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model-checker : fix compilation error
[simgrid.git] / src / mc / mc_global.c
index 2a72f31..7760797 100644 (file)
@@ -1,9 +1,10 @@
 #include <unistd.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/wait.h>
+#include <sys/time.h>
 
 #include "../surf/surf_private.h"
-#include "../simix/private.h"
+#include "../simix/smx_private.h"
 #include "xbt/fifo.h"
 #include "private.h"
 
@@ -12,24 +13,43 @@ XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_global, mc,
                                 "Logging specific to MC (global)");
 
 /* MC global data structures */
-mc_snapshot_t initial_snapshot = NULL;
-xbt_fifo_t mc_stack = NULL;
-xbt_setset_t mc_setset = NULL;
-mc_stats_t mc_stats = NULL;
+
 mc_state_t mc_current_state = NULL;
 char mc_replay_mode = FALSE;
+double *mc_time = NULL;
+mc_snapshot_t initial_snapshot = NULL;
+
+/* Safety */
+
+xbt_fifo_t mc_stack_safety_stateful = NULL;
+xbt_fifo_t mc_stack_safety_stateless = NULL;
+mc_stats_t mc_stats = NULL;
+
+/* Liveness */
+
+mc_stats_pair_t mc_stats_pair = NULL;
+xbt_fifo_t mc_stack_liveness = NULL;
+mc_snapshot_t initial_snapshot_liveness = NULL;
+
+xbt_automaton_t automaton;
+char *prog_name;
+
+static void MC_init_liveness(xbt_automaton_t a, char *prgm);
+static void MC_assert_pair(int prop);
+
 
 /**
  *  \brief Initialize the model-checker data structures
  */
-void MC_init(void)
+void MC_init_safety_stateless(void)
 {
-  smx_process_t process;
-  
+
   /* Check if MC is already initialized */
   if (initial_snapshot)
     return;
 
+  mc_time = xbt_new0(double, simix_process_maxpid);
+
   /* Initialize the data structures that must be persistent across every
      iteration of the model-checker (in RAW memory) */
   MC_SET_RAW_MEM;
@@ -39,43 +59,155 @@ void MC_init(void)
   mc_stats->state_size = 1;
 
   /* Create exploration stack */
-  mc_stack = xbt_fifo_new();
+  mc_stack_safety_stateless = xbt_fifo_new();
 
-  /* Create the container for the sets */
-  mc_setset = xbt_setset_new(20);
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
 
-  /* Add the existing processes to mc's setset so they have an ID designated */
-  /* FIXME: check what happen if there are processes created during the exploration */
-  xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
-    xbt_setset_elm_add(mc_setset, process);
-  }
-  
   MC_dpor_init();
 
+  MC_SET_RAW_MEM;
   /* Save the initial state */
   initial_snapshot = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
   MC_take_snapshot(initial_snapshot);
   MC_UNSET_RAW_MEM;
 }
 
+void MC_init_safety_stateful(void){
+
+  
+   /* Check if MC is already initialized */
+  if (initial_snapshot)
+    return;
+
+  mc_time = xbt_new0(double, simix_process_maxpid);
+
+  /* Initialize the data structures that must be persistent across every
+     iteration of the model-checker (in RAW memory) */
+  MC_SET_RAW_MEM;
+
+  /* Initialize statistics */
+  mc_stats = xbt_new0(s_mc_stats_t, 1);
+  mc_stats->state_size = 1;
+
+  /* Create exploration stack */
+  mc_stack_safety_stateful = xbt_fifo_new();
+
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
+
+  MC_dpor_stateful_init();
+
+
+}
+
+static void MC_init_liveness(xbt_automaton_t a, char *prgm){
+
+  XBT_DEBUG("Start init mc");
+  
+  mc_time = xbt_new0(double, simix_process_maxpid);
+
+  /* Initialize the data structures that must be persistent across every
+     iteration of the model-checker (in RAW memory) */
+
+  MC_SET_RAW_MEM;
+
+  /* Initialize statistics */
+  mc_stats_pair = xbt_new0(s_mc_stats_pair_t, 1);
+
+  XBT_DEBUG("Creating stack");
+
+ /* Create exploration stack */
+  mc_stack_liveness = xbt_fifo_new();
+
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
+
+  automaton = a;
+  prog_name = strdup(prgm);
+
+  MC_ddfs_init();
+
+  
+}
+
+
 void MC_modelcheck(void)
 {
-  MC_init();
+  MC_init_safety_stateless();
   MC_dpor();
   MC_exit();
 }
 
+void MC_modelcheck_stateful(void)
+{
+  MC_init_safety_stateful();
+  MC_dpor_stateful();
+  MC_exit();
+}
+
+
+void MC_modelcheck_liveness(xbt_automaton_t a, char *prgm){
+  MC_init_liveness(a, prgm);
+  MC_exit_liveness();
+}
+
+void MC_exit_liveness(void)
+{
+  MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
+  //xbt_free(mc_time);
+  //MC_memory_exit();
+  exit(0);
+}
+
+
 void MC_exit(void)
 {
+  MC_print_statistics(mc_stats);
+  xbt_free(mc_time);
   MC_memory_exit();
 }
 
+
 int MC_random(int min, int max)
 {
   /*FIXME: return mc_current_state->executed_transition->random.value;*/
   return 0;
 }
 
+/**
+ * \brief Schedules all the process that are ready to run
+ */
+void MC_wait_for_requests(void)
+{
+  smx_process_t process;
+  smx_simcall_t req;
+  unsigned int iter;
+
+  while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
+    SIMIX_process_runall();
+    xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
+      req = &process->simcall;
+      if (req->call != SIMCALL_NONE && !MC_request_is_visible(req))
+          SIMIX_simcall_pre(req, 0);
+    }
+  }
+}
+
+int MC_deadlock_check()
+{
+  int deadlock = FALSE;
+  smx_process_t process;
+  if(xbt_swag_size(simix_global->process_list)){
+    deadlock = TRUE;
+    xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list){
+      if(process->simcall.call != SIMCALL_NONE
+         && MC_request_is_enabled(&process->simcall)){
+        deadlock = FALSE;
+        break;
+      }
+    }
+  }
+  return deadlock;
+}
+
 /**
  * \brief Re-executes from the initial state all the transitions indicated by
  *        a given model-checker stack.
@@ -83,15 +215,19 @@ int MC_random(int min, int max)
 */
 void MC_replay(xbt_fifo_t stack)
 {
+  int value;
   char *req_str;
-  smx_req_t req = NULL, saved_req = NULL;
+  smx_simcall_t req = NULL, saved_req = NULL;
   xbt_fifo_item_t item;
   mc_state_t state;
 
-  DEBUG0("**** Begin Replay ****");
+  XBT_DEBUG("**** Begin Replay ****");
 
   /* Restore the initial state */
   MC_restore_snapshot(initial_snapshot);
+  /* At the moment of taking the snapshot the raw heap was set, so restoring
+   * it will set it back again, we have to unset it to continue  */
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
 
   /* Traverse the stack from the initial state and re-execute the transitions */
   for (item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
@@ -99,41 +235,145 @@ void MC_replay(xbt_fifo_t stack)
        item = xbt_fifo_get_prev_item(item)) {
 
     state = (mc_state_t) xbt_fifo_get_item_content(item);
-    saved_req = MC_state_get_executed_request(state);
+    saved_req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
    
     if(saved_req){
       /* because we got a copy of the executed request, we have to fetch the  
          real one, pointed by the request field of the issuer process */
-      req = &saved_req->issuer->request;
+      req = &saved_req->issuer->simcall;
 
       /* Debug information */
       if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_global, xbt_log_priority_debug)){
-        req_str = MC_request_to_string(req); 
-        DEBUG1("Replay: %s", req_str);
+        req_str = MC_request_to_string(req, value);
+        XBT_DEBUG("Replay: %s (%p)", req_str, state);
         xbt_free(req_str);
       }
     }
          
-    SIMIX_request_pre(req);
+    SIMIX_simcall_pre(req, value);
     MC_wait_for_requests();
          
     /* Update statistics */
     mc_stats->visited_states++;
     mc_stats->executed_transitions++;
   }
-  DEBUG0("**** End Replay ****");
+  XBT_DEBUG("**** End Replay ****");
+}
+
+void MC_replay_liveness(xbt_fifo_t stack, int all_stack)
+{
+  int value;
+  char *req_str;
+  smx_simcall_t req = NULL, saved_req = NULL;
+  xbt_fifo_item_t item;
+  mc_state_t state;
+  mc_pair_stateless_t pair;
+  int depth = 1;
+
+  XBT_DEBUG("**** Begin Replay ****");
+
+  /* Restore the initial state */
+  MC_restore_snapshot(initial_snapshot_liveness);
+  /* At the moment of taking the snapshot the raw heap was set, so restoring
+   * it will set it back again, we have to unset it to continue  */
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
+
+  if(all_stack){
+
+    item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
+
+    while(depth <= xbt_fifo_size(stack)){
+
+      pair = (mc_pair_stateless_t) xbt_fifo_get_item_content(item);
+      state = (mc_state_t) pair->graph_state;
+
+      if(pair->requests > 0){
+   
+       saved_req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
+       //XBT_DEBUG("SavedReq->call %u", saved_req->call);
+      
+       if(saved_req != NULL){
+         /* because we got a copy of the executed request, we have to fetch the  
+            real one, pointed by the request field of the issuer process */
+         req = &saved_req->issuer->simcall;
+         //XBT_DEBUG("Req->call %u", req->call);
+       
+         /* Debug information */
+         if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_global, xbt_log_priority_debug)){
+           req_str = MC_request_to_string(req, value);
+           XBT_DEBUG("Replay (depth = %d) : %s (%p)", depth, req_str, state);
+           xbt_free(req_str);
+         }
+       
+       }
+       SIMIX_simcall_pre(req, value);
+       MC_wait_for_requests();
+      }
+
+      depth++;
+    
+      /* Update statistics */
+      mc_stats_pair->visited_pairs++;
+
+      item = xbt_fifo_get_prev_item(item);
+    }
+
+  }else{
+
+    /* Traverse the stack from the initial state and re-execute the transitions */
+    for (item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
+        item != xbt_fifo_get_first_item(stack);
+        item = xbt_fifo_get_prev_item(item)) {
+
+      pair = (mc_pair_stateless_t) xbt_fifo_get_item_content(item);
+      state = (mc_state_t) pair->graph_state;
+
+      if(pair->requests > 0){
+   
+       saved_req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
+       //XBT_DEBUG("SavedReq->call %u", saved_req->call);
+      
+       if(saved_req != NULL){
+         /* because we got a copy of the executed request, we have to fetch the  
+            real one, pointed by the request field of the issuer process */
+         req = &saved_req->issuer->simcall;
+         //XBT_DEBUG("Req->call %u", req->call);
+       
+         /* Debug information */
+         if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_global, xbt_log_priority_debug)){
+           req_str = MC_request_to_string(req, value);
+           XBT_DEBUG("Replay (depth = %d) : %s (%p)", depth, req_str, state);
+           xbt_free(req_str);
+         }
+       
+       }
+       SIMIX_simcall_pre(req, value);
+       MC_wait_for_requests();
+      }
+
+      depth++;
+    
+      /* Update statistics */
+      mc_stats_pair->visited_pairs++;
+    }
+  }  
+
+  XBT_DEBUG("**** End Replay ****");
 }
 
+
 /**
  * \brief Dumps the contents of a model-checker's stack and shows the actual
  *        execution trace
  * \param stack The stack to dump
 */
-void MC_dump_stack(xbt_fifo_t stack)
+void MC_dump_stack_safety_stateless(xbt_fifo_t stack)
 {
   mc_state_t state;
 
-  MC_show_stack(stack);
+  MC_show_stack_safety_stateless(stack);
 
   MC_SET_RAW_MEM;
   while ((state = (mc_state_t) xbt_fifo_pop(stack)) != NULL)
@@ -141,86 +381,226 @@ void MC_dump_stack(xbt_fifo_t stack)
   MC_UNSET_RAW_MEM;
 }
 
-void MC_show_stack(xbt_fifo_t stack)
+
+void MC_show_stack_safety_stateless(xbt_fifo_t stack)
 {
+  int value;
   mc_state_t state;
   xbt_fifo_item_t item;
-  smx_req_t req;
+  smx_simcall_t req;
   char *req_str = NULL;
   
   for (item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
        (item ? (state = (mc_state_t) (xbt_fifo_get_item_content(item)))
         : (NULL)); item = xbt_fifo_get_prev_item(item)) {
-    req = MC_state_get_executed_request(state);
+    req = MC_state_get_executed_request(state, &value);
     if(req){
-      req_str = MC_request_to_string(req); 
-      INFO1("%s", req_str);
+      req_str = MC_request_to_string(req, value);
+      XBT_INFO("%s", req_str);
       xbt_free(req_str);
     }
   }
 }
 
-/**
- * \brief Schedules all the process that are ready to run
- */
-void MC_wait_for_requests(void)
+void MC_show_deadlock(smx_simcall_t req)
+{
+  /*char *req_str = NULL;*/
+  XBT_INFO("**************************");
+  XBT_INFO("*** DEAD-LOCK DETECTED ***");
+  XBT_INFO("**************************");
+  XBT_INFO("Locked request:");
+  /*req_str = MC_request_to_string(req);
+  XBT_INFO("%s", req_str);
+  xbt_free(req_str);*/
+  XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+  MC_dump_stack_safety_stateless(mc_stack_safety_stateless);
+}
+
+void MC_show_deadlock_stateful(smx_simcall_t req)
 {
+  /*char *req_str = NULL;*/
+  XBT_INFO("**************************");
+  XBT_INFO("*** DEAD-LOCK DETECTED ***");
+  XBT_INFO("**************************");
+  XBT_INFO("Locked request:");
+  /*req_str = MC_request_to_string(req);
+  XBT_INFO("%s", req_str);
+  xbt_free(req_str);*/
+  XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+  MC_show_stack_safety_stateful(mc_stack_safety_stateful);
+}
+
+void MC_dump_stack_safety_stateful(xbt_fifo_t stack)
+{
+  //mc_state_ws_t state;
+
+  MC_show_stack_safety_stateful(stack);
+
+  /*MC_SET_RAW_MEM;
+  while ((state = (mc_state_t) xbt_fifo_pop(stack)) != NULL)
+    MC_state_delete(state);
+    MC_UNSET_RAW_MEM;*/
+}
+
+
+void MC_show_stack_safety_stateful(xbt_fifo_t stack)
+{
+  int value;
+  mc_state_ws_t state;
+  xbt_fifo_item_t item;
+  smx_simcall_t req;
   char *req_str = NULL;
-  smx_req_t req = NULL;
-
-  do {
-    SIMIX_context_runall(simix_global->process_to_run);
-    while((req = SIMIX_request_pop())){
-      if(!SIMIX_request_is_visible(req))
-        SIMIX_request_pre(req);
-      else if(req->call == REQ_COMM_WAITANY)
-        THROW_UNIMPLEMENTED;
-      else if(XBT_LOG_ISENABLED(mc_global, xbt_log_priority_debug)){
-        req_str = MC_request_to_string(req);
-        DEBUG1("Got: %s", req_str);
-        xbt_free(req_str);
+  
+  for (item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
+       (item ? (state = (mc_state_ws_t) (xbt_fifo_get_item_content(item)))
+        : (NULL)); item = xbt_fifo_get_prev_item(item)) {
+    req = MC_state_get_executed_request(state->graph_state, &value);
+    if(req){
+      req_str = MC_request_to_string(req, value);
+      XBT_INFO("%s", req_str);
+      xbt_free(req_str);
+    }
+  }
+}
+
+
+void MC_show_stack_liveness(xbt_fifo_t stack){
+  int value;
+  mc_pair_stateless_t pair;
+  xbt_fifo_item_t item;
+  smx_simcall_t req;
+  char *req_str = NULL;
+  
+  for (item = xbt_fifo_get_last_item(stack);
+       (item ? (pair = (mc_pair_stateless_t) (xbt_fifo_get_item_content(item)))
+        : (NULL)); item = xbt_fifo_get_prev_item(item)) {
+    req = MC_state_get_executed_request(pair->graph_state, &value);
+    if(req){
+      if(pair->requests>0){
+       req_str = MC_request_to_string(req, value);
+       XBT_INFO("%s", req_str);
+       xbt_free(req_str);
+      }else{
+       XBT_INFO("End of system requests but evolution in Büchi automaton");
       }
     }
-  } while (xbt_swag_size(simix_global->process_to_run));
+  }
 }
 
-/****************************** Statistics ************************************/
+void MC_dump_stack_liveness(xbt_fifo_t stack){
+  mc_pair_stateless_t pair;
+
+  MC_SET_RAW_MEM;
+  while ((pair = (mc_pair_stateless_t) xbt_fifo_pop(stack)) != NULL)
+    MC_pair_stateless_delete(pair);
+  MC_UNSET_RAW_MEM;
+}
+
+
 void MC_print_statistics(mc_stats_t stats)
 {
-  INFO1("State space size ~= %lu", stats->state_size);
-  INFO1("Expanded states = %lu", stats->expanded_states);
-  INFO1("Visited states = %lu", stats->visited_states);
-  INFO1("Executed transitions = %lu", stats->executed_transitions);
-  INFO1("Expanded / Visited = %lf",
+  XBT_INFO("State space size ~= %lu", stats->state_size);
+  XBT_INFO("Expanded states = %lu", stats->expanded_states);
+  XBT_INFO("Visited states = %lu", stats->visited_states);
+  XBT_INFO("Executed transitions = %lu", stats->executed_transitions);
+  XBT_INFO("Expanded / Visited = %lf",
         (double) stats->visited_states / stats->expanded_states);
-  /*INFO1("Exploration coverage = %lf", 
+  /*XBT_INFO("Exploration coverage = %lf",
+     (double)stats->expanded_states / stats->state_size); */
+}
+
+void MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair_t stats)
+{
+  XBT_INFO("Expanded pairs = %lu", stats->expanded_pairs);
+  XBT_INFO("Visited pairs = %lu", stats->visited_pairs);
+  //XBT_INFO("Executed transitions = %lu", stats->executed_transitions);
+  XBT_INFO("Expanded / Visited = %lf",
+        (double) stats->visited_pairs / stats->expanded_pairs);
+  /*XBT_INFO("Exploration coverage = %lf",
      (double)stats->expanded_states / stats->state_size); */
 }
 
-/************************* Assertion Checking *********************************/
 void MC_assert(int prop)
 {
   if (MC_IS_ENABLED && !prop) {
-    INFO0("**************************");
-    INFO0("*** PROPERTY NOT VALID ***");
-    INFO0("**************************");
-    INFO0("Counter-example execution trace:");
-    MC_dump_stack(mc_stack);
+    XBT_INFO("**************************");
+    XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
+    XBT_INFO("**************************");
+    XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+    MC_dump_stack_safety_stateless(mc_stack_safety_stateless);
     MC_print_statistics(mc_stats);
     xbt_abort();
   }
 }
 
-void MC_show_deadlock(smx_req_t req)
+void MC_assert_stateful(int prop)
 {
-  char *req_str = NULL;
-  INFO0("**************************");
-  INFO0("*** DEAD-LOCK DETECTED ***");
-  INFO0("**************************");
-  INFO0("Locked request:");
-  req_str = MC_request_to_string(req);
-  INFO1("%s", req_str);
-  xbt_free(req_str);
-  INFO0("Counter-example execution trace:");
-  MC_dump_stack(mc_stack);
+  if (MC_IS_ENABLED && !prop) {
+    XBT_INFO("**************************");
+    XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
+    XBT_INFO("**************************");
+    XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+    MC_dump_stack_safety_stateful(mc_stack_safety_stateful);
+    MC_print_statistics(mc_stats);
+    xbt_abort();
+  }
+}
+
+
+static void MC_assert_pair(int prop){
+  if (MC_IS_ENABLED && !prop) {
+    XBT_INFO("**************************");
+    XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
+    XBT_INFO("**************************");
+    //XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+    MC_show_stack_liveness(mc_stack_liveness);
+    //MC_dump_snapshot_stack(mc_snapshot_stack);
+    MC_print_statistics_pairs(mc_stats_pair);
+    xbt_abort();
+  }
+}
+
+void MC_process_clock_add(smx_process_t process, double amount)
+{
+  mc_time[process->pid] += amount;
+}
+
+double MC_process_clock_get(smx_process_t process)
+{
+  if(mc_time)
+    return mc_time[process->pid];
+  else
+    return 0;
+}
+
+void MC_diff(void){
+
+  mc_snapshot_t sn = xbt_new0(s_mc_snapshot_t, 1);
+  MC_take_snapshot_liveness(sn);
+
+  int i;
+
+  XBT_INFO("Number of regions : %d", sn->num_reg);
+
+  for(i=0; i<sn->num_reg; i++){
+    
+    switch(sn->regions[i]->type){
+    case 0: /* heap */
+      XBT_INFO("Size of heap : %zu", sn->regions[i]->size);
+      mmalloc_display_info_heap(sn->regions[i]->data);
+      break;
+    case 1 : /* libsimgrid */
+      XBT_INFO("Size of libsimgrid : %zu", sn->regions[i]->size);
+      break;
+    case 2 : /* data program */
+      XBT_INFO("Size of data program : %zu", sn->regions[i]->size);
+      break;
+    case 3 : /* stack */
+      XBT_INFO("Size of stack : %zu", sn->regions[i]->size);
+      XBT_INFO("Start addr of stack : %p", sn->regions[i]->start_addr);
+      break;
+    }
+
+  }
+
 }