src/mc/explo/odpor/Execution.cpp

   1 /* Copyright (c) 2008-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "src/mc/explo/odpor/Execution.hpp"
   7 #include <exception>
   8 #include <limits>
   9
  10 namespace simgrid::mc::odpor {
  11
  12 void Execution::push_transition(const Transition* t)
  13 {
  14   if (t == nullptr) {
  15     throw std::invalid_argument("Unexpectedly received `nullptr`");
  16   }
  17   ClockVector max_clock_vector;
  18   for (const Event& e : this->contents_) {
  19     if (e.get_transition()->depends(t)) {
  20       max_clock_vector = ClockVector::max(max_clock_vector, e.get_clock_vector());
  21     }
  22   }
  23   max_clock_vector[t->aid_] = this->size();
  24   contents_.push_back(Event({t, max_clock_vector}));
  25 }
  26
  27 void Execution::pop_latest()
  28 {
  29   contents_.pop_back();
  30 }
  31
  32 std::unordered_set<Execution::EventHandle> Execution::get_racing_events_of(Execution::EventHandle target) const
  33 {
  34   std::unordered_set<Execution::EventHandle> racing_events;
  35   std::unordered_set<Execution::EventHandle> disqualified_events;
  36
  37   // For each event of the execution
  38   for (auto e_i = target; e_i != std::numeric_limits<Execution::EventHandle>::max(); e_i--) {
  39     // We need `e_i -->_E target` as a necessary condition
  40     if (not happens_before(e_i, target)) {
  41       continue;
  42     }
  43
  44     // Further, `proc(e_i) != proc(target)`
  45     if (get_actor_with_handle(e_i) == get_actor_with_handle(target)) {
  46       disqualified_events.insert(e_i);
  47       continue;
  48     }
  49
  50     // There could an event that "happens-between" the two events which would discount `e_i` as a race
  51     for (auto e_j = e_i; e_j < target; e_j++) {
  52       // If both:
  53       // 1. e_i --->_E e_j; and
  54       // 2. disqualified_events.count(e_j) > 0
  55       // then e_i --->_E target indirectly (either through
  56       // e_j directly, or transitively through e_j)
  57       if (happens_before(e_i, e_j) and disqualified_events.count(e_j) > 0) {
  58         disqualified_events.insert(e_i);
  59         break;
  60       }
  61     }
  62
  63     // If `e_i` wasn't disqualified in the last round,
  64     // it's in a race with `target`. After marking it
  65     // as such, we ensure no other event `e` can happen-before
  66     // it (since this would transitively make it the event
  67     // which "happens-between" `target` and `e`)
  68     if (disqualified_events.count(e_i) == 0) {
  69       racing_events.insert(e_i);
  70       disqualified_events.insert(e_i);
  71     }
  72   }
  73
  74   return racing_events;
  75 }
  76
  77 Execution Execution::get_prefix_up_to(Execution::EventHandle handle) const
  78 {
  79   return Execution(std::vector<Event>{contents_.begin(), contents_.begin() + handle});
  80 }
  81
  82 std::optional<aid_t> Execution::get_first_sdpor_initial_from(EventHandle e,
  83                                                              std::unordered_set<aid_t> disqualified_actors) const
  84 {
  85   // If this execution is empty, there are no initials
  86   // relative to the last transition added to the execution
  87   // since such a transition does not exist
  88   if (empty()) {
  89     return std::nullopt;
  90   }
  91
  92   // First, grab `E' := pre(e, E)` and determine what actor `p` is
  93   // TODO: Instead of copying around these big structs, it
  94   // would behoove us to incorporate some way to reference
  95   // portions of an execution. For simplicity and for a
  96   // "proof of concept" version, we opt to simply copy
  97   // the contents instead of making a view into the execution
  98   const auto next_E_p = get_latest_event_handle().value();
  99   Execution E_prime_v = get_prefix_up_to(e);
 100   std::vector<sdpor::Execution::EventHandle> v;
 101
 102   // Note `e + 1` here: `notdep(e, E)` is defined as the
 103   // set of events that *occur-after* but don't *happen-after* `e`
 104   for (auto e_prime = e + 1; e_prime <= next_E_p; ++e_prime) {
 105     // Any event `e*` which occurs after `e` but which does not
 106     // happen after `e` is a member of `v`. In addition to marking
 107     // the event in `v`, we also "simulate" running the action `v`
 108     // from E'
 109     if (not happens_before(e, e_prime) or e_prime == next_E_p) {
 110       // First, push the transition onto the hypothetical execution
 111       E_prime_v.push_transition(get_event_with_handle(e_prime).get_transition());
 112       const EventHandle e_prime_in_E_prime_v = E_prime_v.get_latest_event_handle().value();
 113
 114       // When checking whether any event in `dom_[E'](v)` happens before
 115       // `next_[E'](q)` below for thread `q`, we must consider that the
 116       // events relative to `E` (this execution) are different than those
 117       // relative to `E'.v`. Thus e.g. event `7` in `E` may be event `4`
 118       // in `E'.v`. Since we are asking about "happens-before"
 119       // `-->_[E'.v]` about `E'.v`, we must build `v` relative to `E'`
 120       v.push_back(e_prime_in_E_prime_v);
 121
 122       // Note that we add `q` to v regardless of whether `q` itself has been
 123       // disqualified since `q` may itself disqualify other actors
 124       // (i.e. even if `q` is disqualified from being an initial, it
 125       // is still contained in the sequence `v`)
 126       const aid_t q = E_prime_v.get_actor_with_handle(e_prime_in_E_prime_v);
 127       if (disqualified_actors.count(q) > 0) {
 128         continue;
 129       }
 130       const bool is_initial = std::none_of(v.begin(), v.end(), [&](const auto& e_star) {
 131         return E_prime_v.happens_before(e_star, e_prime_in_E_prime_v);
 132       });
 133       if (is_initial) {
 134         return q;
 135       } else {
 136         // If `q` is disqualified as a candidate, clearly
 137         // no event occurring after `e_prime` in `E` executed
 138         // by actor `q` will qualify since any (valid) happens-before
 139         // relation orders actions taken by each actor
 140         disqualified_actors.insert(q);
 141       }
 142     }
 143   }
 144   return std::nullopt;
 145 }
 146
 147 bool Execution::happens_before(Execution::EventHandle e1_handle, Execution::EventHandle e2_handle) const
 148 {
 149   // 1. "happens-before" (-->_E) is a subset of "occurs before" (<_E)
 150   // and is an irreflexive relation
 151   if (e1_handle >= e2_handle) {
 152     return false;
 153   }
 154
 155   // Each execution maintains a stack of clock vectors which are updated
 156   // according to the procedure outlined in section 4 of the original DPOR paper
 157   const Event& e2     = get_event_with_handle(e2_handle);
 158   const aid_t proc_e1 = get_actor_with_handle(e1_handle);
 159
 160   if (const auto e1_in_e2_clock = e2.get_clock_vector().get(proc_e1); e1_in_e2_clock.has_value()) {
 161     return e1_handle <= e1_in_e2_clock.value();
 162   }
 163   // If `e1` does not appear in e2's clock vector, this implies
 164   // not only that the transitions associated with `e1` and `e2
 165   // are independent, but further that there are no transitive
 166   // dependencies between e1 and e2
 167   return false;
 168 }
 169
 170 } // namespace simgrid::mc::odpor