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Add first steps for ex(C) for CommWait
[simgrid.git] / src / mc / explo / UdporChecker.cpp
index c760337..15cc3ec 100644 (file)
@@ -6,11 +6,13 @@
 #include "src/mc/explo/UdporChecker.hpp"
 #include "src/mc/api/State.hpp"
 #include "src/mc/explo/udpor/Comb.hpp"
+#include "src/mc/explo/udpor/ExtensionSetCalculator.hpp"
 #include "src/mc/explo/udpor/History.hpp"
 #include "src/mc/explo/udpor/maximal_subsets_iterator.hpp"
 
 #include <xbt/asserts.h>
 #include <xbt/log.h>
+#include <xbt/string.hpp>
 
 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_udpor, mc, "Logging specific to verification using UDPOR");
 
@@ -21,27 +23,16 @@ UdporChecker::UdporChecker(const std::vector<char*>& args) : Exploration(args, t
 void UdporChecker::run()
 {
   XBT_INFO("Starting a UDPOR exploration");
-  // NOTE: `A`, `D`, and `C` are derived from the
-  // original UDPOR paper [1], while `prev_exC` arises
-  // from the incremental computation of ex(C) from [3]
-  Configuration C_root;
-
-  // TODO: Move computing the root configuration into a method on the Unfolding
-  auto initial_state      = get_current_state();
-  auto root_event         = std::make_unique<UnfoldingEvent>(EventSet(), std::make_shared<Transition>());
-  auto* root_event_handle = root_event.get();
-  unfolding.insert(std::move(root_event));
-  C_root.add_event(root_event_handle);
-
-  explore(C_root, EventSet(), EventSet(), std::move(initial_state), EventSet());
-
+  state_stack.clear();
+  state_stack.push_back(get_current_state());
+  explore(Configuration(), EventSet(), EventSet(), EventSet());
   XBT_INFO("UDPOR exploration terminated -- model checking completed");
 }
 
-void UdporChecker::explore(const Configuration& C, EventSet D, EventSet A, std::unique_ptr<State> stateC,
-                           EventSet prev_exC)
+void UdporChecker::explore(const Configuration& C, EventSet D, EventSet A, EventSet prev_exC)
 {
-  auto exC       = compute_exC(C, *stateC, prev_exC);
+  auto& stateC   = *state_stack.back();
+  auto exC       = compute_exC(C, stateC, prev_exC);
   const auto enC = compute_enC(C, exC);
 
   // If enC is a subset of D, intuitively
@@ -75,11 +66,6 @@ void UdporChecker::explore(const Configuration& C, EventSet D, EventSet A, std::
                            "UDPOR guarantees that an event will be chosen at each point in\n"
                            "the search, yet no events were actually chosen\n"
                            "*********************************\n\n");
-
-  // Move the application into stateCe and make note of that state
-  move_to_stateCe(*stateC, *e);
-  auto stateCe = record_current_state();
-
   // Ce := C + {e}
   Configuration Ce = C;
   Ce.add_event(e);
@@ -88,7 +74,18 @@ void UdporChecker::explore(const Configuration& C, EventSet D, EventSet A, std::
   exC.remove(e);
 
   // Explore(C + {e}, D, A \ {e})
-  explore(Ce, D, std::move(A), std::move(stateCe), std::move(exC));
+
+  // Move the application into stateCe (i.e. `state(C + {e})`) and make note of that state
+  move_to_stateCe(stateC, *e);
+  state_stack.push_back(record_current_state());
+
+  explore(Ce, D, std::move(A), std::move(exC));
+
+  //  Prepare to move the application back one state.
+  // We need only remove the state from the stack here: if we perform
+  // another `Explore()` after computing an alternative, at that
+  // point we'll actually create a fresh RemoteProcess
+  state_stack.pop_back();
 
   // D <-- D + {e}
   D.insert(e);
@@ -97,13 +94,16 @@ void UdporChecker::explore(const Configuration& C, EventSet D, EventSet A, std::
   if (auto J = C.compute_k_partial_alternative_to(D, this->unfolding, K); J.has_value()) {
     // Before searching the "right half", we need to make
     // sure the program actually reflects the fact
-    // that we are searching again from `stateC` (the recursive
-    // search moved the program into `stateCe`)
-    restore_program_state_to(*stateC);
+    // that we are searching again from `state(C)`. While the
+    // stack of states is properly adjusted to represent
+    // `state(C)` all together, the RemoteApp is currently sitting
+    // at some *future* state with resepct to `state(C)` since the
+    // recursive calls have moved it there.
+    restore_program_state_with_current_stack();
 
     // Explore(C, D + {e}, J \ C)
     auto J_minus_C = J.value().get_events().subtracting(C.get_events());
-    explore(C, D, std::move(J_minus_C), std::move(stateC), std::move(prev_exC));
+    explore(C, D, std::move(J_minus_C), std::move(prev_exC));
   }
 
   // D <-- D - {e}
@@ -128,48 +128,13 @@ EventSet UdporChecker::compute_exC(const Configuration& C, const State& stateC,
 
   for (const auto& [aid, actor_state] : stateC.get_actors_list()) {
     for (const auto& transition : actor_state.get_enabled_transitions()) {
-      // First check for a specialized function that can compute the extension
-      // set "quickly" based on its type. Otherwise, fall back to computing
-      // the set "by hand"
-      const auto specialized_extension_function = incremental_extension_functions.find(transition->type_);
-      if (specialized_extension_function != incremental_extension_functions.end()) {
-        exC.form_union((specialized_extension_function->second)(C, transition));
-      } else {
-        exC.form_union(this->compute_exC_by_enumeration(C, transition));
-      }
+      EventSet extension = ExtensionSetCalculator::partially_extend(C, &unfolding, transition);
+      exC.form_union(extension);
     }
   }
   return exC;
 }
 
-EventSet UdporChecker::compute_exC_by_enumeration(const Configuration& C, const std::shared_ptr<Transition> action)
-{
-  // Here we're computing the following:
-  //
-  // U{<a, K> : K is maximal, `a` depends on all of K, `a` enabled at config(K) }
-  //
-  // where `a` is the `action` given to us. Note that `a` is presumed to be enabled
-  EventSet incremental_exC;
-
-  for (auto begin =
-           maximal_subsets_iterator(C, {[&](const UnfoldingEvent* e) { return e->is_dependent_with(action.get()); }});
-       begin != maximal_subsets_iterator(); ++begin) {
-    const EventSet& maximal_subset = *begin;
-
-    // Determining if `a` is enabled here might not be possible while looking at `a` opaquely
-    // We leave the implementation as-is to ensure that any addition would be simple
-    // if it were ever added
-    const bool enabled_at_config_k = false;
-
-    if (enabled_at_config_k) {
-      auto event        = std::make_unique<UnfoldingEvent>(maximal_subset, action);
-      const auto handle = unfolding.insert(std::move(event));
-      incremental_exC.insert(handle);
-    }
-  }
-  return incremental_exC;
-}
-
 EventSet UdporChecker::compute_enC(const Configuration& C, const EventSet& exC) const
 {
   EventSet enC;
@@ -194,12 +159,16 @@ void UdporChecker::move_to_stateCe(State& state, const UnfoldingEvent& e)
   state.execute_next(next_actor, get_remote_app());
 }
 
-void UdporChecker::restore_program_state_to(const State& stateC)
+void UdporChecker::restore_program_state_with_current_stack()
 {
   get_remote_app().restore_initial_state();
-  // TODO: We need to have the stack of past states available at this
-  // point. Since the method is recursive, we'll need to keep track of
-  // this as we progress
+
+  /* Traverse the stack from the state at position start and re-execute the transitions */
+  for (const std::unique_ptr<State>& state : state_stack) {
+    if (state == state_stack.back()) /* If we are arrived on the target state, don't replay the outgoing transition */
+      break;
+    state->get_transition()->replay(get_remote_app());
+  }
 }
 
 std::unique_ptr<State> UdporChecker::record_current_state()
@@ -214,7 +183,13 @@ std::unique_ptr<State> UdporChecker::record_current_state()
 
 const UnfoldingEvent* UdporChecker::select_next_unfolding_event(const EventSet& A, const EventSet& enC)
 {
-  if (!enC.empty()) {
+  if (enC.empty()) {
+    throw std::invalid_argument("There are no unfolding events to select. "
+                                "Are you sure that you checked that en(C) was not "
+                                "empty before attempting to select an event from it?");
+  }
+
+  if (A.empty()) {
     return *(enC.begin());
   }
 
@@ -248,14 +223,18 @@ void UdporChecker::clean_up_explore(const UnfoldingEvent* e, const Configuration
 RecordTrace UdporChecker::get_record_trace()
 {
   RecordTrace res;
+  for (auto const& state : state_stack)
+    res.push_back(state->get_transition());
   return res;
 }
 
 std::vector<std::string> UdporChecker::get_textual_trace()
 {
-  // TODO: Topologically sort the events of the latest configuration
-  // and iterate through that topological sorting
   std::vector<std::string> trace;
+  for (auto const& state : state_stack) {
+    const auto* t = state->get_transition();
+    trace.push_back(xbt::string_printf("%ld: %s", t->aid_, t->to_string().c_str()));
+  }
   return trace;
 }