Compacting the methods
[jpf-core.git] / src / main / gov / nasa / jpf / listener / ConflictTracker.java
index 134346775940c10aaf5acd5db90d67c8b16159b9..82a71147943f905265e4113ee6b204a8b3f38d29 100644 (file)
@@ -37,13 +37,12 @@ import java.util.*;
  **/
 
 public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
-
   private final PrintWriter out;
   private final HashSet<String> conflictSet = new HashSet<String>(); // Variables we want to track
   private final HashSet<String> appSet = new HashSet<String>(); // Apps we want to find their conflicts
   private final HashSet<String> manualSet = new HashSet<String>(); // Writer classes with manual inputs to detect direct-direct(No Conflict) interactions
   private final HashMap<Integer, Node> nodes = new HashMap<Integer, Node>(); // Nodes of a graph
-  private HashSet<NameValuePair> tempSetSet = new HashSet<NameValuePair>();
+  private ArrayList<NameValuePair> tempSetSet = new ArrayList<NameValuePair>();
   private long timeout;
   private long startTime;
   private Node parentNode = new Node(-2);
@@ -53,7 +52,6 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
   private int depth;
   private int id;
   private boolean conflictFound = false;
-  private boolean isSet = false;
   private boolean manual = false;
 
   private final String SET_LOCATION_METHOD = "setLocationMode";
@@ -90,212 +88,332 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
   }
 
   boolean propagateTheChange(Node currentNode) {
-       HashSet<Node> changed = new HashSet<Node>(currentNode.getSuccessors());
+    HashSet<Node> changed = new HashSet<Node>(currentNode.getSuccessors());
+    HashMap<Node, HashSet<Node>> parentQueueMap = new HashMap<Node, HashSet<Node>>();
+    HashSet<Node> parents = new HashSet<Node>();
+    parents.add(currentNode);
+
+    for (Node node : currentNode.getSuccessors()) {
+      parentQueueMap.put(node, parents);
+    }
 
-       while(!changed.isEmpty()) {
-      // Get the first element of HashSet and remove it from the changed set
+    while(!changed.isEmpty()) {
+      // Get the first element of the changed set and remove it
       Node nodeToProcess = changed.iterator().next();
       changed.remove(nodeToProcess);
 
-      // Update the sets, store the outSet to temp before its changes
-      boolean isChanged = updateSets(nodeToProcess);
+      // Update the changed parents
+      parents.clear();
+      parents = parentQueueMap.get(nodeToProcess);
+      boolean isChanged = false;
 
-      // Check for a conflict
-      if (checkForConflict(nodeToProcess))
-        return true;
+      for (Node node : parents) {
+        // Update the edge
+       isChanged |= updateTheOutSet(node, nodeToProcess);
+      }
 
-      // Checking if the out set has changed or not(Add its successors to the change list!)
+      // All the changes in current parents are propagated
+      parentQueueMap.get(nodeToProcess).clear();
+
+      // Check if the node has changed or not
       if (isChanged) {
-        for (Node i : nodeToProcess.getSuccessors()) {
+       // Check for a conflict in all the transition out of this node
+       if (checkAllSuccForConflict(nodeToProcess))
+         return true;
+        
+       // Update the parents list for the successors of the current node
+       parents.clear();
+       parents.add(nodeToProcess);
+
+       // For all the successors of the current node
+       for (Node i : nodeToProcess.getSuccessors()) {
           if (!changed.contains(i))
             changed.add(i);
+
+          // Update the list of updated parents for the current node
+          if (parentQueueMap.containsKey(i))
+            parentQueueMap.get(i).add(nodeToProcess);
+          else
+            parentQueueMap.put(i, parents);
         }
       }
-       }
+    }
+    return false;
+  }
 
-       return false;
+  String createErrorMessage(NameValuePair pair, HashMap<String, String> valueMap, HashMap<String, Integer> writerMap) {
+    String message = "Conflict found between the two apps. App"+pair.getAppNum()+
+                    " has written the value: "+pair.getValue()+
+                    " to the variable: "+pair.getVarName()+" while App"
+                    +writerMap.get(pair.getVarName())+" is overwriting the value: "
+                    +valueMap.get(pair.getVarName())+" to the same variable!";
+    System.out.println(message);       
+    return message;
   }
 
-  boolean setOutSet(Node currentNode) {
-       Integer prevSize = currentNode.getOutSet().size();
+  boolean checkAllSuccForConflict(Node currentNode) {
+    for (Node node : currentNode.getSuccessors()) {
+      HashMap<Transition, ArrayList<NameValuePair>> setSets = currentNode.getOutgoingEdges().get(node).getSetSetMap();
+      for (Map.Entry mapElement : setSets.entrySet()) {
+        Transition transition = (Transition)mapElement.getKey();
+       if (checkForConflict(currentNode, node, transition))
+         return true;
+      }
+    }
+    return false;
+  }
 
-       // Update based on setSet
-       for (NameValuePair i : currentNode.getSetSet()) {
-      if (currentNode.getOutSet().contains(i))
-        currentNode.getOutSet().remove(i);
-      currentNode.getOutSet().add(i);
+  boolean checkForConflict(Node parentNode, Node currentNode, Transition currentTransition) {
+    ArrayList<NameValuePair> setSet = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode).getSetSetMap().get(currentTransition);
+    HashMap<String, String> valueMap = new HashMap<String, String>(); // HashMap from varName to value
+    HashMap<String, Integer> writerMap = new HashMap<String, Integer>(); //  HashMap from varName to appNum
+    HashMap<String, String> firstValueMap = new HashMap<String, String>(); // HashMap from varName to value - first instruction in transition
+    HashMap<String, Integer> firstWriterMap = new HashMap<String, Integer>(); // HashMap from varName to appNum - first instruction in transition
+       
+    // Update the valueMap and writerMap + check for conflict between the elements of setSet
+    for (int i = 0;i < setSet.size();i++) {
+      NameValuePair nameValuePair = setSet.get(i);
+      String varName = nameValuePair.getVarName();
+      String value = nameValuePair.getValue();
+      Integer appNum = nameValuePair.getAppNum();
+      Boolean isManual = nameValuePair.getIsManual();
+
+      if (valueMap.containsKey(varName)) {
+        // Check if we have a same writer
+       if (!writerMap.get(varName).equals(appNum)) {
+         // Check if we have a conflict or not
+         if (!valueMap.get(varName).equals(value)) {
+           errorMessage = createErrorMessage(nameValuePair, valueMap, writerMap);
+           return true;
+         }
        }
+       valueMap.put(varName, value);
+       writerMap.put(varName, appNum);
+      } else {
+        valueMap.put(varName, value);
+       writerMap.put(varName, appNum);
+       if (!isManual) {
+         firstValueMap.put(varName, value);
+         firstWriterMap.put(varName, appNum);
+       }
+      }
+    }
 
-       // Add all the inSet
-       currentNode.getOutSet().addAll(currentNode.getInSet());
-
-       // Check if the outSet is changed
-       if (!prevSize.equals(currentNode.getOutSet().size()))
-      return true;
-       
-       return false;
+    // Check for conflict between outSet and this transition setSet
+    for (NameValuePair i : parentNode.getOutSet()) {
+      if (firstValueMap.containsKey(i.getVarName())) {
+        String value = firstValueMap.get(i.getVarName());
+        Integer writer = firstWriterMap.get(i.getVarName());
+        if ((value != null)&&(writer != null)) {
+          if (!value.equals(i.getValue())&&!writer.equals(i.getAppNum())) { 
+           // We have different values and different writers
+           errorMessage = createErrorMessage(i, firstValueMap, firstWriterMap);
+           return true;
+         }
+        }
+      }
+    }
+    return false;
   }
 
-  void setInSet(Node currentNode) {
-       for (Node i : currentNode.getPredecessors()) {
-      currentNode.getInSet().addAll(i.getOutSet());
+  boolean updateTheOutSet(Node parentNode, Node currentNode) {
+    HashMap<Transition, ArrayList<NameValuePair>> setSets = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode).getSetSetMap();
+    HashSet<String> updatedVarNames = new HashSet<String>();
+    Edge currentEdge = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode);
+    HashMap<String, Integer> lastWriter = currentEdge.getLastWriter();
+    HashMap<String, String> lastValue = currentEdge.getLastValue();
+    HashMap<String, Integer> outSetVarMap = new HashMap<String, Integer>();
+    boolean isChanged = false;
+
+    for (Map.Entry mapElement : setSets.entrySet()) {
+      ArrayList<NameValuePair> setSet = (ArrayList<NameValuePair>)mapElement.getValue();
+  
+      for (int i = 0;i < setSet.size();i++) {
+        updatedVarNames.add(setSet.get(i).getVarName());
+      }
     }
-  }
 
-  boolean checkForConflict(Node currentNode) {
-       HashMap<String, String> valueMap = new HashMap<String, String>(); // HashMap from varName to value
-       HashMap<String, Integer> writerMap = new HashMap<String, Integer>(); // HashMap from varName to appNum
+    for (NameValuePair i : parentNode.getOutSet()) {
+      outSetVarMap.put(i.getVarName(), i.getAppNum());
+      if (!updatedVarNames.contains(i.getVarName()))
+        isChanged |= currentNode.getOutSet().add(i);
+    }
 
-       for (NameValuePair i : currentNode.getSetSet()) {
-      if (i.getIsManual()) // Manual input: we have no conflict
-        continue;
 
-      valueMap.put(i.getVarName(), i.getValue());
-      if (writerMap.containsKey(i.getVarName()))
-        writerMap.put(i.getVarName(), i.getAppNum()+writerMap.get(i.getVarName())); // We have two writers?
-      else
-        writerMap.put(i.getVarName(), i.getAppNum());
+    for (Map.Entry mapElement : setSets.entrySet()) {
+      ArrayList<NameValuePair> setSet = (ArrayList<NameValuePair>)mapElement.getValue();
+  
+      for (int i = 0;i < setSet.size();i++) {
+        String varName = setSet.get(i).getVarName();
+       Integer writer = lastWriter.get(varName);
+       String value = lastValue.get(varName);
+
+       if (setSet.get(i).getAppNum().equals(writer) 
+         && setSet.get(i).getValue().equals(value)) {
+         if (outSetVarMap.containsKey(varName)) {
+           Integer hashCode = outSetVarMap.get(varName).hashCode() * 31 +
+                              varName.hashCode();
+           currentNode.getOutSet().remove(hashCode);
+         }
+          isChanged |= currentNode.getOutSet().add(setSet.get(i));
        }
-
-       // Comparing the inSet and setSet to find the conflict
-       for (NameValuePair i : currentNode.getInSet()) {
-      if (valueMap.containsKey(i.getVarName())) {
-        String value = valueMap.get(i.getVarName());
-        Integer writer = writerMap.get(i.getVarName());
-        if ((value != null)&&(writer != null)) {
-          if (!value.equals(i.getValue())&&!writer.equals(i.getAppNum())) { // We have different values
-            errorMessage = "Conflict found between the two apps. App"+i.getAppNum()+" has written the value: "+i.getValue()+
-                    " to the variable: "+i.getVarName()+" while App"+writerMap.get(i.getVarName())+" is overwriting the value: "
-                    +valueMap.get(i.getVarName())+" to the same variable!";
-            return true;
-          }
-        }
       }
-       }
-
-       return false;
+    }
+    return isChanged;
   }
 
-  boolean updateSets(Node currentNode) {
-       // Set input set according to output set of pred states of current state
-    setInSet(currentNode);
+  void updateTheEdge(Node currentNode, Transition transition) {
+    if (parentNode.getOutgoingEdges().containsKey(currentNode)) {
+      Edge currentEdge = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode);
+        if (currentEdge.getSetSetMap().containsKey(transition)) { // Update the transition
+         if (manual)
+           currentEdge.getSetSetMap().put(transition, tempSetSet);
+         else
+           currentEdge.getSetSetMap().get(transition).addAll(tempSetSet);
+       } else { // Add a new transition
+           currentEdge.getSetSetMap().put(transition, tempSetSet);
+        }
+    } else {
+      parentNode.getOutgoingEdges().put(currentNode, new Edge(parentNode, currentNode));
+      Edge currentEdge = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode);
+      currentEdge.getSetSetMap().put(transition, tempSetSet);
+    }
 
-       // Set outSet according to inSet, and setSet of current node, check if there is a change
-    return setOutSet(currentNode);
+    // Update the last writer and last value for this edge for each varName
+    Edge currentEdge = parentNode.getOutgoingEdges().get(currentNode);
+    ArrayList<NameValuePair> setSet = currentEdge.getSetSetMap().get(transition);
+    for (int i = 0;i < setSet.size();i++) {
+      NameValuePair nameValuePair = setSet.get(i);
+      currentEdge.getLastWriter().put(nameValuePair.getVarName(), nameValuePair.getAppNum());
+      currentEdge.getLastValue().put(nameValuePair.getVarName(), nameValuePair.getValue());
+    }
   }
 
+  
+
   static class Node {
-       Integer id;
-       HashSet<Node> predecessors = new HashSet<Node>();
-       HashSet<Node> successors = new HashSet<Node>();
-       HashSet<NameValuePair> inSet = new HashSet<NameValuePair>();
-       HashSet<NameValuePair> setSet = new HashSet<NameValuePair>();
-       HashSet<NameValuePair> outSet = new HashSet<NameValuePair>();
-
-       Node(Integer id) {
-               this.id = id;
-       }
+    Integer id;
+    HashSet<Node> predecessors = new HashSet<Node>();
+    HashSet<Node> successors = new HashSet<Node>();
+    HashSet<NameValuePair> outSet = new HashSet<NameValuePair>();
+    HashMap<Node, Edge> outgoingEdges = new HashMap<Node, Edge>();
+
+    Node(Integer id) {
+      this.id = id;
+    }
 
-       void addPredecessor(Node node) {
-               predecessors.add(node);
-       }
+    Integer getId() {
+      return id;
+    }
 
-       void addSuccessor(Node node) {
-               successors.add(node);
-       }
+    HashSet<Node> getPredecessors() {
+      return predecessors;
+    }
 
-       void setSetSet(HashSet<NameValuePair> setSet, boolean isManual) {
-      if (isManual)
-        this.setSet = new HashSet<NameValuePair>();
-      for (NameValuePair i : setSet) {
-        this.setSet.add(new NameValuePair(i.getAppNum(), i.getValue(), i.getVarName(), i.getIsManual()));
-      }
-       }
+    HashSet<Node> getSuccessors() {
+      return successors;
+    }
 
-       Integer getId() {
-               return id;
-       }
+    HashSet<NameValuePair> getOutSet() {
+      return outSet;
+    }
 
-       HashSet<Node> getPredecessors() {
-               return predecessors;
-       }
+    HashMap<Node, Edge> getOutgoingEdges() {
+      return outgoingEdges;
+    }
+  }
 
-       HashSet<Node> getSuccessors() {
-               return successors;
-       }
+  static class Edge {
+    Node source, destination;
+    HashMap<String, Integer> lastWriter = new HashMap<String, Integer>();
+    HashMap<String, String> lastValue = new HashMap<String, String>();
+    HashMap<Transition, ArrayList<NameValuePair>> setSetMap = new HashMap<Transition, ArrayList<NameValuePair>>();
 
-       HashSet<NameValuePair> getInSet() {
-               return inSet;
-       }
+    Edge(Node source, Node destination) {
+      this.source = source;
+      this.destination = destination;
+    }
 
-       HashSet<NameValuePair> getSetSet() {
-               return setSet;
-       }
+    Node getSource() {
+      return source;
+    }
 
-       HashSet<NameValuePair> getOutSet() {
-               return outSet;
-       }
+    Node getDestination() {
+      return destination;
+    }
+
+    HashMap<Transition, ArrayList<NameValuePair>> getSetSetMap() {
+      return setSetMap;
+    }
+
+    HashMap<String, Integer> getLastWriter() {
+      return lastWriter;
+    }
+
+    HashMap<String, String> getLastValue() {
+      return lastValue;
+    }
   }
 
   static class NameValuePair {
-       Integer appNum;
-       String value;
-       String varName;
-       boolean isManual;
+    Integer appNum;
+    String value;
+    String varName;
+    boolean isManual;
 
-       NameValuePair(Integer appNum, String value, String varName, boolean isManual) {
+    NameValuePair(Integer appNum, String value, String varName, boolean isManual) {
       this.appNum = appNum;
       this.value = value;
       this.varName = varName;
       this.isManual = isManual;
-       }
+    }
 
-       void setAppNum(Integer appNum) {
-               this.appNum = appNum;
-       }
+    void setAppNum(Integer appNum) {
+      this.appNum = appNum;
+    }
 
-       void setValue(String value) {
-               this.value = value;
-       }
+    void setValue(String value) {
+      this.value = value;
+    }
 
-       void setVarName(String varName) {
-               this.varName = varName;
-       }
+    void setVarName(String varName) {
+      this.varName = varName;
+    }
 
     void setIsManual(String varName) {
-               this.isManual = isManual;
-       }
+      this.isManual = isManual;
+    }
 
-       Integer getAppNum() {
-               return appNum;
-       }
+    Integer getAppNum() {
+      return appNum;
+    }
 
-       String getValue() {
-               return value;
-       }
+    String getValue() {
+      return value;
+    }
 
-       String getVarName() {
-               return varName;
-       }
+    String getVarName() {
+      return varName;
+    }
 
-       boolean getIsManual() {
-               return isManual;
-       }
+    boolean getIsManual() {
+      return isManual;
+    }
 
-       @Override
-       public boolean equals(Object o) {
+    @Override
+    public boolean equals(Object o) {
       if (o instanceof NameValuePair) {
         NameValuePair other = (NameValuePair) o;
         if (varName.equals(other.getVarName()))
           return appNum.equals(other.getAppNum());
       }
       return false;
-       }
+    }
 
-       @Override
-       public int hashCode() {
-               return appNum.hashCode() * 31 + varName.hashCode();
-       }
+    @Override
+    public int hashCode() {
+      return appNum.hashCode() * 31 + varName.hashCode();
+    }
   }
 
   @Override
@@ -309,9 +427,9 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
   
     // Update the parent node
     if (nodes.containsKey(id)) {
-         parentNode = nodes.get(id);
+      parentNode = nodes.get(id);
     } else {
-         parentNode = new Node(id);
+      parentNode = new Node(id);
     }
   }
 
@@ -324,21 +442,26 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
   @Override
   public void stateAdvanced(Search search) {
     String theEnd = null;
+    Transition transition = search.getTransition();
     id = search.getStateId();
     depth = search.getDepth();
     operation = "forward";
 
-    // Add the node to the list of nodes       
-    nodes.put(id, new Node(id));
+    // Add the node to the list of nodes
+    if (nodes.get(id) == null)
+      nodes.put(id, new Node(id));
+
     Node currentNode = nodes.get(id);
 
-    // Update the setSet for this new node
-    if (isSet) {
-      currentNode.setSetSet(tempSetSet, manual);
-      tempSetSet = new HashSet<NameValuePair>(); 
-      isSet = false;
-      manual = false;
-    }
+    // Update the edge based on the current transition
+    updateTheEdge(currentNode, transition);
+
+    // Reset the temporary variables and flags
+    tempSetSet = new ArrayList<NameValuePair>();
+    manual = false;
+
+    // Check for the conflict in this transition
+    conflictFound = checkForConflict(parentNode, currentNode, transition);
 
     if (search.isNewState()) {
       detail = "new";
@@ -356,28 +479,25 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
     // Updating the predecessors for this node
     // Check if parent node is already in successors of the current node or not
     if (!(currentNode.getPredecessors().contains(parentNode)))
-       currentNode.addPredecessor(parentNode);
+      currentNode.getPredecessors().add(parentNode);
 
     // Update the successors for this node
     // Check if current node is already in successors of the parent node or not
     if (!(parentNode.getSuccessors().contains(currentNode)))
-        parentNode.addSuccessor(currentNode);
+      parentNode.getSuccessors().add(currentNode);
 
-    // Update the sets, check if the outSet is changed or not
-    boolean isChanged = updateSets(currentNode);
-   
-    // Check for a conflict
-    conflictFound = checkForConflict(currentNode);
+    // Update the outset of the current node and check if it is changed or not to propagate the change
+    boolean isChanged = updateTheOutSet(parentNode, currentNode);
 
     // Check if the outSet of this state has changed, update all of its successors' sets if any
     if (isChanged)
-       conflictFound = conflictFound || propagateTheChange(currentNode);
-
+      conflictFound = conflictFound || checkAllSuccForConflict(currentNode) || propagateTheChange(currentNode);
+    
     // Update the parent node
     if (nodes.containsKey(id)) {
-         parentNode = nodes.get(id);
+      parentNode = nodes.get(id);
     } else {
-         parentNode = new Node(id);
+      parentNode = new Node(id);
     }
   }
 
@@ -392,9 +512,9 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
 
     // Update the parent node
     if (nodes.containsKey(id)) {
-         parentNode = nodes.get(id);
+      parentNode = nodes.get(id);
     } else {
-         parentNode = new Node(id);
+      parentNode = new Node(id);
     }
   }
 
@@ -541,18 +661,13 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
     // Update the temporary Set set.
     NameValuePair temp = new NameValuePair(1, value, var, manual);
     if (writer.equals("App2"))
-       temp = new NameValuePair(2, value, var, manual);
+      temp = new NameValuePair(2, value, var, manual);
     
-    if (tempSetSet.contains(temp))
-       tempSetSet.remove(temp);
     tempSetSet.add(temp);
-    // Set isSet to true
-    isSet = true;
   }
 
   @Override
   public void instructionExecuted(VM vm, ThreadInfo ti, Instruction nextInsn, Instruction executedInsn) {
-    // Instantiate timeoutTimer
     if (timeout > 0) {
       if (System.currentTimeMillis() - startTime > timeout) {
         StringBuilder sbTimeOut = new StringBuilder();
@@ -572,7 +687,7 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
         MethodInfo mi = executedInsn.getMethodInfo();
         // Find the last load before return and get the value here
         if (mi.getName().equals(SET_LOCATION_METHOD) &&
-                executedInsn instanceof ALOAD && nextInsn instanceof ARETURN) {
+            executedInsn instanceof ALOAD && nextInsn instanceof ARETURN) {
           byte type  = getType(ti, executedInsn);
           String value = getValue(ti, executedInsn, type);
 
@@ -586,6 +701,7 @@ public class ConflictTracker extends ListenerAdapter {
       } else {
         if (executedInsn instanceof WriteInstruction) {
           String varId = ((WriteInstruction) executedInsn).getFieldInfo().getFullName();
+
           for (String var : conflictSet) {
             if (varId.contains(var)) {
               // Get variable info