Removing dead/commented code.
[jpf-core.git] / src / main / gov / nasa / jpf / listener / DPORStateReducerEfficient.java
1 /*
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10  *        http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.
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16  * limitations under the License.
17  */
18 package gov.nasa.jpf.listener;
19
20 import gov.nasa.jpf.Config;
21 import gov.nasa.jpf.JPF;
22 import gov.nasa.jpf.ListenerAdapter;
23 import gov.nasa.jpf.jvm.bytecode.INVOKEINTERFACE;
24 import gov.nasa.jpf.jvm.bytecode.JVMFieldInstruction;
25 import gov.nasa.jpf.search.Search;
26 import gov.nasa.jpf.vm.*;
27 import gov.nasa.jpf.vm.bytecode.ReadInstruction;
28 import gov.nasa.jpf.vm.bytecode.WriteInstruction;
29 import gov.nasa.jpf.vm.choice.IntChoiceFromSet;
30 import gov.nasa.jpf.vm.choice.IntIntervalGenerator;
31
32 import java.io.FileWriter;
33 import java.io.IOException;
34 import java.io.PrintWriter;
35 import java.util.*;
36 import java.util.logging.Logger;
37
38 /**
39  * This a DPOR implementation for event-driven applications with loops that create cycles of state matching
40  * In this new DPOR algorithm/implementation, each run is terminated iff:
41  * - we find a state that matches a state in a previous run, or
42  * - we have a matched state in the current run that consists of cycles that contain all choices/events.
43  */
44 public class DPORStateReducerEfficient extends ListenerAdapter {
45
46   // Information printout fields for verbose mode
47   private boolean verboseMode;
48   private boolean stateReductionMode;
49   private final PrintWriter out;
50   private PrintWriter fileWriter;
51   private String detail;
52   private int depth;
53   private int id;
54   private Transition transition;
55
56   // DPOR-related fields
57   // Basic information
58   private Integer[] choices;
59   private Integer[] refChoices; // Second reference to a copy of choices (choices may be modified for fair scheduling)
60   private int choiceCounter;
61   private int maxEventChoice;
62   // Data structure to track the events seen by each state to track cycles (containing all events) for termination
63   private HashSet<Integer> currVisitedStates;   // States being visited in the current execution
64   private HashSet<Integer> justVisitedStates;   // States just visited in the previous choice/event
65   private HashSet<Integer> prevVisitedStates;   // States visited in the previous execution
66   private HashSet<ClassInfo> nonRelevantClasses;// Class info objects of non-relevant classes
67   private HashSet<FieldInfo> nonRelevantFields; // Field info objects of non-relevant fields
68   private HashSet<FieldInfo> relevantFields;    // Field info objects of relevant fields
69   private HashMap<Integer, HashSet<Integer>> stateToEventMap;
70   // Data structure to analyze field Read/Write accesses and conflicts
71   private HashMap<Integer, LinkedList<BacktrackExecution>> backtrackMap;  // Track created backtracking points
72   private PriorityQueue<Integer> backtrackStateQ;                 // Heap that returns the latest state
73   private Execution currentExecution;                             // Holds the information about the current execution
74   private HashMap<Integer, HashSet<Integer>> doneBacktrackMap;    // Record state ID and trace already constructed
75   private HashMap<Integer, RestorableVMState> restorableStateMap; // Maps state IDs to the restorable state object
76   private RGraph rGraph;                                          // R-Graph for past executions
77
78   // Boolean states
79   private boolean isBooleanCGFlipped;
80   private boolean isEndOfExecution;
81
82   // Statistics
83   private int numOfTransitions;
84
85   public DPORStateReducerEfficient(Config config, JPF jpf) {
86     verboseMode = config.getBoolean("printout_state_transition", false);
87     stateReductionMode = config.getBoolean("activate_state_reduction", true);
88     if (verboseMode) {
89       out = new PrintWriter(System.out, true);
90     } else {
91       out = null;
92     }
93     String outputFile = config.getString("file_output");
94     if (!outputFile.isEmpty()) {
95       try {
96         fileWriter = new PrintWriter(new FileWriter(outputFile, true), true);
97       } catch (IOException e) {
98       }
99     }
100     isBooleanCGFlipped = false;
101                 numOfTransitions = 0;
102                 nonRelevantClasses = new HashSet<>();
103                 nonRelevantFields = new HashSet<>();
104                 relevantFields = new HashSet<>();
105     restorableStateMap = new HashMap<>();
106     initializeStatesVariables();
107   }
108
109   @Override
110   public void stateRestored(Search search) {
111     if (verboseMode) {
112       id = search.getStateId();
113       depth = search.getDepth();
114       transition = search.getTransition();
115       detail = null;
116       out.println("\n==> DEBUG: The state is restored to state with id: " + id + " -- Transition: " + transition +
117               " and depth: " + depth + "\n");
118     }
119   }
120
121   @Override
122   public void searchStarted(Search search) {
123     if (verboseMode) {
124       out.println("\n==> DEBUG: ----------------------------------- search started" + "\n");
125     }
126   }
127
128   @Override
129   public void stateAdvanced(Search search) {
130     if (verboseMode) {
131       id = search.getStateId();
132       depth = search.getDepth();
133       transition = search.getTransition();
134       if (search.isNewState()) {
135         detail = "new";
136       } else {
137         detail = "visited";
138       }
139
140       if (search.isEndState()) {
141         out.println("\n==> DEBUG: This is the last state!\n");
142         detail += " end";
143       }
144       out.println("\n==> DEBUG: The state is forwarded to state with id: " + id + " with depth: " + depth +
145               " which is " + detail + " Transition: " + transition + "\n");
146     }
147     if (stateReductionMode) {
148       updateStateInfo(search);
149     }
150   }
151
152   @Override
153   public void stateBacktracked(Search search) {
154     if (verboseMode) {
155       id = search.getStateId();
156       depth = search.getDepth();
157       transition = search.getTransition();
158       detail = null;
159
160       out.println("\n==> DEBUG: The state is backtracked to state with id: " + id + " -- Transition: " + transition +
161               " and depth: " + depth + "\n");
162     }
163     if (stateReductionMode) {
164       updateStateInfo(search);
165     }
166   }
167
168   static Logger log = JPF.getLogger("report");
169
170   @Override
171   public void searchFinished(Search search) {
172     if (verboseMode) {
173       out.println("\n==> DEBUG: ----------------------------------- search finished");
174       out.println("\n==> DEBUG: State reduction mode  : " + stateReductionMode);
175       out.println("\n==> DEBUG: Number of transitions : " + numOfTransitions);
176       out.println("\n==> DEBUG: ----------------------------------- search finished" + "\n");
177
178       fileWriter.println("==> DEBUG: State reduction mode  : " + stateReductionMode);
179       fileWriter.println("==> DEBUG: Number of transitions : " + numOfTransitions);
180       fileWriter.println();
181       fileWriter.close();
182     }
183   }
184
185   @Override
186   public void choiceGeneratorRegistered(VM vm, ChoiceGenerator<?> nextCG, ThreadInfo currentThread, Instruction executedInstruction) {
187     if (stateReductionMode) {
188       // Initialize with necessary information from the CG
189       if (nextCG instanceof IntChoiceFromSet) {
190         IntChoiceFromSet icsCG = (IntChoiceFromSet) nextCG;
191         // Tell JPF that we are performing DPOR
192         icsCG.setDpor();
193         if (!isEndOfExecution) {
194           // Check if CG has been initialized, otherwise initialize it
195           Integer[] cgChoices = icsCG.getAllChoices();
196           // Record the events (from choices)
197           if (choices == null) {
198             choices = cgChoices;
199             // Make a copy of choices as reference
200             refChoices = copyChoices(choices);
201             // Record the max event choice (the last element of the choice array)
202             maxEventChoice = choices[choices.length - 1];
203           }
204           icsCG.setNewValues(choices);
205           icsCG.reset();
206           // Use a modulo since choiceCounter is going to keep increasing
207           int choiceIndex = choiceCounter % choices.length;
208           icsCG.advance(choices[choiceIndex]);
209         } else {
210           // Set done all CGs while transitioning to a new execution
211           icsCG.setDone();
212         }
213       }
214     }
215   }
216
217   @Override
218   public void choiceGeneratorAdvanced(VM vm, ChoiceGenerator<?> currentCG) {
219     if (stateReductionMode) {
220       // Check the boolean CG and if it is flipped, we are resetting the analysis
221       if (currentCG instanceof BooleanChoiceGenerator) {
222         if (!isBooleanCGFlipped) {
223           isBooleanCGFlipped = true;
224         } else {
225           // Allocate new objects for data structure when the boolean is flipped from "false" to "true"
226           initializeStatesVariables();
227         }
228       }
229       // Check every choice generated and ensure fair scheduling!
230       if (currentCG instanceof IntChoiceFromSet) {
231         IntChoiceFromSet icsCG = (IntChoiceFromSet) currentCG;
232         // If this is a new CG then we need to update data structures
233         resetStatesForNewExecution(icsCG, vm);
234         // If we don't see a fair scheduling of events/choices then we have to enforce it
235         ensureFairSchedulingAndSetupTransition(icsCG, vm);
236         // Update backtrack set of an executed event (transition): one transition before this one
237         updateBacktrackSet(currentExecution, choiceCounter - 1);
238         // Explore the next backtrack point:
239         // 1) if we have seen this state or this state contains cycles that involve all events, and
240         // 2) after the current CG is advanced at least once
241         if (terminateCurrentExecution() && choiceCounter > 0) {
242           exploreNextBacktrackPoints(vm, icsCG);
243         } else {
244           numOfTransitions++;
245         }
246         // Map state to event
247         mapStateToEvent(icsCG.getNextChoice());
248         justVisitedStates.clear();
249         choiceCounter++;
250       }
251     } else {
252       numOfTransitions++;
253     }
254   }
255
256   @Override
257   public void instructionExecuted(VM vm, ThreadInfo ti, Instruction nextInsn, Instruction executedInsn) {
258     if (stateReductionMode) {
259       if (!isEndOfExecution) {
260         // Has to be initialized and a integer CG
261         ChoiceGenerator<?> cg = vm.getChoiceGenerator();
262         if (cg instanceof IntChoiceFromSet || cg instanceof IntIntervalGenerator) {
263           int currentChoice = choiceCounter - 1;  // Accumulative choice w.r.t the current trace
264           if (currentChoice < 0) { // If choice is -1 then skip
265             return;
266           }
267           currentChoice = checkAndAdjustChoice(currentChoice, vm);
268           // Record accesses from executed instructions
269           if (executedInsn instanceof JVMFieldInstruction) {
270             // We don't care about libraries
271             if (!isFieldExcluded(executedInsn)) {
272               analyzeReadWriteAccesses(executedInsn, currentChoice);
273             }
274           } else if (executedInsn instanceof INVOKEINTERFACE) {
275             // Handle the read/write accesses that occur through iterators
276             analyzeReadWriteAccesses(executedInsn, ti, currentChoice);
277           }
278         }
279       }
280     }
281   }
282
283
284   // == HELPERS
285
286   // -- INNER CLASSES
287
288   // This class compactly stores backtrack execution:
289   // 1) backtrack choice list, and
290   // 2) first backtrack point (linking with predecessor execution)
291   private class BacktrackExecution {
292     private Integer[] choiceList;
293     private TransitionEvent firstTransition;
294
295     public BacktrackExecution(Integer[] choList, TransitionEvent fTransition) {
296       choiceList = choList;
297       firstTransition = fTransition;
298     }
299
300     public Integer[] getChoiceList() {
301       return choiceList;
302     }
303
304     public TransitionEvent getFirstTransition() {
305       return firstTransition;
306     }
307   }
308
309   // This class stores a representation of an execution
310   // TODO: We can modify this class to implement some optimization (e.g., clock-vector)
311   // TODO: We basically need to keep track of:
312   // TODO:    (1) last read/write access to each memory location
313   // TODO:    (2) last state with two or more incoming events/transitions
314   private class Execution {
315     private HashMap<IntChoiceFromSet, Integer> cgToChoiceMap;   // Map between CG to choice numbers for O(1) access
316     private ArrayList<TransitionEvent> executionTrace;          // The BacktrackPoint objects of this execution
317     private boolean isNew;                                      // Track if this is the first time it is accessed
318     private HashMap<Integer, ReadWriteSet> readWriteFieldsMap;  // Record fields that are accessed
319
320     public Execution() {
321       cgToChoiceMap = new HashMap<>();
322       executionTrace = new ArrayList<>();
323       isNew = true;
324       readWriteFieldsMap = new HashMap<>();
325     }
326
327     public void addTransition(TransitionEvent newBacktrackPoint) {
328       executionTrace.add(newBacktrackPoint);
329     }
330
331     public void clearCGToChoiceMap() {
332       cgToChoiceMap = null;
333     }
334
335     public int getChoiceFromCG(IntChoiceFromSet icsCG) {
336       return cgToChoiceMap.get(icsCG);
337     }
338
339     public ArrayList<TransitionEvent> getExecutionTrace() {
340       return executionTrace;
341     }
342
343     public TransitionEvent getFirstTransition() {
344       return executionTrace.get(0);
345     }
346
347     public TransitionEvent getLastTransition() {
348       return executionTrace.get(executionTrace.size() - 1);
349     }
350
351     public HashMap<Integer, ReadWriteSet> getReadWriteFieldsMap() {
352       return readWriteFieldsMap;
353     }
354
355     public boolean isNew() {
356       if (isNew) {
357         // Right after this is accessed, it is no longer new
358         isNew = false;
359         return true;
360       }
361       return false;
362     }
363
364     public void mapCGToChoice(IntChoiceFromSet icsCG, int choice) {
365       cgToChoiceMap.put(icsCG, choice);
366     }
367   }
368
369   // This class compactly stores a predecessor
370   // 1) a predecessor execution
371   // 2) the predecessor choice in that predecessor execution
372   private class Predecessor {
373     private int choice;           // Predecessor choice
374     private Execution execution;  // Predecessor execution
375
376     public Predecessor(Execution predExec, int predChoice) {
377       choice = predChoice;
378       execution = predExec;
379     }
380
381     public int getChoice() {
382       return choice;
383     }
384
385     public Execution getExecution() {
386       return execution;
387     }
388   }
389
390   // This class represents a R-Graph (in the paper it is a state transition graph R)
391   // This implementation stores reachable transitions from and connects with past executions
392   private class RGraph {
393     private int hiStateId;                                     // Maximum state Id
394     private HashMap<Integer, HashSet<TransitionEvent>> graph;  // Reachable transitions from past executions
395
396     public RGraph() {
397       hiStateId = 0;
398       graph = new HashMap<>();
399     }
400
401     public void addReachableTransition(int stateId, TransitionEvent transition) {
402       // Record transition into graph
403       HashSet<TransitionEvent> transitionSet;
404       if (graph.containsKey(stateId)) {
405         transitionSet = graph.get(stateId);
406       } else {
407         transitionSet = new HashSet<>();
408         graph.put(stateId, transitionSet);
409       }
410       // Insert into the set if it does not contain it yet
411       if (!transitionSet.contains(transition)) {
412         transitionSet.add(transition);
413       }
414       // Update highest state ID
415       if (hiStateId < stateId) {
416         hiStateId = stateId;
417       }
418     }
419
420     public HashSet<TransitionEvent> getReachableTransitionsAtState(int stateId) {
421       if (!graph.containsKey(stateId)) {
422         // This is a loop from a transition to itself, so just return the current transition
423         HashSet<TransitionEvent> transitionSet = new HashSet<>();
424         transitionSet.add(currentExecution.getLastTransition());
425         return transitionSet;
426       }
427       return graph.get(stateId);
428     }
429   }
430
431   // This class compactly stores Read and Write field sets
432   // We store the field name and its object ID
433   // Sharing the same field means the same field name and object ID
434   private class ReadWriteSet {
435     private HashMap<String, Integer> readMap;
436     private HashMap<String, Integer> writeMap;
437
438     public ReadWriteSet() {
439       readMap = new HashMap<>();
440       writeMap = new HashMap<>();
441     }
442
443     public void addReadField(String field, int objectId) {
444       readMap.put(field, objectId);
445     }
446
447     public void addWriteField(String field, int objectId) {
448       writeMap.put(field, objectId);
449     }
450
451     public void removeReadField(String field) {
452       readMap.remove(field);
453     }
454
455     public void removeWriteField(String field) {
456       writeMap.remove(field);
457     }
458
459     public boolean isEmpty() {
460       return readMap.isEmpty() && writeMap.isEmpty();
461     }
462
463     public ReadWriteSet getCopy() {
464       ReadWriteSet copyRWSet = new ReadWriteSet();
465       // Copy the maps in the set into the new object copy
466       copyRWSet.setReadMap(new HashMap<>(this.getReadMap()));
467       copyRWSet.setWriteMap(new HashMap<>(this.getWriteMap()));
468       return copyRWSet;
469     }
470
471     public Set<String> getReadSet() {
472       return readMap.keySet();
473     }
474
475     public Set<String> getWriteSet() {
476       return writeMap.keySet();
477     }
478
479     public boolean readFieldExists(String field) {
480       return readMap.containsKey(field);
481     }
482
483     public boolean writeFieldExists(String field) {
484       return writeMap.containsKey(field);
485     }
486
487     public int readFieldObjectId(String field) {
488       return readMap.get(field);
489     }
490
491     public int writeFieldObjectId(String field) {
492       return writeMap.get(field);
493     }
494
495     private HashMap<String, Integer> getReadMap() {
496       return readMap;
497     }
498
499     private HashMap<String, Integer> getWriteMap() {
500       return writeMap;
501     }
502
503     private void setReadMap(HashMap<String, Integer> rMap) {
504       readMap = rMap;
505     }
506
507     private void setWriteMap(HashMap<String, Integer> wMap) {
508       writeMap = wMap;
509     }
510   }
511
512   // This class provides a data structure to store TransitionEvent and ReadWriteSet for a summary
513   private class SummaryNode {
514     private TransitionEvent transitionEvent;
515     private ReadWriteSet readWriteSet;
516
517     public SummaryNode(TransitionEvent transEvent, ReadWriteSet rwSet) {
518       transitionEvent = transEvent;
519       readWriteSet = rwSet;
520     }
521
522     public TransitionEvent getTransitionEvent() {
523       return transitionEvent;
524     }
525
526     public ReadWriteSet getReadWriteSet() {
527       return readWriteSet;
528     }
529   }
530
531   // This class compactly stores transitions:
532   // 1) CG,
533   // 2) state ID,
534   // 3) choice,
535   // 4) predecessors (for backward DFS).
536   private class TransitionEvent {
537     private int choice;                        // Choice chosen at this transition
538     private int choiceCounter;                 // Choice counter at this transition
539     private Execution execution;               // The execution where this transition belongs
540     private HashSet<Predecessor> predecessors; // Maps incoming events/transitions (execution and choice)
541     private HashMap<Integer, SummaryNode> transitionSummary;
542                                                // Summary of pushed transitions at the current transition
543     private HashMap<Execution, HashSet<Integer>> recordedPredecessors;
544                                                // Memorize event and choice number to not record them twice
545     private int stateId;                       // State at this transition
546     private IntChoiceFromSet transitionCG;     // CG at this transition
547
548     public TransitionEvent() {
549       choice = 0;
550       choiceCounter = 0;
551       execution = null;
552       predecessors = new HashSet<>();
553       transitionSummary = new HashMap<>();
554       recordedPredecessors = new HashMap<>();
555       stateId = 0;
556       transitionCG = null;
557     }
558
559     public int getChoice() {
560       return choice;
561     }
562
563     public int getChoiceCounter() {
564       return choiceCounter;
565     }
566
567     public Execution getExecution() {
568       return execution;
569     }
570
571     public HashSet<Predecessor> getPredecessors() {
572       return predecessors;
573     }
574
575     public int getStateId() {
576       return stateId;
577     }
578
579     public HashMap<Integer, SummaryNode> getTransitionSummary() {
580       return transitionSummary;
581     }
582
583     public IntChoiceFromSet getTransitionCG() { return transitionCG; }
584
585     private boolean isRecordedPredecessor(Execution execution, int choice) {
586       // See if we have recorded this predecessor earlier
587       HashSet<Integer> recordedChoices;
588       if (recordedPredecessors.containsKey(execution)) {
589         recordedChoices = recordedPredecessors.get(execution);
590         if (recordedChoices.contains(choice)) {
591           return true;
592         }
593       } else {
594         recordedChoices = new HashSet<>();
595         recordedPredecessors.put(execution, recordedChoices);
596       }
597       // Record the choice if we haven't seen it
598       recordedChoices.add(choice);
599
600       return false;
601     }
602
603     private ReadWriteSet performUnion(ReadWriteSet recordedRWSet, ReadWriteSet rwSet) {
604       // Combine the same write accesses and record in the recordedRWSet
605       HashMap<String, Integer> recordedWriteMap = recordedRWSet.getWriteMap();
606       HashMap<String, Integer> writeMap = rwSet.getWriteMap();
607       for(Map.Entry<String, Integer> entry : recordedWriteMap.entrySet()) {
608         String writeField = entry.getKey();
609         // Remove the entry from rwSet if both field and object ID are the same
610         if (writeMap.containsKey(writeField) &&
611                 (writeMap.get(writeField).equals(recordedWriteMap.get(writeField)))) {
612           writeMap.remove(writeField);
613         }
614       }
615       // Then add everything into the recorded map because these will be traversed
616       recordedWriteMap.putAll(writeMap);
617       // Combine the same read accesses and record in the recordedRWSet
618       HashMap<String, Integer> recordedReadMap = recordedRWSet.getReadMap();
619       HashMap<String, Integer> readMap = rwSet.getReadMap();
620       for(Map.Entry<String, Integer> entry : recordedReadMap.entrySet()) {
621         String readField = entry.getKey();
622         // Remove the entry from rwSet if both field and object ID are the same
623         if (readMap.containsKey(readField) &&
624                 (readMap.get(readField).equals(recordedReadMap.get(readField)))) {
625           readMap.remove(readField);
626         }
627       }
628       // Then add everything into the recorded map because these will be traversed
629       recordedReadMap.putAll(readMap);
630
631       return rwSet;
632     }
633
634     public void recordPredecessor(Execution execution, int choice) {
635       if (!isRecordedPredecessor(execution, choice)) {
636         predecessors.add(new Predecessor(execution, choice));
637       }
638     }
639
640     public ReadWriteSet recordTransitionSummary(TransitionEvent transition, ReadWriteSet rwSet) {
641       // Record transition into reachability summary
642       // TransitionMap maps event (choice) number to a R/W set
643       int choice = transition.getChoice();
644       SummaryNode summaryNode;
645       // Insert transition into the map if we haven't had this event number recorded
646       if (!transitionSummary.containsKey(choice)) {
647         summaryNode = new SummaryNode(transition, rwSet.getCopy());
648         transitionSummary.put(choice, summaryNode);
649       } else {
650         summaryNode = transitionSummary.get(choice);
651         // Perform union and subtraction between the recorded and the given R/W sets
652         rwSet = performUnion(summaryNode.getReadWriteSet(), rwSet);
653       }
654       return rwSet;
655     }
656
657     public void setChoice(int cho) {
658       choice = cho;
659     }
660
661     public void setChoiceCounter(int choCounter) {
662       choiceCounter = choCounter;
663     }
664
665     public void setExecution(Execution exec) {
666       execution = exec;
667     }
668
669     public void setPredecessors(HashSet<Predecessor> preds) {
670       predecessors = new HashSet<>(preds);
671     }
672
673     public void setStateId(int stId) {
674       stateId = stId;
675     }
676
677     public void setTransitionCG(IntChoiceFromSet cg) {
678       transitionCG = cg;
679     }
680   }
681
682   // -- CONSTANTS
683   private final static String DO_CALL_METHOD = "doCall";
684   // We exclude fields that come from libraries (Java and Groovy), and also the infrastructure
685   private final static String[] EXCLUDED_FIELDS_CONTAINS_LIST = {"_closure"};
686   private final static String[] EXCLUDED_FIELDS_ENDS_WITH_LIST =
687           // Groovy library created fields
688           {"stMC", "callSiteArray", "metaClass", "staticClassInfo", "__constructor__",
689           // Infrastructure
690           "sendEvent", "Object", "reference", "location", "app", "state", "log", "functionList", "objectList",
691           "eventList", "valueList", "settings", "printToConsole", "app1", "app2"};
692   private final static String[] EXCLUDED_FIELDS_STARTS_WITH_LIST =
693           // Java and Groovy libraries
694           { "java", "org", "sun", "com", "gov", "groovy"};
695   private final static String[] EXCLUDED_FIELDS_READ_WRITE_INSTRUCTIONS_STARTS_WITH_LIST = {"Event"};
696   private final static String GET_PROPERTY_METHOD =
697           "invokeinterface org.codehaus.groovy.runtime.callsite.CallSite.callGetProperty";
698   private final static String GROOVY_CALLSITE_LIB = "org.codehaus.groovy.runtime.callsite";
699   private final static String JAVA_INTEGER = "int";
700   private final static String JAVA_STRING_LIB = "java.lang.String";
701
702   // -- FUNCTIONS
703   private Integer[] copyChoices(Integer[] choicesToCopy) {
704
705     Integer[] copyOfChoices = new Integer[choicesToCopy.length];
706     System.arraycopy(choicesToCopy, 0, copyOfChoices, 0, choicesToCopy.length);
707     return copyOfChoices;
708   }
709
710   private void ensureFairSchedulingAndSetupTransition(IntChoiceFromSet icsCG, VM vm) {
711     // Check the next choice and if the value is not the same as the expected then force the expected value
712     int choiceIndex = choiceCounter % refChoices.length;
713     int nextChoice = icsCG.getNextChoice();
714     if (refChoices[choiceIndex] != nextChoice) {
715       int expectedChoice = refChoices[choiceIndex];
716       int currCGIndex = icsCG.getNextChoiceIndex();
717       if ((currCGIndex >= 0) && (currCGIndex < refChoices.length)) {
718         icsCG.setChoice(currCGIndex, expectedChoice);
719       }
720     }
721     // Get state ID and associate it with this transition
722     int stateId = vm.getStateId();
723     TransitionEvent transition = setupTransition(icsCG, stateId, choiceIndex);
724     // Add new transition to the current execution and map it in R-Graph
725     for (Integer stId : justVisitedStates) {  // Map this transition to all the previously passed states
726       rGraph.addReachableTransition(stId, transition);
727     }
728     currentExecution.mapCGToChoice(icsCG, choiceCounter);
729     // Store restorable state object for this state (always store the latest)
730     if (!restorableStateMap.containsKey(stateId)) {
731       RestorableVMState restorableState = vm.getRestorableState();
732       restorableStateMap.put(stateId, restorableState);
733     }
734   }
735
736   private TransitionEvent setupTransition(IntChoiceFromSet icsCG, int stateId, int choiceIndex) {
737     // Get a new transition
738     TransitionEvent transition;
739     if (currentExecution.isNew()) {
740       // We need to handle the first transition differently because this has a predecessor execution
741       transition = currentExecution.getFirstTransition();
742     } else {
743       transition = new TransitionEvent();
744       currentExecution.addTransition(transition);
745       transition.recordPredecessor(currentExecution, choiceCounter - 1);
746     }
747     transition.setExecution(currentExecution);
748     transition.setTransitionCG(icsCG);
749     transition.setStateId(stateId);
750     transition.setChoice(refChoices[choiceIndex]);
751     transition.setChoiceCounter(choiceCounter);
752
753     return transition;
754   }
755
756   // --- Functions related to cycle detection and reachability graph
757
758   // Detect cycles in the current execution/trace
759   // We terminate the execution iff:
760   // (1) the state has been visited in the current execution
761   // (2) the state has one or more cycles that involve all the events
762   // With simple approach we only need to check for a re-visited state.
763   // Basically, we have to check that we have executed all events between two occurrences of such state.
764   private boolean completeFullCycle(int stId) {
765     // False if the state ID hasn't been recorded
766     if (!stateToEventMap.containsKey(stId)) {
767       return false;
768     }
769     HashSet<Integer> visitedEvents = stateToEventMap.get(stId);
770     // Check if this set contains all the event choices
771     // If not then this is not the terminating condition
772     for(int i=0; i<=maxEventChoice; i++) {
773       if (!visitedEvents.contains(i)) {
774         return false;
775       }
776     }
777     return true;
778   }
779
780   private void initializeStatesVariables() {
781     // DPOR-related
782     choices = null;
783     refChoices = null;
784     choiceCounter = 0;
785     maxEventChoice = 0;
786     // Cycle tracking
787     currVisitedStates = new HashSet<>();
788     justVisitedStates = new HashSet<>();
789     prevVisitedStates = new HashSet<>();
790     stateToEventMap = new HashMap<>();
791     // Backtracking
792     backtrackMap = new HashMap<>();
793     backtrackStateQ = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());
794     currentExecution = new Execution();
795     currentExecution.addTransition(new TransitionEvent()); // Always start with 1 backtrack point
796     doneBacktrackMap = new HashMap<>();
797     rGraph = new RGraph();
798     // Booleans
799     isEndOfExecution = false;
800   }
801
802   private void mapStateToEvent(int nextChoiceValue) {
803     // Update all states with this event/choice
804     // This means that all past states now see this transition
805     Set<Integer> stateSet = stateToEventMap.keySet();
806     for(Integer stateId : stateSet) {
807       HashSet<Integer> eventSet = stateToEventMap.get(stateId);
808       eventSet.add(nextChoiceValue);
809     }
810   }
811
812   private boolean terminateCurrentExecution() {
813     // We need to check all the states that have just been visited
814     // Often a transition (choice/event) can result into forwarding/backtracking to a number of states
815     for(Integer stateId : justVisitedStates) {
816       if (prevVisitedStates.contains(stateId) || completeFullCycle(stateId)) {
817         return true;
818       }
819     }
820     return false;
821   }
822
823   private void updateStateInfo(Search search) {
824     // Update the state variables
825     int stateId = search.getStateId();
826     // Insert state ID into the map if it is new
827     if (!stateToEventMap.containsKey(stateId)) {
828       HashSet<Integer> eventSet = new HashSet<>();
829       stateToEventMap.put(stateId, eventSet);
830     }
831     analyzeReachabilityAndCreateBacktrackPoints(search.getVM(), stateId);
832     justVisitedStates.add(stateId);
833     if (!prevVisitedStates.contains(stateId)) {
834       // It is a currently visited states if the state has not been seen in previous executions
835       currVisitedStates.add(stateId);
836     }
837   }
838
839   // --- Functions related to Read/Write access analysis on shared fields
840
841   private void addNewBacktrackPoint(int stateId, Integer[] newChoiceList, TransitionEvent conflictTransition) {
842     // Insert backtrack point to the right state ID
843     LinkedList<BacktrackExecution> backtrackExecList;
844     if (backtrackMap.containsKey(stateId)) {
845       backtrackExecList = backtrackMap.get(stateId);
846     } else {
847       backtrackExecList = new LinkedList<>();
848       backtrackMap.put(stateId, backtrackExecList);
849     }
850     // Add the new backtrack execution object
851     TransitionEvent backtrackTransition = new TransitionEvent();
852     backtrackTransition.setPredecessors(conflictTransition.getPredecessors());
853     backtrackExecList.addFirst(new BacktrackExecution(newChoiceList, backtrackTransition));
854     // Add to priority queue
855     if (!backtrackStateQ.contains(stateId)) {
856       backtrackStateQ.add(stateId);
857     }
858   }
859
860   // Analyze Read/Write accesses that are directly invoked on fields
861   private void analyzeReadWriteAccesses(Instruction executedInsn, int currentChoice) {
862     // Get the field info
863     FieldInfo fieldInfo = ((JVMFieldInstruction) executedInsn).getFieldInfo();
864     // Analyze only after being initialized
865     String fieldClass = fieldInfo.getFullName();
866     // Do the analysis to get Read and Write accesses to fields
867     ReadWriteSet rwSet = getReadWriteSet(currentChoice);
868     int objectId = fieldInfo.getClassInfo().getClassObjectRef();
869     // Record the field in the map
870     if (executedInsn instanceof WriteInstruction) {
871       // We first check the non-relevant fields set
872       if (!nonRelevantFields.contains(fieldInfo)) {
873         // Exclude certain field writes because of infrastructure needs, e.g., Event class field writes
874         for (String str : EXCLUDED_FIELDS_READ_WRITE_INSTRUCTIONS_STARTS_WITH_LIST) {
875           if (fieldClass.startsWith(str)) {
876             nonRelevantFields.add(fieldInfo);
877             return;
878           }
879         }
880       } else {
881         // If we have this field in the non-relevant fields set then we return right away
882         return;
883       }
884       rwSet.addWriteField(fieldClass, objectId);
885     } else if (executedInsn instanceof ReadInstruction) {
886       rwSet.addReadField(fieldClass, objectId);
887     }
888   }
889
890   // Analyze Read accesses that are indirect (performed through iterators)
891   // These accesses are marked by certain bytecode instructions, e.g., INVOKEINTERFACE
892   private void analyzeReadWriteAccesses(Instruction instruction, ThreadInfo ti, int currentChoice) {
893     // Get method name
894     INVOKEINTERFACE insn = (INVOKEINTERFACE) instruction;
895     if (insn.toString().startsWith(GET_PROPERTY_METHOD) &&
896             insn.getMethodInfo().getName().equals(DO_CALL_METHOD)) {
897       // Extract info from the stack frame
898       StackFrame frame = ti.getTopFrame();
899       int[] frameSlots = frame.getSlots();
900       // Get the Groovy callsite library at index 0
901       ElementInfo eiCallsite = VM.getVM().getHeap().get(frameSlots[0]);
902       if (!eiCallsite.getClassInfo().getName().startsWith(GROOVY_CALLSITE_LIB)) {
903         return;
904       }
905       // Get the iterated object whose property is accessed
906       ElementInfo eiAccessObj = VM.getVM().getHeap().get(frameSlots[1]);
907       if (eiAccessObj == null) {
908         return;
909       }
910       // We exclude library classes (they start with java, org, etc.) and some more
911       ClassInfo classInfo = eiAccessObj.getClassInfo();
912       String objClassName = classInfo.getName();
913       // Check if this class info is part of the non-relevant classes set already
914       if (!nonRelevantClasses.contains(classInfo)) {
915         if (excludeThisForItStartsWith(EXCLUDED_FIELDS_READ_WRITE_INSTRUCTIONS_STARTS_WITH_LIST, objClassName) ||
916                 excludeThisForItStartsWith(EXCLUDED_FIELDS_STARTS_WITH_LIST, objClassName)) {
917           nonRelevantClasses.add(classInfo);
918           return;
919         }
920       } else {
921         // If it is part of the non-relevant classes set then return immediately
922         return;
923       }
924       // Extract fields from this object and put them into the read write
925       int numOfFields = eiAccessObj.getNumberOfFields();
926       for(int i=0; i<numOfFields; i++) {
927         FieldInfo fieldInfo = eiAccessObj.getFieldInfo(i);
928         if (fieldInfo.getType().equals(JAVA_STRING_LIB) || fieldInfo.getType().equals(JAVA_INTEGER)) {
929           String fieldClass = fieldInfo.getFullName();
930           ReadWriteSet rwSet = getReadWriteSet(currentChoice);
931           int objectId = fieldInfo.getClassInfo().getClassObjectRef();
932           // Record the field in the map
933           rwSet.addReadField(fieldClass, objectId);
934         }
935       }
936     }
937   }
938
939   private int checkAndAdjustChoice(int currentChoice, VM vm) {
940     // If current choice is not the same, then this is caused by the firing of IntIntervalGenerator
941     // for certain method calls in the infrastructure, e.g., eventSince()
942     ChoiceGenerator<?> currentCG = vm.getChoiceGenerator();
943     // This is the main event CG
944     if (currentCG instanceof IntIntervalGenerator) {
945       // This is the interval CG used in device handlers
946       ChoiceGenerator<?> parentCG = ((IntIntervalGenerator) currentCG).getPreviousChoiceGenerator();
947       // Iterate until we find the IntChoiceFromSet CG
948       while (!(parentCG instanceof IntChoiceFromSet)) {
949         parentCG = ((IntIntervalGenerator) parentCG).getPreviousChoiceGenerator();
950       }
951       // Find the choice related to the IntIntervalGenerator CG from the map
952       currentChoice = currentExecution.getChoiceFromCG((IntChoiceFromSet) parentCG);
953     }
954     return currentChoice;
955   }
956
957   private void createBacktrackingPoint(Execution execution, int currentChoice,
958                                        Execution conflictExecution, int conflictChoice) {
959     // Create a new list of choices for backtrack based on the current choice and conflicting event number
960     // E.g. if we have a conflict between 1 and 3, then we create the list {3, 1, 0, 2}
961     // for the original set {0, 1, 2, 3}
962     
963     // execution/currentChoice represent the event/transaction that will be put into the backtracking set of
964     // conflictExecution/conflictChoice
965     Integer[] newChoiceList = new Integer[refChoices.length];
966     ArrayList<TransitionEvent> currentTrace = execution.getExecutionTrace();
967     ArrayList<TransitionEvent> conflictTrace = conflictExecution.getExecutionTrace();
968     int currChoice = currentTrace.get(currentChoice).getChoice();
969     int stateId = conflictTrace.get(conflictChoice).getStateId();
970     // Check if this trace has been done from this state
971     if (isTraceAlreadyConstructed(currChoice, stateId)) {
972       return;
973     }
974     // Put the conflicting event numbers first and reverse the order
975     newChoiceList[0] = currChoice;
976     // Put the rest of the event numbers into the array starting from the minimum to the upper bound
977     for (int i = 0, j = 1; i < refChoices.length; i++) {
978       if (refChoices[i] != newChoiceList[0]) {
979         newChoiceList[j] = refChoices[i];
980         j++;
981       }
982     }
983     // Predecessor of the new backtrack point is the same as the conflict point's
984     addNewBacktrackPoint(stateId, newChoiceList, conflictTrace.get(conflictChoice));
985   }
986
987   private boolean excludeThisForItContains(String[] excludedStrings, String className) {
988     for (String excludedField : excludedStrings) {
989       if (className.contains(excludedField)) {
990         return true;
991       }
992     }
993     return false;
994   }
995
996   private boolean excludeThisForItEndsWith(String[] excludedStrings, String className) {
997     for (String excludedField : excludedStrings) {
998       if (className.endsWith(excludedField)) {
999         return true;
1000       }
1001     }
1002     return false;
1003   }
1004
1005   private boolean excludeThisForItStartsWith(String[] excludedStrings, String className) {
1006     for (String excludedField : excludedStrings) {
1007       if (className.startsWith(excludedField)) {
1008         return true;
1009       }
1010     }
1011     return false;
1012   }
1013
1014   private void exploreNextBacktrackPoints(VM vm, IntChoiceFromSet icsCG) {
1015                 // Check if we are reaching the end of our execution: no more backtracking points to explore
1016                 // cgMap, backtrackMap, backtrackStateQ are updated simultaneously (checking backtrackStateQ is enough)
1017                 if (!backtrackStateQ.isEmpty()) {
1018                         // Set done all the other backtrack points
1019                         for (TransitionEvent backtrackTransition : currentExecution.getExecutionTrace()) {
1020         backtrackTransition.getTransitionCG().setDone();
1021                         }
1022                         // Reset the next backtrack point with the latest state
1023                         int hiStateId = backtrackStateQ.peek();
1024                         // Restore the state first if necessary
1025                         if (vm.getStateId() != hiStateId) {
1026                                 RestorableVMState restorableState = restorableStateMap.get(hiStateId);
1027                                 vm.restoreState(restorableState);
1028                         }
1029                         // Set the backtrack CG
1030                         IntChoiceFromSet backtrackCG = (IntChoiceFromSet) vm.getChoiceGenerator();
1031                         setBacktrackCG(hiStateId, backtrackCG);
1032                 } else {
1033                         // Set done this last CG (we save a few rounds)
1034                         icsCG.setDone();
1035                 }
1036                 // Save all the visited states when starting a new execution of trace
1037                 prevVisitedStates.addAll(currVisitedStates);
1038                 // This marks a transitional period to the new CG
1039                 isEndOfExecution = true;
1040   }
1041
1042   private boolean isConflictFound(Execution execution, int reachableChoice, Execution conflictExecution, int conflictChoice,
1043                                   ReadWriteSet currRWSet) {
1044     // conflictExecution/conflictChoice represent a predecessor event/transaction that can potentially have a conflict
1045     ArrayList<TransitionEvent> executionTrace = execution.getExecutionTrace();
1046     ArrayList<TransitionEvent> conflictTrace = conflictExecution.getExecutionTrace();
1047     HashMap<Integer, ReadWriteSet> confRWFieldsMap = conflictExecution.getReadWriteFieldsMap();
1048     // Skip if this event does not have any Read/Write set or the two events are basically the same event (number)
1049     if (!confRWFieldsMap.containsKey(conflictChoice) ||
1050             executionTrace.get(reachableChoice).getChoice() == conflictTrace.get(conflictChoice).getChoice()) {
1051       return false;
1052     }
1053     // R/W set of choice/event that may have a potential conflict
1054     ReadWriteSet confRWSet = confRWFieldsMap.get(conflictChoice);
1055     // Check for conflicts with Read and Write fields for Write instructions
1056     Set<String> currWriteSet = currRWSet.getWriteSet();
1057     for(String writeField : currWriteSet) {
1058       int currObjId = currRWSet.writeFieldObjectId(writeField);
1059       if ((confRWSet.readFieldExists(writeField) && confRWSet.readFieldObjectId(writeField) == currObjId) ||
1060           (confRWSet.writeFieldExists(writeField) && confRWSet.writeFieldObjectId(writeField) == currObjId)) {
1061         // Remove this from the write set as we are tracking per memory location
1062         currRWSet.removeWriteField(writeField);
1063         return true;
1064       }
1065     }
1066     // Check for conflicts with Write fields for Read instructions
1067     Set<String> currReadSet = currRWSet.getReadSet();
1068     for(String readField : currReadSet) {
1069       int currObjId = currRWSet.readFieldObjectId(readField);
1070       if (confRWSet.writeFieldExists(readField) && confRWSet.writeFieldObjectId(readField) == currObjId) {
1071         // Remove this from the read set as we are tracking per memory location
1072         currRWSet.removeReadField(readField);
1073         return true;
1074       }
1075     }
1076     // Return false if no conflict is found
1077     return false;
1078   }
1079
1080   private ReadWriteSet getReadWriteSet(int currentChoice) {
1081     // Do the analysis to get Read and Write accesses to fields
1082     ReadWriteSet rwSet;
1083     // We already have an entry
1084     HashMap<Integer, ReadWriteSet> currReadWriteFieldsMap = currentExecution.getReadWriteFieldsMap();
1085     if (currReadWriteFieldsMap.containsKey(currentChoice)) {
1086       rwSet = currReadWriteFieldsMap.get(currentChoice);
1087     } else { // We need to create a new entry
1088       rwSet = new ReadWriteSet();
1089       currReadWriteFieldsMap.put(currentChoice, rwSet);
1090     }
1091     return rwSet;
1092   }
1093
1094   private boolean isFieldExcluded(Instruction executedInsn) {
1095     // Get the field info
1096     FieldInfo fieldInfo = ((JVMFieldInstruction) executedInsn).getFieldInfo();
1097     // Check if the non-relevant fields set already has it
1098     if (nonRelevantFields.contains(fieldInfo)) {
1099       return true;
1100     }
1101     // Check if the relevant fields set already has it
1102     if (relevantFields.contains(fieldInfo)) {
1103       return false;
1104     }
1105     // Analyze only after being initialized
1106     String field = fieldInfo.getFullName();
1107     // Check against "starts-with", "ends-with", and "contains" list
1108     if (excludeThisForItStartsWith(EXCLUDED_FIELDS_STARTS_WITH_LIST, field) ||
1109             excludeThisForItEndsWith(EXCLUDED_FIELDS_ENDS_WITH_LIST, field) ||
1110             excludeThisForItContains(EXCLUDED_FIELDS_CONTAINS_LIST, field)) {
1111       nonRelevantFields.add(fieldInfo);
1112       return true;
1113     }
1114     relevantFields.add(fieldInfo);
1115     return false;
1116   }
1117
1118   // Check if this trace is already constructed
1119   private boolean isTraceAlreadyConstructed(int firstChoice, int stateId) {
1120     // Concatenate state ID and only the first event in the string, e.g., "1:1 for the trace 10234 at state 1"
1121     // Check if the trace has been constructed as a backtrack point for this state
1122     // TODO: THIS IS AN OPTIMIZATION!
1123     HashSet<Integer> choiceSet;
1124     if (doneBacktrackMap.containsKey(stateId)) {
1125       choiceSet = doneBacktrackMap.get(stateId);
1126       if (choiceSet.contains(firstChoice)) {
1127         return true;
1128       }
1129     } else {
1130       choiceSet = new HashSet<>();
1131       doneBacktrackMap.put(stateId, choiceSet);
1132     }
1133     choiceSet.add(firstChoice);
1134
1135     return false;
1136   }
1137
1138   // Reset data structure for each new execution
1139   private void resetStatesForNewExecution(IntChoiceFromSet icsCG, VM vm) {
1140     if (choices == null || choices != icsCG.getAllChoices()) {
1141       // Reset state variables
1142       choiceCounter = 0;
1143       choices = icsCG.getAllChoices();
1144       refChoices = copyChoices(choices);
1145       // Clear data structures
1146       currVisitedStates = new HashSet<>();
1147       stateToEventMap = new HashMap<>();
1148       isEndOfExecution = false;
1149     }
1150   }
1151
1152   // Set a backtrack point for a particular state
1153   private void setBacktrackCG(int stateId, IntChoiceFromSet backtrackCG) {
1154     // Set a backtrack CG based on a state ID
1155     LinkedList<BacktrackExecution> backtrackExecutions = backtrackMap.get(stateId);
1156     BacktrackExecution backtrackExecution = backtrackExecutions.removeLast();
1157     backtrackCG.setNewValues(backtrackExecution.getChoiceList());  // Get the last from the queue
1158     backtrackCG.setStateId(stateId);
1159     backtrackCG.reset();
1160     // Update current execution with this new execution
1161     Execution newExecution = new Execution();
1162     TransitionEvent firstTransition = backtrackExecution.getFirstTransition();
1163     newExecution.addTransition(firstTransition);
1164     // Try to free some memory since this map is only used for the current execution
1165     currentExecution.clearCGToChoiceMap();
1166     currentExecution = newExecution;
1167     // Remove from the queue if we don't have more backtrack points for that state
1168     if (backtrackExecutions.isEmpty()) {
1169       backtrackMap.remove(stateId);
1170       backtrackStateQ.remove(stateId);
1171     }
1172   }
1173
1174   // Update backtrack sets
1175   // 1) recursively, and
1176   // 2) track accesses per memory location (per shared variable/field)
1177   private void updateBacktrackSet(Execution execution, int currentChoice) {
1178     // Copy ReadWriteSet object
1179     HashMap<Integer, ReadWriteSet> currRWFieldsMap = execution.getReadWriteFieldsMap();
1180     ReadWriteSet currRWSet = currRWFieldsMap.get(currentChoice);
1181     if (currRWSet == null) {
1182       return;
1183     }
1184     currRWSet = currRWSet.getCopy();
1185     // Memorize visited TransitionEvent object while performing backward DFS to avoid getting caught up in a cycle
1186     HashSet<TransitionEvent> visited = new HashSet<>();
1187     // Update backtrack set recursively
1188     updateBacktrackSetRecursive(execution, currentChoice, execution, currentChoice, currRWSet, visited);
1189   }
1190
1191   // Recursive method to perform backward DFS to traverse the graph
1192   private void updateBacktrackSetRecursive(Execution execution, int currentChoice,
1193                                            Execution conflictExecution, int conflictChoice,
1194                                            ReadWriteSet currRWSet, HashSet<TransitionEvent> visited) {
1195     TransitionEvent currTrans = execution.getExecutionTrace().get(currentChoice);
1196     if (visited.contains(currTrans)) {
1197       return;
1198     }
1199     visited.add(currTrans);
1200     TransitionEvent confTrans = conflictExecution.getExecutionTrace().get(conflictChoice);
1201     // Record this transition into rGraph summary
1202     currRWSet = currTrans.recordTransitionSummary(confTrans, currRWSet);
1203     // Halt when we have found the first read/write conflicts for all memory locations
1204     if (currRWSet.isEmpty()) {
1205       return;
1206     }
1207     // Explore all predecessors
1208     for (Predecessor predecessor : currTrans.getPredecessors()) {
1209       // Get the predecessor (previous conflict choice)
1210       int predecessorChoice = predecessor.getChoice();
1211       Execution predecessorExecution = predecessor.getExecution();
1212       // Push up one happens-before transition
1213       int newConflictChoice = conflictChoice;
1214       Execution newConflictExecution = conflictExecution;
1215       // Check if a conflict is found
1216       if (isConflictFound(conflictExecution, conflictChoice, predecessorExecution, predecessorChoice, currRWSet)) {
1217         createBacktrackingPoint(conflictExecution, conflictChoice, predecessorExecution, predecessorChoice);
1218         newConflictChoice = predecessorChoice;
1219         newConflictExecution = predecessorExecution;
1220       }
1221       // Continue performing DFS if conflict is not found
1222       updateBacktrackSetRecursive(predecessorExecution, predecessorChoice, newConflictExecution, newConflictChoice,
1223               currRWSet, visited);
1224     }
1225     // Remove the transition after being explored
1226     // TODO: Seems to cause a lot of loops---commented out for now
1227     //visited.remove(confTrans);
1228   }
1229
1230   // --- Functions related to the reachability analysis when there is a state match
1231   
1232   private void analyzeReachabilityAndCreateBacktrackPoints(VM vm, int stateId) {
1233     // Perform this analysis only when:
1234     // 1) this is not during a switch to a new execution,
1235     // 2) at least 2 choices/events have been explored (choiceCounter > 1),
1236     // 3) state > 0 (state 0 is for boolean CG)
1237     if (!isEndOfExecution && choiceCounter > 1 && stateId > 0) {
1238       if (currVisitedStates.contains(stateId) || prevVisitedStates.contains(stateId)) {
1239         // Update reachable transitions in the graph with a predecessor
1240         HashSet<TransitionEvent> reachableTransitions = rGraph.getReachableTransitionsAtState(stateId);
1241         for(TransitionEvent transition : reachableTransitions) {
1242           transition.recordPredecessor(currentExecution, choiceCounter - 1);
1243         }
1244         updateBacktrackSetsFromPreviousExecution(stateId);
1245       }
1246     }
1247   }
1248
1249   private void updateBacktrackSetsFromPreviousExecution(int stateId) {
1250     // Collect all the reachable transitions from R-Graph
1251     HashSet<TransitionEvent> reachableTransitions = rGraph.getReachableTransitionsAtState(stateId);
1252     for(TransitionEvent transition : reachableTransitions) {
1253       // Current transition that stems from this state ID
1254       Execution currentExecution = transition.getExecution();
1255       int currentChoice = transition.getChoiceCounter();
1256       // Iterate over the stored conflict transitions in the summary
1257       for(Map.Entry<Integer, SummaryNode> conflictTransition : transition.getTransitionSummary().entrySet()) {
1258         SummaryNode summaryNode = conflictTransition.getValue();
1259         // Conflict transition in the summary node
1260         TransitionEvent confTrans = summaryNode.getTransitionEvent();
1261         Execution conflictExecution = confTrans.getExecution();
1262         int conflictChoice = confTrans.getChoiceCounter();
1263         // Copy ReadWriteSet object
1264         ReadWriteSet currRWSet = summaryNode.getReadWriteSet();
1265         currRWSet = currRWSet.getCopy();
1266         // Memorize visited TransitionEvent object while performing backward DFS to avoid getting caught up in a cycle
1267         HashSet<TransitionEvent> visited = new HashSet<>();
1268         updateBacktrackSetRecursive(currentExecution, currentChoice, conflictExecution, conflictChoice, currRWSet, visited);
1269       }
1270     }
1271   }
1272 }