(res != -1){
+        state_test = (mc_visited_state_t)xbt_dynar_get_as(visited_states, (min+res)-1, mc_visited_state_t);
+        if(state_test->other_num == -1)
+          new_state->other_num = state_test->num;
+        else
+          new_state->other_num = state_test->other_num;
+        if(dot_output == NULL)
+          XBT_DEBUG("State %d already visited ! (equal to state %d)", new_state->num, state_test->num);
+        else
+          XBT_DEBUG("State %d already visited ! (equal to state %d (state %d in dot_output))", new_state->num, state_test->num, new_state->other_num);
+        xbt_dynar_remove_at(visited_states, (min + res) - 1, NULL);
+        xbt_dynar_insert_at(visited_states, (min+res) - 1, &new_state);
+        if(!raw_mem_set)
+          MC_UNSET_RAW_MEM;
+        return new_state->other_num;
+      } 
+      xbt_dynar_insert_at(visited_states, min, &new_state);
     }else{
-      XBT_DEBUG("There are no more processes to interleave.");
-      
-      /* Trash the current state, no longer needed */
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      xbt_fifo_shift(mc_snapshot_stack);
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-
-      while((current_state = xbt_fifo_shift(mc_snapshot_stack)) != NULL){
-       req = MC_state_get_internal_request(current_state->graph_state);
-       xbt_fifo_foreach(mc_snapshot_stack, item, prev_state, mc_state_ws_t) {
-          if(MC_request_depend(req, MC_state_get_internal_request(prev_state->graph_state))){
-            if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
-              XBT_DEBUG("Dependent Transitions:");
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(prev_state->graph_state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (state=%p)", req_str, prev_state->graph_state);
-              xbt_free(req_str);
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(current_state->graph_state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (state=%p)", req_str, current_state->graph_state);
-              xbt_free(req_str);              
-            }
-
-            if(!MC_state_process_is_done(prev_state->graph_state, req->issuer)){
-              MC_state_interleave_process(prev_state->graph_state, req->issuer);
-             
-           } else {
-              XBT_DEBUG("Process %p is in done set", req->issuer);
-           }
+      state_test = (mc_visited_state_t)xbt_dynar_get_as(visited_states, index, mc_visited_state_t);
+      if(state_test->nb_processes < new_state->nb_processes){
+        xbt_dynar_insert_at(visited_states, index+1, &new_state);
+      }else{
+        if(state_test->heap_bytes_used < new_state->heap_bytes_used)
+          xbt_dynar_insert_at(visited_states, index + 1, &new_state);
+        else
+          xbt_dynar_insert_at(visited_states, index, &new_state);
+      }
+    }
 
-            break;
-          }
+    if(xbt_dynar_length(visited_states) > _sg_mc_visited){
+      int min2 = mc_stats->expanded_states;
+      unsigned int cursor2 = 0;
+      unsigned int index2 = 0;
+      xbt_dynar_foreach(visited_states, cursor2, state_test){
+        if(state_test->num < min2){
+          index2 = cursor2;
+          min2 = state_test->num;
         }
-
-       if(MC_state_interleave_size(current_state->graph_state)){
-         MC_restore_snapshot(current_state->system_state);
-         xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, current_state);
-         XBT_DEBUG("Back-tracking to depth %d", xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack));
-         MC_UNSET_RAW_MEM;
-         break;
-       }
       }
+      xbt_dynar_remove_at(visited_states, index2, NULL);
+    }
 
+    if(!raw_mem_set)
       MC_UNSET_RAW_MEM;
-
-    } 
+    
+    return -1;
+    
   }
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-  return;
-}
-
-
-
-/************ DPOR 2 (invisible and independant transitions) ************/
-
-xbt_dynar_t reached_pairs_prop;
-
-mc_prop_ato_t new_proposition(char* id, int value){
-  mc_prop_ato_t prop = NULL;
-  prop = xbt_new0(s_mc_prop_ato_t, 1);
-  prop->id = strdup(id);
-  prop->value = value;
-  return prop;
 }
 
-mc_pair_prop_t new_pair_prop(mc_snapshot_t sn, mc_state_t sg, xbt_state_t st){
-  mc_pair_prop_t pair = NULL;
-  pair = xbt_new0(s_mc_pair_prop_t, 1);
-  pair->system_state = sn;
-  pair->automaton_state = st;
-  pair->graph_state = sg;
-  pair->propositions = xbt_dynar_new(sizeof(mc_prop_ato_t), NULL);
-  mc_stats_pair->expanded_pairs++;
-  return pair;
-}
-
-int reached_prop(mc_pair_prop_t pair){
-
-  char* hash_reached = malloc(sizeof(char)*160);
-  unsigned int c= 0;
-
-  MC_SET_RAW_MEM;
-  char *hash = malloc(sizeof(char)*160);
-  xbt_sha((char *)&pair, hash);
-  xbt_dynar_foreach(reached_pairs_prop, c, hash_reached){
-    if(strcmp(hash, hash_reached) == 0){
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-      return 1;
-    }
-  }
+/**
+ *  \brief Initialize the DPOR exploration algorithm
+ */
+void MC_dpor_init()
+{
   
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-  return 0;
-}
+  int raw_mem_set = (mmalloc_get_current_heap() == raw_heap);
 
-void set_pair_prop_reached(mc_pair_prop_t pair){
-
-  if(reached_prop(pair) == 0){
-    MC_SET_RAW_MEM;
-    char *hash = malloc(sizeof(char)*160) ;
-    xbt_sha((char *)&pair, hash);
-    xbt_dynar_push(reached_pairs_prop, &hash); 
-    MC_UNSET_RAW_MEM;
-  }
-
-}
-
-
-void MC_dpor2_init(xbt_automaton_t a)
-{
-  mc_pair_prop_t initial_pair = NULL;
-  mc_state_t initial_graph_state = NULL;
-  mc_snapshot_t initial_system_state = NULL;
-  xbt_state_t initial_automaton_state = NULL;
+  mc_state_t initial_state = NULL;
   smx_process_t process;
   
-
+  /* Create the initial state and push it into the exploration stack */
   MC_SET_RAW_MEM;
-  initial_graph_state = MC_state_new();
+
+  initial_state = MC_state_new();
+  if(_sg_mc_visited > 0)
+    visited_states = xbt_dynar_new(sizeof(mc_visited_state_t), visited_state_free_voidp);
+
+  first_enabled_state = xbt_dict_new_homogeneous(&xbt_free_f);
+
   MC_UNSET_RAW_MEM;
 
+  XBT_DEBUG("**************************************************");
+  XBT_DEBUG("Initial state");
+
   /* Wait for requests (schedules processes) */
   MC_wait_for_requests();
 
   MC_SET_RAW_MEM;
+  /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the initial state */
   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
     if(MC_process_is_enabled(process)){
-      MC_state_interleave_process(initial_graph_state, process);
-      break;
+      MC_state_interleave_process(initial_state, process);
+      if(mc_reduce_kind != e_mc_reduce_none)
+        break;
     }
   }
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
-
-  unsigned int cursor = 0;
-  unsigned int cursor2 = 0;
-  xbt_state_t automaton_state = NULL;
-  int res;
-  xbt_transition_t transition_succ;
-
-  xbt_dynar_foreach(a->states, cursor, automaton_state){
-    if(automaton_state->type == -1){
-      xbt_dynar_foreach(automaton_state->out, cursor2, transition_succ){
-       res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);
-       if((res == 1) || (res == 2)){
-         initial_automaton_state = transition_succ->dst;
-         break;
-       }
-      }
-    }
 
-    if(xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) > 0)
-      break;
-  }
+  xbt_fifo_unshift(mc_stack_safety, initial_state);
 
-  if(xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) == 0){
-    cursor = 0;
-    xbt_dynar_foreach(a->states, cursor, automaton_state){
-      if(automaton_state->type == -1){
-       initial_automaton_state = automaton_state;
-       break;
-      }
+  /* To ensure the soundness of DPOR, we have to keep a list of 
+     processes which are still enabled at each step of the exploration. 
+     If max depth is reached, we interleave them in the state in which they have 
+     been enabled for the first time. */
+  xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
+    if(MC_process_is_enabled(process)){
+      char *key = bprintf("%lu", process->pid);
+      char *data = bprintf("%d", xbt_fifo_size(mc_stack_safety));
+      xbt_dict_set(first_enabled_state, key, data, NULL);
+      xbt_free(key);
     }
   }
 
-  reached_pairs_prop = xbt_dynar_new(sizeof(char *), NULL); 
-
-  MC_SET_RAW_MEM;
-  initial_system_state = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
-  MC_take_snapshot(initial_system_state);
-  initial_pair = new_pair_prop(initial_system_state, initial_graph_state, initial_automaton_state);
-  cursor = 0;
-  xbt_propositional_symbol_t ps;
-  xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, cursor, ps){
-    int (*f)() = ps->function;
-    int val = (*f)();
-    mc_prop_ato_t pa = new_proposition(ps->pred, val);
-    xbt_dynar_push(initial_pair->propositions, &pa);
-  } 
-  xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, initial_pair);
   MC_UNSET_RAW_MEM;
 
-
-  XBT_DEBUG("**************************************************");
-  XBT_DEBUG("Initial pair");
-
-  MC_dpor2(a, 0);
-    
+  if(raw_mem_set)
+    MC_SET_RAW_MEM;
+  else
+    MC_UNSET_RAW_MEM;
+  
 }
 
 
-void MC_dpor2(xbt_automaton_t a, int search_cycle)
+/**
+ *   \brief Perform the model-checking operation using a depth-first search exploration
+ *         with Dynamic Partial Order Reductions
+ */
+void MC_dpor(void)
 {
-  char *req_str;
+
+  char *req_str = NULL;
   int value;
-  smx_req_t req = NULL, prev_req = NULL;
-  mc_state_t next_graph_state = NULL;
-  mc_snapshot_t next_system_state = NULL;
-  xbt_state_t next_automaton_state = NULL;
-  xbt_transition_t transition_succ;
-  unsigned int cursor;
-  int res;
-  mc_pair_prop_t pair = NULL, next_pair = NULL, prev_pair = NULL;
+  smx_simcall_t req = NULL, prev_req = NULL;
+  mc_state_t state = NULL, prev_state = NULL, next_state = NULL, restore_state=NULL;
   smx_process_t process = NULL;
   xbt_fifo_item_t item = NULL;
+  int pos;
+  int visited_state = -1;
+  int enabled = 0;
 
-  while (xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) > 0) {
+  while (xbt_fifo_size(mc_stack_safety) > 0) {
 
-    /* Get current pair */
-    pair = (mc_pair_prop_t) 
-      xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_snapshot_stack));
+    /* Get current state */
+    state = (mc_state_t) 
+      xbt_fifo_get_item_content(xbt_fifo_get_first_item(mc_stack_safety));
 
     XBT_DEBUG("**************************************************");
-    XBT_DEBUG("Exploration depth=%d (pair=%p)(%u interleave)",
-           xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack), pair,
-           MC_state_interleave_size(pair->graph_state));
-
-    XBT_DEBUG("Propositions (%lu): ", xbt_dynar_length(pair->propositions));
-    
-    cursor = 0;
-    mc_prop_ato_t prop_at;
-    xbt_dynar_foreach(pair->propositions, cursor, prop_at){
-      XBT_DEBUG("Id : %s, value : %d", prop_at->id, prop_at->value);
-    } 
-
-
+    XBT_DEBUG("Exploration depth=%d (state=%p, num %d)(%u interleave, user_max_depth %d)",
+              xbt_fifo_size(mc_stack_safety), state, state->num,
+              MC_state_interleave_size(state), user_max_depth_reached);
+      
     /* Update statistics */
-    mc_stats_pair->visited_pairs++;
-
-    /* Test acceptance pair and acceptance cycle*/
-
-    if(pair->automaton_state->type == 1){
-      if(search_cycle == 0){
-       set_pair_prop_reached(pair);
-       XBT_DEBUG("Acceptance pair : graph=%p, automaton=%p(%s)", pair->graph_state, pair->automaton_state, pair->automaton_state->id);
-      }else{
-       if(reached_prop(pair) == 1){
-         XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
-         XBT_INFO("|             ACCEPTANCE CYCLE            |");
-         XBT_INFO("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
-         XBT_INFO("Counter-example that violates formula :");
-         MC_show_snapshot_stack(mc_snapshot_stack);
-         MC_dump_snapshot_stack(mc_snapshot_stack);
-         MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
-         exit(0);
-       }
-      }
-    }
+    mc_stats->visited_states++;
 
     /* If there are processes to interleave and the maximum depth has not been reached
        then perform one step of the exploration algorithm */
-    if (xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack) < MAX_DEPTH &&
-        (req = MC_state_get_request(pair->graph_state, &value))) {
+    if (xbt_fifo_size(mc_stack_safety) <= _sg_mc_max_depth && !user_max_depth_reached &&
+        (req = MC_state_get_request(state, &value)) && visited_state == -1) {
 
       /* Debug information */
       if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
@@ -551,74 +281,124 @@ void MC_dpor2(xbt_automaton_t a, int search_cycle)
         XBT_DEBUG("Execute: %s", req_str);
         xbt_free(req_str);
       }
+      
+      MC_SET_RAW_MEM;
+      if(dot_output != NULL)
+        req_str = MC_request_get_dot_output(req, value);
+      MC_UNSET_RAW_MEM;
 
-      MC_state_set_executed_request(pair->graph_state, req, value);
-      //mc_stats_pairs->executed_transitions++;
+      MC_state_set_executed_request(state, req, value);
+      mc_stats->executed_transitions++;
+
+      MC_SET_RAW_MEM;
+      char *key = bprintf("%lu", req->issuer->pid);
+      xbt_dict_remove(first_enabled_state, key); 
+      xbt_free(key);
+      MC_UNSET_RAW_MEM;
 
       /* Answer the request */
-      SIMIX_request_pre(req, value); /* After this call req is no longer usefull */
+      SIMIX_simcall_pre(req, value); /* After this call req is no longer usefull */
 
       /* Wait for requests (schedules processes) */
       MC_wait_for_requests();
 
       /* Create the new expanded state */
       MC_SET_RAW_MEM;
-      next_graph_state = MC_state_new();
 
-      /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the next state */
-      xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-        if(MC_process_is_enabled(process)){
-          MC_state_interleave_process(next_graph_state, process);
-          break;
+      next_state = MC_state_new();
+
+      if((visited_state = is_visited_state()) == -1){
+     
+        /* Get an enabled process and insert it in the interleave set of the next state */
+        xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
+          if(MC_process_is_enabled(process)){
+            MC_state_interleave_process(next_state, process);
+            if(mc_reduce_kind != e_mc_reduce_none)
+              break;
+          }
         }
-      }
 
-      next_system_state = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
-      MC_take_snapshot(next_system_state);
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
+        if(_sg_mc_checkpoint && ((xbt_fifo_size(mc_stack_safety) + 1) % _sg_mc_checkpoint == 0)){
+          next_state->system_state = MC_take_snapshot();
+        }
 
-      cursor = 0;
-      xbt_dynar_foreach(pair->automaton_state->out, cursor, transition_succ){
-       res = MC_automaton_evaluate_label(a, transition_succ->label);   
-       if((res == 1) || (res == 2)){ // enabled transition in automaton
-         next_automaton_state = transition_succ->dst;
-         break;
-       }
-      }
+        if(dot_output != NULL)
+          fprintf(dot_output, "\"%d\" -> \"%d\" [%s];\n", state->num, next_state->num, req_str);
+
+      }else{
+
+        if(dot_output != NULL)
+          fprintf(dot_output, "\"%d\" -> \"%d\" [%s];\n", state->num, visited_state, req_str);
 
-      if(next_automaton_state == NULL){
-       next_automaton_state = pair->automaton_state;
       }
 
-      MC_SET_RAW_MEM;
-      next_pair = new_pair_prop(next_system_state, next_graph_state, next_automaton_state);
-      cursor = 0;
-      xbt_propositional_symbol_t ps;
-      xbt_dynar_foreach(a->propositional_symbols, cursor, ps){
-       int (*f)() = ps->function;
-       int val = (*f)();
-       mc_prop_ato_t pa = new_proposition(ps->pred, val);
-       xbt_dynar_push(next_pair->propositions, &pa);
-      } 
-      xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, next_pair);
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
+      xbt_fifo_unshift(mc_stack_safety, next_state);
 
-     
-      
+      /* Insert in dict all enabled processes, if not included yet */
+      xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
+        if(MC_process_is_enabled(process)){
+          char *key = bprintf("%lu", process->pid);
+          if(xbt_dict_get_or_null(first_enabled_state, key) == NULL){
+            char *data = bprintf("%d", xbt_fifo_size(mc_stack_safety));
+            xbt_dict_set(first_enabled_state, key, data, NULL); 
+          }
+          xbt_free(key);
+        }
+      }
       
+      if(dot_output != NULL)
+        xbt_free(req_str);
+
+      MC_UNSET_RAW_MEM;
 
       /* Let's loop again */
 
       /* The interleave set is empty or the maximum depth is reached, let's back-track */
     } else {
-      XBT_DEBUG("There are no more processes to interleave.");
+
+      if((xbt_fifo_size(mc_stack_safety) > _sg_mc_max_depth) || user_max_depth_reached || visited_state != -1){  
+
+        if(user_max_depth_reached && visited_state == -1)
+          XBT_DEBUG("User max depth reached !");
+        else if(visited_state == -1)
+          XBT_WARN("/!\\ Max depth reached ! /!\\ ");
+
+        visited_state = -1;
+
+        /* Interleave enabled processes in the state in which they have been enabled for the first time */
+        xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
+          if(MC_process_is_enabled(process)){
+            char *key = bprintf("%lu", process->pid);
+            enabled = (int)strtoul(xbt_dict_get_or_null(first_enabled_state, key), 0, 10);
+            xbt_free(key);
+            mc_state_t state_test = NULL;
+            xbt_fifo_item_t item = NULL;
+            int cursor = xbt_fifo_size(mc_stack_safety);
+            xbt_fifo_foreach(mc_stack_safety, item, state_test, mc_state_t){
+              if(cursor-- == enabled){ 
+                if(!MC_state_process_is_done(state_test, process) && state_test->num != state->num){ 
+                  XBT_DEBUG("Interleave process %lu in state %d", process->pid, state_test->num);
+                  MC_state_interleave_process(state_test, process);
+                  break;
+                }
+              }
+            } 
+          }
+        }
+
+      }else{
+
+        XBT_DEBUG("There are no more processes to interleave. (depth %d)", xbt_fifo_size(mc_stack_safety) + 1);
+
+      }
 
       /* Trash the current state, no longer needed */
       MC_SET_RAW_MEM;
-      xbt_fifo_shift(mc_snapshot_stack);
-      //MC_state_delete(state);
-      MC_UNSET_RAW_MEM;
-
+      xbt_fifo_shift(mc_stack_safety);
+      MC_state_delete(state);
+      XBT_DEBUG("Delete state %d at depth %d", state->num, xbt_fifo_size(mc_stack_safety) + 1);
+      MC_UNSET_RAW_MEM;        
+      
       /* Check for deadlocks */
       if(MC_deadlock_check()){
         MC_show_deadlock(NULL);
@@ -632,44 +412,90 @@ void MC_dpor2(xbt_automaton_t a, int search_cycle)
          (from it's predecesor state), depends on any other previous request 
          executed before it. If it does then add it to the interleave set of the
          state that executed that previous request. */
-      while ((pair = xbt_fifo_shift(mc_snapshot_stack)) != NULL) {
-        req = MC_state_get_internal_request(pair->graph_state);
-        xbt_fifo_foreach(mc_snapshot_stack, item, prev_pair, mc_pair_prop_t) {
-          if(MC_request_depend(req, MC_state_get_internal_request(prev_pair->graph_state))){
-            if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
-              XBT_DEBUG("Dependent Transitions:");
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(prev_pair->graph_state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (pair=%p)", req_str, prev_pair);
-              xbt_free(req_str);
-              prev_req = MC_state_get_executed_request(pair->graph_state, &value);
-              req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
-              XBT_DEBUG("%s (pair=%p)", req_str, pair);
-              xbt_free(req_str);              
-            }
-
-            if(!MC_state_process_is_done(prev_pair->graph_state, req->issuer))
-              MC_state_interleave_process(prev_pair->graph_state, req->issuer);
-            else
-              XBT_DEBUG("Process %p is in done set", req->issuer);
+      
+      while ((state = xbt_fifo_shift(mc_stack_safety)) != NULL) {
+        if(mc_reduce_kind != e_mc_reduce_none){
+          req = MC_state_get_internal_request(state);
+          xbt_fifo_foreach(mc_stack_safety, item, prev_state, mc_state_t) {
+            if(MC_request_depend(req, MC_state_get_internal_request(prev_state))){
+              if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_dpor, xbt_log_priority_debug)){
+                XBT_DEBUG("Dependent Transitions:");
+                prev_req = MC_state_get_executed_request(prev_state, &value);
+                req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
+                XBT_DEBUG("%s (state=%d)", req_str, prev_state->num);
+                xbt_free(req_str);
+                prev_req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
+                req_str = MC_request_to_string(prev_req, value);
+                XBT_DEBUG("%s (state=%d)", req_str, state->num);
+                xbt_free(req_str);              
+              }
+
+              if(!MC_state_process_is_done(prev_state, req->issuer))
+                MC_state_interleave_process(prev_state, req->issuer);
+              else
+                XBT_DEBUG("Process %p is in done set", req->issuer);
+
+              break;
+
+            }else if(req->issuer == MC_state_get_internal_request(prev_state)->issuer){
+
+              XBT_DEBUG("Simcall %d and %d with same issuer", req->call, MC_state_get_internal_request(prev_state)->call);
+              break;
+
+            }else{
+
+              XBT_DEBUG("Simcall %d, process %lu (state %d) and simcall %d, process %lu (state %d) are independant", req->call, req->issuer->pid, state->num, MC_state_get_internal_request(prev_state)->call, MC_state_get_internal_request(prev_state)->issuer->pid, prev_state->num);
 
-            break;
+            }
           }
         }
-        if (MC_state_interleave_size(pair->graph_state)) {
+             
+        if (MC_state_interleave_size(state) && xbt_fifo_size(mc_stack_safety) < _sg_mc_max_depth) {
           /* We found a back-tracking point, let's loop */
-         MC_restore_snapshot(pair->system_state);
-          xbt_fifo_unshift(mc_snapshot_stack, pair);
-          XBT_DEBUG("Back-tracking to depth %d", xbt_fifo_size(mc_snapshot_stack));
-          MC_UNSET_RAW_MEM;
+          XBT_DEBUG("Back-tracking to state %d at depth %d", state->num, xbt_fifo_size(mc_stack_safety) + 1);
+          if(_sg_mc_checkpoint){
+            if(state->system_state != NULL){
+              MC_restore_snapshot(state->system_state);
+              xbt_fifo_unshift(mc_stack_safety, state);
+              MC_UNSET_RAW_MEM;
+            }else{
+              pos = xbt_fifo_size(mc_stack_safety);
+              item = xbt_fifo_get_first_item(mc_stack_safety);
+              while(pos>0){
+                restore_state = (mc_state_t) xbt_fifo_get_item_content(item);
+                if(restore_state->system_state != NULL){
+                  break;
+                }else{
+                  item = xbt_fifo_get_next_item(item);
+                  pos--;
+                }
+              }
+              MC_restore_snapshot(restore_state->system_state);
+              xbt_fifo_unshift(mc_stack_safety, state);
+              MC_UNSET_RAW_MEM;
+              MC_replay(mc_stack_safety, pos);
+            }
+          }else{
+            xbt_fifo_unshift(mc_stack_safety, state);
+            MC_UNSET_RAW_MEM;
+            MC_replay(mc_stack_safety, -1);
+          }
+          XBT_DEBUG("Back-tracking to state %d at depth %d", state->num, xbt_fifo_size(mc_stack_safety));
           break;
         } else {
-          //MC_state_delete(state);
+          XBT_DEBUG("Delete state %d at depth %d", state->num, xbt_fifo_size(mc_stack_safety) + 1); 
+          MC_state_delete(state);
         }
       }
       MC_UNSET_RAW_MEM;
     }
   }
-  MC_UNSET_RAW_MEM;
+  MC_print_statistics(mc_stats);
+  MC_UNSET_RAW_MEM;  
+
   return;
 }
+
+
+
+