Add SCFence analysis
[model-checker.git] / nodestack.cc
index a9399edbe9a35cd28328e438a8ce6e23c8cebeb3..bacd067dcb4b8277408e2efd5685fc27bac8e2da 100644 (file)
@@ -1,7 +1,15 @@
+#define __STDC_FORMAT_MACROS
+#include <inttypes.h>
+
+#include <string.h>
+
 #include "nodestack.h"
 #include "action.h"
 #include "common.h"
-#include "model.h"
+#include "threads-model.h"
+#include "modeltypes.h"
+#include "execution.h"
+#include "params.h"
 
 /**
  * @brief Node constructor
  * as an empty stub, to represent the first thread "choice") and up to one
  * parent.
  *
+ * @param params The model-checker parameters
  * @param act The ModelAction to associate with this Node. May be NULL.
  * @param par The parent Node in the NodeStack. May be NULL if there is no
  * parent.
  * @param nthreads The number of threads which exist at this point in the
  * execution trace.
  */
-Node::Node(ModelAction *act, Node *par, int nthreads)
-       : action(act),
+Node::Node(const struct model_params *params, ModelAction *act, Node *par,
+               int nthreads, Node *prevfairness) :
+       read_from_status(READ_FROM_PAST),
+       action(act),
+       params(params),
+       uninit_action(NULL),
        parent(par),
        num_threads(nthreads),
        explored_children(num_threads),
        backtrack(num_threads),
+       fairness(num_threads),
        numBacktracks(0),
-       may_read_from(),
-       read_from_index(0),
+       enabled_array(NULL),
+       read_from_past(),
+       read_from_past_idx(0),
+       read_from_promises(),
+       read_from_promise_idx(-1),
        future_values(),
-       future_index(-1)
-{
-       if (act)
-               act->set_node(this);
-}
-
-/** @brief Node desctructor */
-Node::~Node()
+       future_index(-1),
+       resolve_promise(),
+       resolve_promise_idx(-1),
+       relseq_break_writes(),
+       relseq_break_index(0),
+       misc_index(0),
+       misc_max(0),
+       yield_data(NULL)
 {
-       if (action)
-               delete action;
+       ASSERT(act);
+       act->set_node(this);
+       int currtid = id_to_int(act->get_tid());
+       int prevtid = prevfairness ? id_to_int(prevfairness->action->get_tid()) : 0;
+
+       if (get_params()->fairwindow != 0) {
+               for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
+                       ASSERT(i < ((int)fairness.size()));
+                       struct fairness_info *fi = &fairness[i];
+                       struct fairness_info *prevfi = (parent && i < parent->get_num_threads()) ? &parent->fairness[i] : NULL;
+                       if (prevfi) {
+                               *fi = *prevfi;
+                       }
+                       if (parent && parent->is_enabled(int_to_id(i))) {
+                               fi->enabled_count++;
+                       }
+                       if (i == currtid) {
+                               fi->turns++;
+                               fi->priority = false;
+                       }
+                       /* Do window processing */
+                       if (prevfairness != NULL) {
+                               if (prevfairness->parent->is_enabled(int_to_id(i)))
+                                       fi->enabled_count--;
+                               if (i == prevtid) {
+                                       fi->turns--;
+                               }
+                               /* Need full window to start evaluating
+                                * conditions
+                                * If we meet the enabled count and have no
+                                * turns, give us priority */
+                               if ((fi->enabled_count >= get_params()->enabledcount) &&
+                                               (fi->turns == 0))
+                                       fi->priority = true;
+                       }
+               }
+       }
 }
 
-/** Prints debugging info for the ModelAction associated with this Node */
-void Node::print()
-{
-       if (action)
-               action->print();
+int Node::get_yield_data(int tid1, int tid2) const {
+       if (tid1<num_threads && tid2 < num_threads)
+               return yield_data[YIELD_INDEX(tid1,tid2,num_threads)];
        else
-               printf("******** empty action ********\n");
+               return YIELD_S | YIELD_D;
 }
 
-/** @brief Prints info about may_read_from set */
-void Node::print_may_read_from()
-{
-       for (unsigned int i = 0; i < may_read_from.size(); i++)
-               may_read_from[i]->print();
-}
-
-/**
- * Sets a promise to explore meeting with the given node.
- * @param i is the promise index.
- */
-void Node::set_promise(unsigned int i) {
-       if (i >= promises.size())
-               promises.resize(i + 1, PROMISE_IGNORE);
-       promises[i] = PROMISE_UNFULFILLED;
-}
-
-/**
- * Looks up whether a given promise should be satisfied by this node.
- * @param i The promise index.
- * @return true if the promise should be satisfied by the given model action.
- */
-bool Node::get_promise(unsigned int i) {
-       return (i < promises.size()) && (promises[i] == PROMISE_FULFILLED);
-}
-
-/**
- * Increments to the next combination of promises.
- * @return true if we have a valid combination.
- */
-bool Node::increment_promise() {
-       for (unsigned int i = 0; i < promises.size(); i++) {
-               if (promises[i] == PROMISE_UNFULFILLED) {
-                       promises[i] = PROMISE_FULFILLED;
-                       while (i > 0) {
-                               i--;
-                               if (promises[i] == PROMISE_FULFILLED)
-                                       promises[i] = PROMISE_UNFULFILLED;
+void Node::update_yield(Scheduler * scheduler) {
+       if (yield_data==NULL)
+               yield_data=(int *) model_calloc(1, sizeof(int)*num_threads*num_threads);
+       //handle base case
+       if (parent == NULL) {
+               for(int i = 0; i < num_threads*num_threads; i++) {
+                       yield_data[i] = YIELD_S | YIELD_D;
+               }
+               return;
+       }
+       int curr_tid=id_to_int(action->get_tid());
+
+       for(int u = 0; u < num_threads; u++) {
+               for(int v = 0; v < num_threads; v++) {
+                       int yield_state=parent->get_yield_data(u, v);
+                       bool next_enabled=scheduler->is_enabled(int_to_id(v));
+                       bool curr_enabled=parent->is_enabled(int_to_id(v));
+                       if (!next_enabled) {
+                               //Compute intersection of ES and E
+                               yield_state&=~YIELD_E;
+                               //Check to see if we disabled the thread
+                               if (u==curr_tid && curr_enabled)
+                                       yield_state|=YIELD_D;
                        }
-                       return true;
+                       yield_data[YIELD_INDEX(u, v, num_threads)]=yield_state;
+               }
+               yield_data[YIELD_INDEX(u, curr_tid, num_threads)]=(yield_data[YIELD_INDEX(u, curr_tid, num_threads)]&~YIELD_P)|YIELD_S;
+       }
+       //handle curr.yield(t) part of computation
+       if (action->is_yield()) {
+               for(int v = 0; v < num_threads; v++) {
+                       int yield_state=yield_data[YIELD_INDEX(curr_tid, v, num_threads)];
+                       if ((yield_state & (YIELD_E | YIELD_D)) && (!(yield_state & YIELD_S)))
+                               yield_state |= YIELD_P;
+                       yield_state &= YIELD_P;
+                       if (scheduler->is_enabled(int_to_id(v))) {
+                               yield_state|=YIELD_E;
+                       }
+                       yield_data[YIELD_INDEX(curr_tid, v, num_threads)]=yield_state;
                }
        }
-       return false;
 }
 
-/**
- * Returns whether the promise set is empty.
- * @return true if we have explored all promise combinations.
- */
-bool Node::promise_empty() {
-       for (unsigned int i = 0; i < promises.size();i++)
-               if (promises[i] == PROMISE_UNFULFILLED)
-                       return false;
-       return true;
+/** @brief Node desctructor */
+Node::~Node()
+{
+       delete action;
+       if (uninit_action)
+               delete uninit_action;
+       if (enabled_array)
+               model_free(enabled_array);
+       if (yield_data)
+               model_free(yield_data);
 }
 
-/**
- * Adds a value from a weakly ordered future write to backtrack to.
- * @param value is the value to backtrack to.
- */
-bool Node::add_future_value(uint64_t value) {
-       for (unsigned int i = 0; i < future_values.size(); i++)
-               if (future_values[i] == value)
-                       return false;
+/** Prints debugging info for the ModelAction associated with this Node */
+void Node::print() const
+{
+       action->print();
+       model_print("          thread status: ");
+       if (enabled_array) {
+               for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
+                       char str[20];
+                       enabled_type_to_string(enabled_array[i], str);
+                       model_print("[%d: %s]", i, str);
+               }
+               model_print("\n");
+       } else
+               model_print("(info not available)\n");
+       model_print("          backtrack: %s", backtrack_empty() ? "empty" : "non-empty ");
+       for (int i = 0; i < (int)backtrack.size(); i++)
+               if (backtrack[i] == true)
+                       model_print("[%d]", i);
+       model_print("\n");
 
-       future_values.push_back(value);
-       return true;
-}
+       model_print("          read from past: %s", read_from_past_empty() ? "empty" : "non-empty ");
+       for (int i = read_from_past_idx + 1; i < (int)read_from_past.size(); i++)
+               model_print("[%d]", read_from_past[i]->get_seq_number());
+       model_print("\n");
 
-/**
- * Checks whether the future_values set for this node is empty.
- * @return true if the future_values set is empty.
- */
-bool Node::future_value_empty() {
-       return ((future_index + 1) >= future_values.size());
+       model_print("          read-from promises: %s", read_from_promise_empty() ? "empty" : "non-empty ");
+       for (int i = read_from_promise_idx + 1; i < (int)read_from_promises.size(); i++)
+               model_print("[%d]", read_from_promises[i]->get_seq_number());
+       model_print("\n");
+
+       model_print("          future values: %s", future_value_empty() ? "empty" : "non-empty ");
+       for (int i = future_index + 1; i < (int)future_values.size(); i++)
+               model_print("[%#" PRIx64 "]", future_values[i].value);
+       model_print("\n");
+
+       model_print("          promises: %s\n", promise_empty() ? "empty" : "non-empty");
+       model_print("          misc: %s\n", misc_empty() ? "empty" : "non-empty");
+       model_print("          rel seq break: %s\n", relseq_break_empty() ? "empty" : "non-empty");
 }
 
+/****************************** threads backtracking **************************/
+
 /**
  * Checks if the Thread associated with this thread ID has been explored from
  * this Node already.
@@ -133,7 +203,7 @@ bool Node::future_value_empty() {
  * @return true if this thread choice has been explored already, false
  * otherwise
  */
-bool Node::has_been_explored(thread_id_t tid)
+bool Node::has_been_explored(thread_id_t tid) const
 {
        int id = id_to_int(tid);
        return explored_children[id];
@@ -143,25 +213,37 @@ bool Node::has_been_explored(thread_id_t tid)
  * Checks if the backtracking set is empty.
  * @return true if the backtracking set is empty
  */
-bool Node::backtrack_empty()
+bool Node::backtrack_empty() const
 {
        return (numBacktracks == 0);
 }
 
-/**
- * Checks whether the readsfrom set for this node is empty.
- * @return true if the readsfrom set is empty.
- */
-bool Node::read_from_empty() {
-       return ((read_from_index+1) >= may_read_from.size());
+void Node::explore(thread_id_t tid)
+{
+       int i = id_to_int(tid);
+       ASSERT(i < ((int)backtrack.size()));
+       if (backtrack[i]) {
+               backtrack[i] = false;
+               numBacktracks--;
+       }
+       explored_children[i] = true;
 }
 
 /**
  * Mark the appropriate backtracking information for exploring a thread choice.
  * @param act The ModelAction to explore
  */
-void Node::explore_child(ModelAction *act)
+void Node::explore_child(ModelAction *act, enabled_type_t *is_enabled)
 {
+       if (!enabled_array)
+               enabled_array = (enabled_type_t *)model_malloc(sizeof(enabled_type_t) * num_threads);
+       if (is_enabled != NULL)
+               memcpy(enabled_array, is_enabled, sizeof(enabled_type_t) * num_threads);
+       else {
+               for (int i = 0; i < num_threads; i++)
+                       enabled_array[i] = THREAD_DISABLED;
+       }
+
        explore(act->get_tid());
 }
 
@@ -175,6 +257,7 @@ void Node::explore_child(ModelAction *act)
 bool Node::set_backtrack(thread_id_t id)
 {
        int i = id_to_int(id);
+       ASSERT(i < ((int)backtrack.size()));
        if (backtrack[i])
                return false;
        backtrack[i] = true;
@@ -197,132 +280,543 @@ thread_id_t Node::get_next_backtrack()
        return int_to_id(i);
 }
 
-bool Node::is_enabled(Thread *t)
+void Node::clear_backtracking()
 {
-       return id_to_int(t->get_id()) < num_threads;
+       for (unsigned int i = 0; i < backtrack.size(); i++)
+               backtrack[i] = false;
+       for (unsigned int i = 0; i < explored_children.size(); i++)
+               explored_children[i] = false;
+       numBacktracks = 0;
 }
 
+/************************** end threads backtracking **************************/
+
+/*********************************** promise **********************************/
+
 /**
- * Add an action to the may_read_from set.
- * @param act is the action to add
+ * Sets a promise to explore meeting with the given node.
+ * @param i is the promise index.
  */
-void Node::add_read_from(const ModelAction *act)
+void Node::set_promise(unsigned int i)
 {
-       may_read_from.push_back(act);
+       if (i >= resolve_promise.size())
+               resolve_promise.resize(i + 1, false);
+       resolve_promise[i] = true;
 }
 
 /**
- * Gets the next 'future_value' value from this Node. Only valid for a node
- * where this->action is a 'read'.
- * @return The first element in future_values
+ * Looks up whether a given promise should be satisfied by this node.
+ * @param i The promise index.
+ * @return true if the promise should be satisfied by the given ModelAction.
  */
-uint64_t Node::get_future_value() {
-       ASSERT(future_index<future_values.size());
-       return future_values[future_index];
+bool Node::get_promise(unsigned int i) const
+{
+       return (i < resolve_promise.size()) && (int)i == resolve_promise_idx;
+}
+
+/**
+ * Increments to the next promise to resolve.
+ * @return true if we have a valid combination.
+ */
+bool Node::increment_promise()
+{
+       DBG();
+       if (resolve_promise.empty())
+               return false;
+       int prev_idx = resolve_promise_idx;
+       resolve_promise_idx++;
+       for ( ; resolve_promise_idx < (int)resolve_promise.size(); resolve_promise_idx++)
+               if (resolve_promise[resolve_promise_idx])
+                       return true;
+       resolve_promise_idx = prev_idx;
+       return false;
+}
+
+/**
+ * Returns whether the promise set is empty.
+ * @return true if we have explored all promise combinations.
+ */
+bool Node::promise_empty() const
+{
+       for (int i = resolve_promise_idx + 1; i < (int)resolve_promise.size(); i++)
+               if (i >= 0 && resolve_promise[i])
+                       return false;
+       return true;
+}
+
+/** @brief Clear any promise-resolution information for this Node */
+void Node::clear_promise_resolutions()
+{
+       resolve_promise.clear();
+       resolve_promise_idx = -1;
+}
+
+/******************************* end promise **********************************/
+
+void Node::set_misc_max(int i)
+{
+       misc_max = i;
+}
+
+int Node::get_misc() const
+{
+       return misc_index;
+}
+
+bool Node::increment_misc()
+{
+       return (misc_index < misc_max) && ((++misc_index) < misc_max);
+}
+
+bool Node::misc_empty() const
+{
+       return (misc_index + 1) >= misc_max;
 }
 
-int Node::get_read_from_size() {
-       return may_read_from.size();
+bool Node::is_enabled(Thread *t) const
+{
+       int thread_id = id_to_int(t->get_id());
+       return thread_id < num_threads && (enabled_array[thread_id] != THREAD_DISABLED);
+}
+
+enabled_type_t Node::enabled_status(thread_id_t tid) const
+{
+       int thread_id = id_to_int(tid);
+       if (thread_id < num_threads)
+               return enabled_array[thread_id];
+       else
+               return THREAD_DISABLED;
 }
 
-const ModelAction * Node::get_read_from_at(int i) {
-       return may_read_from[i];
+bool Node::is_enabled(thread_id_t tid) const
+{
+       int thread_id = id_to_int(tid);
+       return thread_id < num_threads && (enabled_array[thread_id] != THREAD_DISABLED);
+}
+
+bool Node::has_priority(thread_id_t tid) const
+{
+       return fairness[id_to_int(tid)].priority;
+}
+
+bool Node::has_priority_over(thread_id_t tid1, thread_id_t tid2) const
+{
+       return get_yield_data(id_to_int(tid1), id_to_int(tid2)) & YIELD_P;
+}
+
+/*********************************** read from ********************************/
+
+/**
+ * Get the current state of the may-read-from set iteration
+ * @return The read-from type we should currently be checking (past or future)
+ */
+read_from_type_t Node::get_read_from_status()
+{
+       if (read_from_status == READ_FROM_PAST && read_from_past.empty())
+               increment_read_from();
+       return read_from_status;
 }
 
 /**
- * Gets the next 'may_read_from' action from this Node. Only valid for a node
+ * Iterate one step in the may-read-from iteration. This includes a step in
+ * reading from the either the past or the future.
+ * @return True if there is a new read-from to explore; false otherwise
+ */
+bool Node::increment_read_from()
+{
+       clear_promise_resolutions();
+       if (increment_read_from_past()) {
+              read_from_status = READ_FROM_PAST;
+              return true;
+       } else if (increment_read_from_promise()) {
+               read_from_status = READ_FROM_PROMISE;
+               return true;
+       } else if (increment_future_value()) {
+               read_from_status = READ_FROM_FUTURE;
+               return true;
+       }
+       read_from_status = READ_FROM_NONE;
+       return false;
+}
+
+/**
+ * @return True if there are any new read-froms to explore
+ */
+bool Node::read_from_empty() const
+{
+       return read_from_past_empty() &&
+               read_from_promise_empty() &&
+               future_value_empty();
+}
+
+/**
+ * Get the total size of the may-read-from set, including both past and future
+ * values
+ * @return The size of may-read-from
+ */
+unsigned int Node::read_from_size() const
+{
+       return read_from_past.size() +
+               read_from_promises.size() +
+               future_values.size();
+}
+
+/******************************* end read from ********************************/
+
+/****************************** read from past ********************************/
+
+/** @brief Prints info about read_from_past set */
+void Node::print_read_from_past()
+{
+       for (unsigned int i = 0; i < read_from_past.size(); i++)
+               read_from_past[i]->print();
+}
+
+/**
+ * Add an action to the read_from_past set.
+ * @param act is the action to add
+ */
+void Node::add_read_from_past(const ModelAction *act)
+{
+       read_from_past.push_back(act);
+}
+
+/**
+ * Gets the next 'read_from_past' action from this Node. Only valid for a node
  * where this->action is a 'read'.
- * @return The first element in may_read_from
+ * @return The first element in read_from_past
  */
-const ModelAction * Node::get_read_from() {
-       if (read_from_index < may_read_from.size())
-               return may_read_from[read_from_index];
+const ModelAction * Node::get_read_from_past() const
+{
+       if (read_from_past_idx < read_from_past.size())
+               return read_from_past[read_from_past_idx];
        else
                return NULL;
 }
 
+const ModelAction * Node::get_read_from_past(int i) const
+{
+       return read_from_past[i];
+}
+
+int Node::get_read_from_past_size() const
+{
+       return read_from_past.size();
+}
+
+/**
+ * Checks whether the readsfrom set for this node is empty.
+ * @return true if the readsfrom set is empty.
+ */
+bool Node::read_from_past_empty() const
+{
+       return ((read_from_past_idx + 1) >= read_from_past.size());
+}
+
 /**
  * Increments the index into the readsfrom set to explore the next item.
  * @return Returns false if we have explored all items.
  */
-bool Node::increment_read_from() {
-       read_from_index++;
-       return (read_from_index < may_read_from.size());
+bool Node::increment_read_from_past()
+{
+       DBG();
+       if (read_from_past_idx < read_from_past.size()) {
+               read_from_past_idx++;
+               return read_from_past_idx < read_from_past.size();
+       }
+       return false;
+}
+
+/************************** end read from past ********************************/
+
+/***************************** read_from_promises *****************************/
+
+/**
+ * Add an action to the read_from_promises set.
+ * @param reader The read which generated the Promise; we use the ModelAction
+ * instead of the Promise because the Promise does not last across executions
+ */
+void Node::add_read_from_promise(const ModelAction *reader)
+{
+       read_from_promises.push_back(reader);
+}
+
+/**
+ * Gets the next 'read-from-promise' from this Node. Only valid for a node
+ * where this->action is a 'read'.
+ * @return The current element in read_from_promises
+ */
+Promise * Node::get_read_from_promise() const
+{
+       ASSERT(read_from_promise_idx >= 0 && read_from_promise_idx < ((int)read_from_promises.size()));
+       return read_from_promises[read_from_promise_idx]->get_reads_from_promise();
+}
+
+/**
+ * Gets a particular 'read-from-promise' form this Node. Only vlaid for a node
+ * where this->action is a 'read'.
+ * @param i The index of the Promise to get
+ * @return The Promise at index i, if the Promise is still available; NULL
+ * otherwise
+ */
+Promise * Node::get_read_from_promise(int i) const
+{
+       return read_from_promises[i]->get_reads_from_promise();
+}
+
+/** @return The size of the read-from-promise set */
+int Node::get_read_from_promise_size() const
+{
+       return read_from_promises.size();
+}
+
+/**
+ * Checks whether the read_from_promises set for this node is empty.
+ * @return true if the read_from_promises set is empty.
+ */
+bool Node::read_from_promise_empty() const
+{
+       return ((read_from_promise_idx + 1) >= ((int)read_from_promises.size()));
+}
+
+/**
+ * Increments the index into the read_from_promises set to explore the next item.
+ * @return Returns false if we have explored all promises.
+ */
+bool Node::increment_read_from_promise()
+{
+       DBG();
+       if (read_from_promise_idx < ((int)read_from_promises.size())) {
+               read_from_promise_idx++;
+               return (read_from_promise_idx < ((int)read_from_promises.size()));
+       }
+       return false;
+}
+
+/************************* end read_from_promises *****************************/
+
+/****************************** future values *********************************/
+
+/**
+ * Adds a value from a weakly ordered future write to backtrack to. This
+ * operation may "fail" if the future value has already been run (within some
+ * sloppiness window of this expiration), or if the futurevalues set has
+ * reached its maximum.
+ * @see model_params.maxfuturevalues
+ *
+ * @param value is the value to backtrack to.
+ * @return True if the future value was successully added; false otherwise
+ */
+bool Node::add_future_value(struct future_value fv)
+{
+       uint64_t value = fv.value;
+       modelclock_t expiration = fv.expiration;
+       thread_id_t tid = fv.tid;
+       int idx = -1; /* Highest index where value is found */
+       for (unsigned int i = 0; i < future_values.size(); i++) {
+               if (future_values[i].value == value && future_values[i].tid == tid) {
+                       if (expiration <= future_values[i].expiration)
+                               return false;
+                       idx = i;
+               }
+       }
+       if (idx > future_index) {
+               /* Future value hasn't been explored; update expiration */
+               future_values[idx].expiration = expiration;
+               return true;
+       } else if (idx >= 0 && expiration <= future_values[idx].expiration + get_params()->expireslop) {
+               /* Future value has been explored and is within the "sloppy" window */
+               return false;
+       }
+
+       /* Limit the size of the future-values set */
+       if (get_params()->maxfuturevalues > 0 &&
+                       (int)future_values.size() >= get_params()->maxfuturevalues)
+               return false;
+
+       future_values.push_back(fv);
+       return true;
+}
+
+/**
+ * Gets the next 'future_value' from this Node. Only valid for a node where
+ * this->action is a 'read'.
+ * @return The first element in future_values
+ */
+struct future_value Node::get_future_value() const
+{
+       ASSERT(future_index >= 0 && future_index < ((int)future_values.size()));
+       return future_values[future_index];
+}
+
+/**
+ * Checks whether the future_values set for this node is empty.
+ * @return true if the future_values set is empty.
+ */
+bool Node::future_value_empty() const
+{
+       return ((future_index + 1) >= ((int)future_values.size()));
 }
 
 /**
  * Increments the index into the future_values set to explore the next item.
  * @return Returns false if we have explored all values.
  */
-bool Node::increment_future_value() {
-       future_index++;
-       return (future_index < future_values.size());
+bool Node::increment_future_value()
+{
+       DBG();
+       if (future_index < ((int)future_values.size())) {
+               future_index++;
+               return (future_index < ((int)future_values.size()));
+       }
+       return false;
 }
 
-void Node::explore(thread_id_t tid)
+/************************** end future values *********************************/
+
+/*********************** breaking release sequences ***************************/
+
+/**
+ * Add a write ModelAction to the set of writes that may break the release
+ * sequence. This is used during replay exploration of pending release
+ * sequences. This Node must correspond to a release sequence fixup action.
+ *
+ * @param write The write that may break the release sequence. NULL means we
+ * allow the release sequence to synchronize.
+ */
+void Node::add_relseq_break(const ModelAction *write)
 {
-       int i = id_to_int(tid);
-       if (backtrack[i]) {
-               backtrack[i] = false;
-               numBacktracks--;
+       relseq_break_writes.push_back(write);
+}
+
+/**
+ * Get the write that may break the current pending release sequence,
+ * according to the replay / divergence pattern.
+ *
+ * @return A write that may break the release sequence. If NULL, that means
+ * the release sequence should not be broken.
+ */
+const ModelAction * Node::get_relseq_break() const
+{
+       if (relseq_break_index < (int)relseq_break_writes.size())
+               return relseq_break_writes[relseq_break_index];
+       else
+               return NULL;
+}
+
+/**
+ * Increments the index into the relseq_break_writes set to explore the next
+ * item.
+ * @return Returns false if we have explored all values.
+ */
+bool Node::increment_relseq_break()
+{
+       DBG();
+       if (relseq_break_index < ((int)relseq_break_writes.size())) {
+               relseq_break_index++;
+               return (relseq_break_index < ((int)relseq_break_writes.size()));
        }
-       explored_children[i] = true;
+       return false;
 }
 
-static void clear_node_list(node_list_t *list, node_list_t::iterator start,
-                                               node_list_t::iterator end)
+/**
+ * @return True if all writes that may break the release sequence have been
+ * explored
+ */
+bool Node::relseq_break_empty() const
 {
-       node_list_t::iterator it;
+       return ((relseq_break_index + 1) >= ((int)relseq_break_writes.size()));
+}
 
-       for (it = start; it != end; it++)
-               delete (*it);
-       list->erase(start, end);
+/******************* end breaking release sequences ***************************/
+
+/**
+ * Increments some behavior's index, if a new behavior is available
+ * @return True if there is a new behavior available; otherwise false
+ */
+bool Node::increment_behaviors()
+{
+       /* satisfy a different misc_index values */
+       if (increment_misc())
+               return true;
+       /* satisfy a different set of promises */
+       if (increment_promise())
+               return true;
+       /* read from a different value */
+       if (increment_read_from())
+               return true;
+       /* resolve a release sequence differently */
+       if (increment_relseq_break())
+               return true;
+       return false;
 }
 
-NodeStack::NodeStack()
-       : total_nodes(0)
+NodeStack::NodeStack() :
+       node_list(),
+       head_idx(-1),
+       total_nodes(0)
 {
-       node_list.push_back(new Node());
        total_nodes++;
-       iter = node_list.begin();
 }
 
 NodeStack::~NodeStack()
 {
-       clear_node_list(&node_list, node_list.begin(), node_list.end());
+       for (unsigned int i = 0; i < node_list.size(); i++)
+               delete node_list[i];
+}
+
+/**
+ * @brief Register the model-checker object with this NodeStack
+ * @param exec The execution structure for the ModelChecker
+ */
+void NodeStack::register_engine(const ModelExecution *exec)
+{
+       this->execution = exec;
 }
 
-void NodeStack::print()
+const struct model_params * NodeStack::get_params() const
 {
-       node_list_t::iterator it;
-       printf("............................................\n");
-       printf("NodeStack printing node_list:\n");
-       for (it = node_list.begin(); it != node_list.end(); it++) {
-               if (it == this->iter)
-                       printf("vvv following action is the current iterator vvv\n");
-               (*it)->print();
+       return execution->get_params();
+}
+
+void NodeStack::print() const
+{
+       model_print("............................................\n");
+       model_print("NodeStack printing node_list:\n");
+       for (unsigned int it = 0; it < node_list.size(); it++) {
+               if ((int)it == this->head_idx)
+                       model_print("vvv following action is the current iterator vvv\n");
+               node_list[it]->print();
        }
-       printf("............................................\n");
+       model_print("............................................\n");
 }
 
-ModelAction * NodeStack::explore_action(ModelAction *act)
+/** Note: The is_enabled set contains what actions were enabled when
+ *  act was chosen. */
+ModelAction * NodeStack::explore_action(ModelAction *act, enabled_type_t *is_enabled)
 {
        DBG();
 
-       ASSERT(!node_list.empty());
-       node_list_t::iterator it=iter;
-       it++;
-
-       if (it != node_list.end()) {
-               iter++;
-               return (*iter)->get_action();
+       if ((head_idx + 1) < (int)node_list.size()) {
+               head_idx++;
+               return node_list[head_idx]->get_action();
        }
 
        /* Record action */
-       get_head()->explore_child(act);
-       node_list.push_back(new Node(act, get_head(), model->get_num_threads()));
+       Node *head = get_head();
+       Node *prevfairness = NULL;
+       if (head) {
+               head->explore_child(act, is_enabled);
+               if (get_params()->fairwindow != 0 && head_idx > (int)get_params()->fairwindow)
+                       prevfairness = node_list[head_idx - get_params()->fairwindow];
+       }
+
+       int next_threads = execution->get_num_threads();
+       if (act->get_type() == THREAD_CREATE)
+               next_threads++;
+       node_list.push_back(new Node(get_params(), act, head, next_threads, prevfairness));
        total_nodes++;
-       iter++;
+       head_idx++;
        return NULL;
 }
 
@@ -337,35 +831,45 @@ ModelAction * NodeStack::explore_action(ModelAction *act)
 void NodeStack::pop_restofstack(int numAhead)
 {
        /* Diverging from previous execution; clear out remainder of list */
-       node_list_t::iterator it = iter;
-       while (numAhead--)
-               it++;
-       clear_node_list(&node_list, it, node_list.end());
+       unsigned int it = head_idx + numAhead;
+       for (unsigned int i = it; i < node_list.size(); i++)
+               delete node_list[i];
+       node_list.resize(it);
+       node_list.back()->clear_backtracking();
+}
+
+/** Reset the node stack. */
+void NodeStack::full_reset() 
+{
+       for (unsigned int i = 0; i < node_list.size(); i++)
+               delete node_list[i];
+       node_list.clear();
+       reset_execution();
+       total_nodes = 1;
 }
 
-Node * NodeStack::get_head()
+Node * NodeStack::get_head() const
 {
-       if (node_list.empty())
+       if (node_list.empty() || head_idx < 0)
                return NULL;
-       return *iter;
+       return node_list[head_idx];
 }
 
-Node * NodeStack::get_next()
+Node * NodeStack::get_next() const
 {
-       node_list_t::iterator it = iter;
        if (node_list.empty()) {
                DEBUG("Empty\n");
                return NULL;
        }
-       it++;
-       if (it == node_list.end()) {
+       unsigned int it = head_idx + 1;
+       if (it == node_list.size()) {
                DEBUG("At end\n");
                return NULL;
        }
-       return *it;
+       return node_list[it];
 }
 
 void NodeStack::reset_execution()
 {
-       iter = node_list.begin();
+       head_idx = -1;
 }