Cleaning up and fixing bugs; new DPOR implementation seems to be correct; need to...
authorrtrimana <rtrimana@uci.edu>
Mon, 6 Apr 2020 23:31:08 +0000 (16:31 -0700)
committerrtrimana <rtrimana@uci.edu>
Mon, 6 Apr 2020 23:31:08 +0000 (16:31 -0700)
src/main/gov/nasa/jpf/listener/DPORStateReducer.java

index 362da3b..72fc44e 100644 (file)
@@ -62,6 +62,7 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
   private Integer[] choices;
   private Integer[] refChoices;
   private int choiceCounter;
+  private int lastCGStateId;  // Record the state of the currently active CG
   private int maxEventChoice;
   // Data structure to track the events seen by each state to track cycles (containing all events) for termination
   private HashSet<Integer> currVisitedStates; // States being visited in the current execution
@@ -74,7 +75,7 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
   private ArrayList<IntChoiceFromSet> cgList;                         // Record CGs for backtracking points
   private HashMap<Integer, IntChoiceFromSet> cgMap;                   // Maps state IDs to CGs
   private HashMap<Integer, HashSet<Integer>> conflictPairMap;         // Record conflicting events
-//  private HashSet<IntChoiceFromSet> activeBacktrackCGs;               // Record active backtrack CGs
+  private HashSet<String> doneBacktrackSet;                           // Record state ID and trace that are done
   private HashMap<Integer, ReadWriteSet> readWriteFieldsMap;          // Record fields that are accessed
 
   // Visible operation dependency graph implementation (SPIN paper) related fields
@@ -94,31 +95,8 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     } else {
       out = null;
     }
-    // DPOR-related
-    choices = null;
-    refChoices = null;
-    choiceCounter = 0;
-    maxEventChoice = 0;
-    // Cycle tracking
-    currVisitedStates = new HashSet<>();
-    justVisitedStates = new HashSet<>();
-    prevVisitedStates = new HashSet<>();
-    stateToEventMap = new HashMap<>();
-    // Backtracking
-    backtrackMap = new HashMap<>();
-    backtrackStateQ = new PriorityQueue<>();
-    cgList = new ArrayList<>();
-    cgMap = new HashMap<>();
-    conflictPairMap = new HashMap<>();
-//    activeBacktrackCGs = new HashSet<>();
-    readWriteFieldsMap = new HashMap<>();
-    // VOD graph
-    prevChoiceValue = -1;
-    vodGraphMap = new HashMap<>();
-    // Booleans
     isBooleanCGFlipped = false;
-    isEndOfExecution = false;
-    isFirstResetDone = false;
+    initializeStatesVariables();
   }
 
   @Override
@@ -224,13 +202,14 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
 
     if (stateReductionMode) {
       // Check the boolean CG and if it is flipped, we are resetting the analysis
-//      if (currentCG instanceof BooleanChoiceGenerator) {
-//        if (!isBooleanCGFlipped) {
-//          isBooleanCGFlipped = true;
-//        } else {
-//          initializeStateReduction();
-//        }
-//      }
+      if (currentCG instanceof BooleanChoiceGenerator) {
+        if (!isBooleanCGFlipped) {
+          isBooleanCGFlipped = true;
+        } else {
+          // Allocate new objects for data structure when the boolean is flipped from "false" to "true"
+          initializeStatesVariables();
+        }
+      }
       // Check every choice generated and ensure fair scheduling!
       if (currentCG instanceof IntChoiceFromSet) {
         IntChoiceFromSet icsCG = (IntChoiceFromSet) currentCG;
@@ -429,6 +408,34 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     return true;
   }
 
+  private void initializeStatesVariables() {
+    // DPOR-related
+    choices = null;
+    refChoices = null;
+    choiceCounter = 0;
+    lastCGStateId = 0;
+    maxEventChoice = 0;
+    // Cycle tracking
+    currVisitedStates = new HashSet<>();
+    justVisitedStates = new HashSet<>();
+    prevVisitedStates = new HashSet<>();
+    stateToEventMap = new HashMap<>();
+    // Backtracking
+    backtrackMap = new HashMap<>();
+    backtrackStateQ = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());
+    cgList = new ArrayList<>();
+    cgMap = new HashMap<>();
+    conflictPairMap = new HashMap<>();
+    doneBacktrackSet = new HashSet<>();
+    readWriteFieldsMap = new HashMap<>();
+    // VOD graph
+    prevChoiceValue = -1;
+    vodGraphMap = new HashMap<>();
+    // Booleans
+    isEndOfExecution = false;
+    isFirstResetDone = false;
+  }
+
   private void mapStateToEvent(int nextChoiceValue) {
     // Update all states with this event/choice
     // This means that all past states now see this transition
@@ -473,6 +480,7 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
       backtrackList = backtrackMap.get(stateId);
     } else {
       backtrackList = new LinkedList<>();
+      backtrackMap.put(stateId, backtrackList);
     }
     backtrackList.addFirst(newChoiceList);
     // Add CG for this state ID if there isn't one yet
@@ -565,8 +573,9 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     // Put the conflicting event numbers first and reverse the order
     int actualCurrCho = currentChoice % refChoices.length;
     int actualConfEvtNum = confEvtNum % refChoices.length;
-    newChoiceList[0] = refChoices[actualCurrCho];
-    newChoiceList[1] = refChoices[actualConfEvtNum];
+    // We use the actual choices here in case they have been modified/adjusted
+    newChoiceList[0] = choices[actualCurrCho];
+    newChoiceList[1] = choices[actualConfEvtNum];
     // Put the rest of the event numbers into the array starting from the minimum to the upper bound
     for (int i = 0, j = 2; i < refChoices.length; i++) {
       if (refChoices[i] != newChoiceList[0] && refChoices[i] != newChoiceList[1]) {
@@ -576,6 +585,10 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     }
     // Record the backtracking point in the stack as well
     IntChoiceFromSet backtrackCG = cgList.get(confEvtNum);
+    // Check if this trace has been done starting from this state
+    if (isTraceConstructed(newChoiceList, backtrackCG)) {
+      return;
+    }
     //BacktrackPoint backtrackPoint = new BacktrackPoint(backtrackCG, newChoiceList);
     addNewBacktrackPoint(backtrackCG, newChoiceList);
   }
@@ -610,11 +623,10 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
   private void exploreNextBacktrackPoints(IntChoiceFromSet icsCG, VM vm) {
     // We can start exploring the next backtrack point after the current CG is advanced at least once
     if (icsCG.getNextChoiceIndex() > 0) {
-      if (backtrackMap.isEmpty()) {
-        // This means we are reaching the end of our execution: no more backtracking points to explore
-        return;
+      // Check if we are reaching the end of our execution: no more backtracking points to explore
+      if (!backtrackMap.isEmpty()) {
+        setNextBacktrackPoint(icsCG);
       }
-      setNextBacktrackPoint(icsCG);
       // Save all the visited states when starting a new execution of trace
       prevVisitedStates.addAll(currVisitedStates);
       currVisitedStates.clear();
@@ -652,7 +664,7 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     int actualEvtCntr = eventCounter % refChoices.length;
     int actualCurrCho = currentChoice % refChoices.length;
     // Skip if this event does not have any Read/Write set or the two events are basically the same event (number)
-    if (!readWriteFieldsMap.containsKey(eventCounter) || (actualEvtCntr == actualCurrCho)) {
+    if (!readWriteFieldsMap.containsKey(eventCounter) || choices[actualCurrCho] == choices[actualEvtCntr]) {
       return false;
     }
     ReadWriteSet rwSet = readWriteFieldsMap.get(eventCounter);
@@ -696,14 +708,31 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     return true;
   }
 
+  private boolean isTraceConstructed(Integer[] choiceList, IntChoiceFromSet backtrackCG) {
+    // Concatenate state ID and trace in a string, e.g., "1:10234"
+    int stateId = backtrackCG.getStateId();
+    StringBuilder sb = new StringBuilder();
+    sb.append(stateId);
+    sb.append(':');
+    for(Integer choice : choiceList) {
+      sb.append(choice);
+    }
+    // Check if the trace has been constructed as a backtrack point for this state
+    if (doneBacktrackSet.contains(sb.toString())) {
+      return true;
+    }
+    doneBacktrackSet.add(sb.toString());
+    return false;
+  }
+
   private void resetStatesForNewExecution(IntChoiceFromSet icsCG) {
     if (choices == null || choices != icsCG.getAllChoices()) {
       // Reset state variables
-      choiceCounter = 1;
+      choiceCounter = 0;
       choices = icsCG.getAllChoices();
       refChoices = copyChoices(choices);
+      lastCGStateId = icsCG.getStateId();
       // Clearing data structures
-      backtrackMap.clear();
       conflictPairMap.clear();
       readWriteFieldsMap.clear();
       stateToEventMap.clear();
@@ -713,7 +742,7 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
     }
   }
 
-  private IntChoiceFromSet setBacktrackCG(int stateId) {
+  private void setBacktrackCG(int stateId) {
     // Set a backtrack CG based on a state ID
     IntChoiceFromSet backtrackCG = cgMap.get(stateId);
     LinkedList<Integer[]> backtrackChoices = backtrackMap.get(stateId);
@@ -725,7 +754,6 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
       backtrackMap.remove(stateId);
       backtrackStateQ.remove(stateId);
     }
-    return backtrackCG;
   }
 
   private void setNextBacktrackPoint(IntChoiceFromSet icsCG) {
@@ -736,21 +764,17 @@ public class DPORStateReducer extends ListenerAdapter {
       for (Integer stateId : cgMap.keySet()) {
         setBacktrackCG(stateId);
       }
-//      activeBacktrackCGs.addAll(cgMap.values());
       isFirstResetDone = true;
     } else {
-      // Check if we still have backtrack points for the current CG
-      int currStateId = icsCG.getStateId();
-      if (backtrackMap.containsKey(currStateId)) {
-        setBacktrackCG(currStateId);
+      // Check if we still have backtrack points for the last state after the last backtrack
+      if (backtrackMap.containsKey(lastCGStateId)) {
+        setBacktrackCG(lastCGStateId);
       } else {
-//        activeBacktrackCGs.remove(icsCG);
         // We try to reset new CGs (if we do have) when we are running out of active CGs
         if (!backtrackStateQ.isEmpty()) {
           // Reset the next CG with the latest state
           int hiStateId = backtrackStateQ.peek();
-          IntChoiceFromSet backtrackCG = setBacktrackCG(hiStateId);
-//          activeBacktrackCGs.add(backtrackCG);
+          setBacktrackCG(hiStateId);
         }
       }
     }