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Add logic for subtree extraction from wakeup trees
[simgrid.git] / src / mc / explo / odpor / Execution.hpp
index b0f7c2df02943be62e364f6fcc5bc7e24e406f1b..13571d6c839323cb76de0e7dda13daf73ad25afa 100644 (file)
 
 namespace simgrid::mc::odpor {
 
-using ProcessSequence   = std::list<aid_t>;
-using ExecutionSequence = std::list<const State*>;
-using Hypothetical      = ExecutionSequence;
-
 /**
  * @brief The occurrence of a transition in an execution
+ *
+ * An execution is set of *events*, where each element represents
+ * the occurrence or execution of the `i`th step of a particular
+ * actor `j`
  */
 class Event {
   std::pair<const Transition*, ClockVector> contents_;
@@ -32,7 +32,6 @@ public:
   Event(Event&&)                 = default;
   Event(const Event&)            = default;
   Event& operator=(const Event&) = default;
-
   explicit Event(std::pair<const Transition*, ClockVector> pair) : contents_(std::move(pair)) {}
 
   const Transition* get_transition() const { return std::get<0>(contents_); }
@@ -57,8 +56,16 @@ public:
  * In addition to representing an actual steps taken,
  * an execution keeps track of the "happens-before"
  * relation among the transitions in the execution
- * by following the procedure outlined in the
- * original DPOR paper with clock vectors
+ * by following the procedure outlined in section 4 of the
+ * original DPOR paper with clock vectors.
+ * As new transitions are added to the execution, clock vectors are
+ * computed as appropriate and associated with the corresponding position
+ * in the execution. This allows us to determine “happens-before” in
+ * constant-time between points in the execution (called events
+ * [which is unfortunately the same name used in UDPOR for a slightly
+ * different concept]), albeit for an up-front cost of traversing the
+ * execution stack. The happens-before relation is important in many
+ * places in SDPOR and ODPOR.
  *
  * @note: For more nuanced happens-before relations, clock
  * vectors may not always suffice. Clock vectors work
@@ -89,35 +96,97 @@ public:
   Execution(const Execution&)            = default;
   Execution& operator=(Execution const&) = default;
   Execution(Execution&&)                 = default;
-  Execution(ExecutionSequence&& seq);
-  Execution(const ExecutionSequence& seq);
 
   size_t size() const { return this->contents_.size(); }
   bool empty() const { return this->contents_.empty(); }
   auto begin() const { return this->contents_.begin(); }
   auto end() const { return this->contents_.end(); }
 
-  std::optional<aid_t> get_first_ssdpor_initial_from(EventHandle e, std::unordered_set<aid_t> disqualified) const;
-  std::unordered_set<aid_t> get_ssdpor_initials_from(EventHandle e, std::unordered_set<aid_t> disqualified) const;
-
-  // std::unordered_set<aid_t> get_initials_after(const Hypothetical& w) const;
-  // std::unordered_set<aid_t> get_weak_initials_after(const Hypothetical& w) const;
+  /**
+   * @brief Computes the "core" portion the SDPOR algorithm,
+   * viz. the intersection of the backtracking set and the
+   * set of initials with respect to the *last* event added
+   * to the execution
+   *
+   * The "core" portion of the SDPOR algorithm is found on
+   * lines 6-9 of the pseudocode:
+   *
+   * 6 | let E' := pre(E, e)
+   * 7 | let v :=  notdep(e, E).p
+   * 8 | if I_[E'](v) ∩ backtrack(E') = empty then
+   * 9 |    --> add some q in I_[E'](v) to backtrack(E')
+   *
+   * This method computes all of the lines simultaneously,
+   * returning some actor `q` if it passes line 8 and exists.
+   * The event `e` and the set `backtrack(E')` are the provided
+   * arguments to the method.
+   *
+   * @param e the event with respect to which to determine
+   * whether a backtrack point needs to be added for the
+   * prefix corresponding to the execution prior to `e`
+   *
+   * @param backtrack_set The set of actors which should
+   * not be considered for selection as an SDPOR initial.
+   * While this set need not necessarily correspond to the
+   * backtrack set `backtrack(E')`, doing so provides what
+   * is expected for SDPOR
+   *
+   * See the SDPOR algorithm pseudocode in [1] for more
+   * details for the context of the function.
+   *
+   * @invariant: This method assumes that events `e` and
+   * `e' := get_latest_event_handle()` are in a *reversible* race
+   * as is explicitly the case in SDPOR
+   *
+   * @returns an actor not contained in `disqualified` which
+   * can serve as an initial to reverse the race between `e`
+   * and `e'`
+   */
+  std::optional<aid_t> get_first_sdpor_initial_from(EventHandle e, std::unordered_set<aid_t> backtrack_set) const;
 
-  // std::unordered_set<aid_t> get_initials_after(const Hypothetical& w) const;
-  // std::unordered_set<aid_t> get_weak_initials_after(const Hypothetical& w) const;
+  bool is_initial_after_execution(const PartialExecution& w, aid_t p) const;
+  bool is_independent_with_execution(const PartialExecution& w, const Transition* next_E_p) const;
 
-  // bool is_initial(aid_t p, const Hypothetical& w) const;
-  // bool is_weak_initial(aid_t p, const Hypothetical& w) const;
+  /**
+   * @brief For a given sequence of actors `v` and a sequence of transitions `w`,
+   * computes the sequence, if any, that should be inserted as a child a WakeupTree for
+   * this execution
+   */
+  std::optional<PartialExecution> get_shortest_odpor_sq_subset_insertion(const PartialExecution& v,
+                                                                         const PartialExecution& w) const;
 
+  /**
+   * @brief Determines the event associated with
+   * the given handle `handle`
+   */
   const Event& get_event_with_handle(EventHandle handle) const { return contents_[handle]; }
+
+  /**
+   * @brief Determines the actor associated with
+   * the given event handle `handle`
+   */
   aid_t get_actor_with_handle(EventHandle handle) const { return get_event_with_handle(handle).get_transition()->aid_; }
 
   /**
-   * @brief Returns a set of IDs of events which are in
+   * @brief Returns a set of events which are in
    * "immediate conflict" (according to the definition given
-   * in the ODPOR paper) with one another
+   * in the ODPOR paper) with the given event
+   *
+   * Two events `e` and `e'` in an execution `E` are said to
+   * race iff
+   *
+   * 1. `proc(e) != proc(e')`; that is, the events correspond to
+   * the execution of different actors
+   * 2. `e -->_E e'` and there is no `e''` in `E` such that
+   *  `e -->_E e''` and `e'' -->_E e'`; that is, the two events
+   * "happen-before" one another in `E` and no other event in
+   * `E` "happens-between" `e` and `e'`
+   *
+   * @param handle the event with respect to which races are
+   * computed
+   * @returns a set of event handles from which race with `handle`
    */
-  std::unordered_set<EventHandle> get_racing_events_of(EventHandle) const;
+  std::unordered_set<EventHandle> get_racing_events_of(EventHandle handle) const;
 
   /**
    * @brief Returns a handle to the newest event of the execution,
@@ -128,6 +197,16 @@ public:
     return contents_.empty() ? std::nullopt : std::optional<EventHandle>{static_cast<EventHandle>(size() - 1)};
   }
 
+  /**
+   * @brief Computes `pre(e, E)` as described in ODPOR [1]
+   *
+   * The execution `pre(e, E)` for an event `e` in an
+   * execution `E` is the contiguous prefix of events
+   * `E' <= E` up to by excluding the event `e` itself.
+   * The prefix intuitively represents the "history" of
+   * causes that permitted event `e` to exist (roughly
+   * speaking)
+   */
   Execution get_prefix_up_to(EventHandle) const;
 
   /**
@@ -150,16 +229,6 @@ public:
    */
   bool happens_before(EventHandle e1, EventHandle e2) const;
 
-  /**
-   * @brief Removes the last event of the execution,
-   * if such an event exists
-   *
-   * @note: When you remove events from an execution, any views
-   * of the execution referring to those removed events
-   * become invalidated
-   */
-  void pop_latest();
-
   /**
    * @brief Extends the execution by one more step
    *