src/run.ml

   1 (***********************************************************************)
   2 (*                                                                     *)
   3 (*                               TAToo                                 *)
   4 (*                                                                     *)
   5 (*                   Lucca Hirschi, LRI UMR8623                        *)
   6 (*                   Université Paris-Sud & CNRS                       *)
   7 (*                                                                     *)
   8 (*  Copyright 2010-2012 Université Paris-Sud and Centre National de la *)
   9 (*  Recherche Scientifique. All rights reserved.  This file is         *)
  10 (*  distributed under the terms of the GNU Lesser General Public       *)
  11 (*  License, with the special exception on linking described in file   *)
  12 (*  ../LICENSE.                                                        *)
  13 (*                                                                     *)
  14 (***********************************************************************)
  15
  16 INCLUDE "utils.ml"
  17
  18 module Node  =
  19 struct
  20   type t = int
  21   let hash n = n
  22   let compare = (-)
  23   let equal = (=)
  24 end
  25
  26 module NodeHash = Hashtbl.Make (Node)
  27
  28 type t = (StateSet.t*StateSet.t) NodeHash.t
  29 (** Map from nodes to query and recognizing states *)
  30 (* Note that we do not consider nil nodes *)
  31
  32 exception Oracle_fail
  33 exception Over_max_fail
  34 exception Max_fail
  35
  36
  37 (* Hash Consign modules *)
  38
  39 module type Oracle_fixpoint =
  40 sig
  41   type t = StateSet.t*StateSet.t*StateSet.t*((StateSet.elt*Formula.t) list)*QName.t
  42   val equal : t -> t -> bool
  43   val hash : t -> int
  44 end
  45
  46 type dStateS = StateSet.t*StateSet.t
  47 module type Run_fixpoint =
  48 sig
  49   type t = dStateS*dStateS*dStateS*(State.t*Formula.t) list*QName.t
  50   val equal : t -> t -> bool
  51   val hash : t -> int
  52 end
  53
  54 module Oracle_fixpoint : Oracle_fixpoint = struct
  55   type t =
  56       StateSet.t*StateSet.t*StateSet.t*((StateSet.elt*Formula.t) list)*QName.t
  57   let equal (s,l,r,list,t) (s',l',r',list',t') = StateSet.equal s s' &&
  58     StateSet.equal l l' && StateSet.equal r r' && QName.equal t t'
  59   let hash (s,l,r,list,t) =
  60     HASHINT4(StateSet.hash s, StateSet.hash l, StateSet.hash r, QName.hash t)
  61 end
  62
  63 let dequal (x,y) (x',y') = StateSet.equal x x' && StateSet.equal y y'
  64 let dhash (x,y) = HASHINT2(StateSet.hash x, StateSet.hash y)
  65 module Run_fixpoint : Run_fixpoint = struct
  66   type t = dStateS*dStateS*dStateS*(State.t*Formula.t) list*QName.t
  67   let equal (s,l,r,list,t) (s',l',r',list',t') = dequal s s' &&
  68     dequal l l' && dequal r r' && QName.equal t t'
  69   let hash (s,l,r,list,t) =
  70     HASHINT4(dhash s, dhash l, dhash r, QName.hash t)
  71 end
  72
  73 module HashOracle = Hashtbl.Make(Oracle_fixpoint)
  74 module HashRun = Hashtbl.Make(Run_fixpoint)
  75
  76 (* Mapped sets for leaves *)
  77 let map_leaf asta = (Asta.bot_states_s asta, StateSet.empty)
  78
  79 (* Build the Oracle *)
  80 let rec bu_oracle asta run tree tnode hashOracle=
  81   let node = Tree.preorder tree tnode in
  82   if Tree.is_leaf tree tnode
  83   then
  84     if tnode == Tree.nil
  85     then ()
  86     else NodeHash.add run node (map_leaf asta)
  87   else
  88     let tfnode = Tree.first_child_x tree tnode
  89     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
  90     let fnode,nnode =                            (* their preorders *)
  91       (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode) in
  92     begin
  93       bu_oracle asta run tree tfnode hashOracle;
  94       bu_oracle asta run tree tnnode hashOracle;
  95       (* add states which satisfy a transition *)
  96       let rec result set qfr qnr flag = function
  97         | [] -> set,flag
  98         | (q,form) :: tl ->
  99           if Formula.eval_form (set,qfr,qnr) form (* evaluates the formula*)
 100           then
 101             if StateSet.mem q set
 102             then result set qfr qnr 0 tl
 103             else result (StateSet.add q set) qfr qnr 1 tl
 104           else result set qfr qnr 0 tl in
 105       (* compute the fixed point of states of node *)
 106       let rec fix_point set_i qfr qnr list_tr t =
 107         try HashOracle.find hashOracle (set_i, qfr, qnr, list_tr, t)
 108         with _ ->
 109           let set,flag = result set_i qfr qnr 0 list_tr in
 110           HashOracle.add hashOracle (set_i,qfr,qnr,list_tr,t) (set); (* todo: Think about this position *)
 111           if flag = 0
 112           then set
 113           else fix_point set qfr qnr list_tr t in
 114       let q_rec n =                     (* compute the set for child/sibling *)
 115         try NodeHash.find run n
 116         with Not_found -> map_leaf asta in
 117       let (_,qfr),(_,qnr) = q_rec fnode,q_rec nnode (* computed in rec call *)
 118       and lab = Tree.tag tree tnode in
 119       let _,list_tr = Asta.transitions_lab asta lab in (*only reco. tran.*)
 120      NodeHash.add run node (StateSet.empty,
 121                             fix_point StateSet.empty qfr qnr list_tr lab)
 122     end
 123
 124 (* Build the over-approx. of the maximal run *)
 125 let rec bu_over_max asta run tree tnode hashOver =
 126   if (Tree.is_leaf tree tnode)      (* BU_oracle has already created the map *)
 127   then
 128     ()
 129   else
 130     let tfnode = Tree.first_child_x tree tnode
 131     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
 132     begin
 133       bu_over_max asta run tree tfnode hashOver;
 134       bu_over_max asta run tree tnnode hashOver;
 135       let (fnode,nnode) =
 136         (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode)
 137       and node = Tree.preorder tree tnode in
 138       let q_rec n =
 139         try NodeHash.find run n
 140         with Not_found -> map_leaf asta in
 141       let qf,qn = q_rec fnode,q_rec nnode in
 142       let lab = Tree.tag tree tnode in
 143       let list_tr,_ = Asta.transitions_lab asta lab (* only take query st. *)
 144       and _,resultr = try NodeHash.find run node
 145         with _ -> raise Over_max_fail in
 146       let rec result set qf qn flag list_tr = function
 147         | [] -> if flag = 0 then set else result set qf qn 0 list_tr list_tr
 148         | (q,form) :: tl ->
 149           if StateSet.mem q set
 150           then result set qf qn 0 list_tr tl
 151           else if Formula.infer_form (set,resultr) qf qn form
 152           then result (StateSet.add q set) qf qn 1 list_tr tl
 153           else result set qf qn 0 list_tr tl in
 154       let result_set () =
 155         try HashRun.find hashOver ((StateSet.empty,resultr),qf,qn,list_tr,lab)
 156         with _ -> let res = result StateSet.empty qf qn 0 list_tr list_tr in
 157                   HashRun.add hashOver
 158                     ((StateSet.empty,resultr), qf,qn,list_tr,lab) res;
 159                   res in
 160       (* we keep the old recognizing states set *)
 161       NodeHash.replace run node (result_set(), resultr)
 162     end
 163
 164
 165 (* Build the maximal run *)
 166 let rec tp_max asta run tree tnode hashMax =
 167   if (Tree.is_leaf tree tnode)      (* BU_oracle has already created the map *)
 168   then
 169     ()
 170   else
 171     let node = Tree.preorder tree tnode
 172     and tfnode = Tree.first_child_x tree tnode
 173     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
 174     let (fnode,nnode) =
 175       (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode) in
 176     begin
 177       if tnode == Tree.root tree        (* we must intersect with top states *)
 178       then let setq,_  = try NodeHash.find run node
 179         with _ -> raise Max_fail in
 180            NodeHash.replace run node
 181              ((StateSet.inter (Asta.top_states_s asta) setq),StateSet.empty)
 182       else ();
 183       let q_rec n =
 184         try NodeHash.find run n
 185         with Not_found -> map_leaf asta in
 186       let qf,qn = q_rec fnode,q_rec nnode in
 187       let lab = Tree.tag tree tnode in
 188       let list_tr,_ = Asta.transitions_lab asta lab in (* only take query. *)
 189       let (self_q,self_r) = try NodeHash.find run node
 190         with Not_found -> raise Max_fail in
 191
 192       (* We must compute again accepting states from self transitions since
 193          previous calls of tp_max may remove them *)
 194       let rec result_q self_q queue = function (* for initializing the queue *)
 195         | [] -> self_q,queue
 196         | (q,form) :: tl ->
 197           if (StateSet.mem q self_q)
 198           then begin
 199             let q_cand,_,_ = Formula.st form in
 200             StateSet.iter (fun x -> Queue.push x queue) q_cand;
 201             result_q (StateSet.add q self_q) queue tl;
 202           end
 203           else result_q self_q queue tl
 204       and result_st_q self_q queue flag = function (*for computing the fixed p*)
 205         | [] -> flag,queue
 206         | form :: tl ->
 207           if Formula.infer_form (self_q,self_r) qf qn form
 208           then begin
 209             let q_cand,_,_ = Formula.st form in
 210             StateSet.iter (fun x -> Queue.push x queue) q_cand;
 211             result_st_q self_q queue 1 tl;
 212           end
 213           else result_st_q self_q queue flag tl in
 214       let rec comp_acc_self self_q_i queue = (* compute the fixed point *)
 215         if Queue.is_empty queue              (* todo: to be hconsigned? *)
 216         then self_q_i
 217         else
 218           let q = Queue.pop queue in
 219           let list_q,_ = Asta.transitions_st_lab asta q lab in
 220           let flag,queue = result_st_q self_q_i queue 0 list_q in
 221           let self_q = if flag = 1 then StateSet.add q self_q_i else self_q_i in
 222           comp_acc_self self_q queue in
 223
 224       let self,queue_init = result_q self_q (Queue.create()) list_tr in
 225       let self_q = comp_acc_self self_q queue_init in
 226       NodeHash.replace run node (self_q,self_r);
 227       (* From now, the correct set of states is mapped to (self) node! *)
 228       let rec result self qf qn = function
 229         | [] -> []
 230         | (q,form) :: tl ->
 231           if (StateSet.mem q (fst self)) && (* infers & trans. can start here *)
 232             (Formula.infer_form self qf qn form)
 233           then form :: (result self qf qn tl)
 234           else result self qf qn tl in
 235       let list_form =
 236         try HashRun.find hashMax ((self_q,self_r),qf,qn,list_tr,lab)
 237         with _ -> let res = result (self_q,self_r) qf qn list_tr in
 238                   HashRun.add hashMax ((self_q,self_r),qf,qn,list_tr,lab) res;
 239                   res in
 240       (* compute states occuring in transition candidates *)
 241       let rec add_st (ql,qr) = function
 242         | [] -> ql,qr
 243         | f :: tl -> let sqs,sql,sqr = Formula.st f in
 244                      let ql' = StateSet.union sql ql
 245                      and qr' = StateSet.union sqr qr in
 246                      add_st (ql',qr') tl in
 247       let ql,qr = add_st (StateSet.empty, StateSet.empty) list_form in
 248       let qfq,qfr = try NodeHash.find run fnode
 249         with | _ -> map_leaf asta
 250       and qnq,qnr = try NodeHash.find run nnode
 251         with | _ -> map_leaf asta in
 252       begin
 253         if tfnode == Tree.nil || Tree.is_attribute tree tnode
 254         then ()
 255         else NodeHash.replace run fnode (StateSet.inter qfq ql,qfr);
 256         if tnnode == Tree.nil || Tree.is_attribute tree tnode
 257         then ()
 258         else NodeHash.replace run nnode (StateSet.inter qnq qr,qnr);
 259         (* indeed we delete all states from self transitions!  *)
 260         tp_max asta run tree tfnode hashMax;
 261         tp_max asta run tree tnnode hashMax;
 262       end;
 263     end
 264
 265 let compute tree asta =
 266   let flag = 2 in                       (* debug  *)
 267   let size_tree = 10000 in              (* todo (Tree.size ?) *)
 268   let size_hcons_O = 1000 in            (* todo size Hashtbl *)
 269   let size_hcons_M = 1000 in            (* todo size Hashtbl *)
 270   let map = NodeHash.create size_tree in
 271   let hashOracle = HashOracle.create(size_hcons_O) in
 272   bu_oracle asta map tree (Tree.root tree) hashOracle;
 273   HashOracle.clear hashOracle;
 274   if flag > 0 then begin
 275     let hashOver = HashRun.create(size_hcons_M) in
 276     let hashMax = HashRun.create(size_hcons_M) in
 277     bu_over_max asta map tree (Tree.root tree) hashOver;
 278     if flag = 2
 279     then
 280       tp_max asta map tree (Tree.root tree) hashMax
 281     else ();
 282     HashRun.clear hashOver;
 283     HashRun.clear hashMax;
 284   end
 285   else ();
 286   map
 287
 288 let selected_nodes tree asta =
 289   let run = compute tree asta in
 290   NodeHash.fold
 291     (fun key set acc ->
 292       if not(StateSet.is_empty
 293                (StateSet.inter (fst set) (Asta.selec_states asta)))
 294       then key :: acc
 295       else acc)
 296     run []
 297
 298 let print fmt run =
 299   let print_d_set fmt (s_1,s_2) =
 300     Format.fprintf fmt "(%a,%a)"
 301       StateSet.print s_1 StateSet.print s_2 in
 302   let print_map fmt run =
 303     let pp = Format.fprintf fmt in
 304     if NodeHash.length run = 0
 305     then Format.fprintf fmt "ø"
 306     else
 307       NodeHash.iter (fun cle set -> pp "|  %i->%a  @ " cle print_d_set set)
 308         run in
 309   let print_box fmt run =
 310     let pp = Format.fprintf fmt in
 311     pp "@[<hov 0>@.  # Mapping:@.   @[<hov 0>%a@]@]"
 312       print_map run
 313   in
 314   Format.fprintf fmt "@[<hov 0>##### RUN #####@, %a@]@." print_box run