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 module Node  =
  17 struct
  18   type t = int
  19   let hash n = n
  20   let compare = (-)
  21   let equal = (=)
  22 end
  23
  24 module NodeHash = Hashtbl.Make (Node)
  25
  26 type t = (StateSet.t*StateSet.t) NodeHash.t
  27 (** Map from nodes to query and recognizing states *)
  28 (* Note that we do not consider nil nodes *)
  29
  30 exception Oracle_fail
  31 exception Over_max_fail
  32 exception Max_fail
  33
  34 (* Mapped sets for leaves *)
  35 let map_leaf asta = (Asta.bot_states_s asta, StateSet.empty)
  36
  37 (* Build the Oracle *)
  38 let rec bu_oracle asta run tree tnode =
  39   let node = Tree.preorder tree tnode in
  40   if Tree.is_leaf tree tnode
  41   then
  42     if tnode == Tree.nil
  43     then ()
  44     else NodeHash.add run node (map_leaf asta)
  45   else
  46     let tfnode = Tree.first_child tree tnode
  47     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
  48     let fnode,nnode =                            (* their preorders *)
  49       (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode) in
  50     begin
  51       bu_oracle asta run tree tfnode;
  52       bu_oracle asta run tree tnnode;
  53       let q_rec n =                     (* compute the set for child/sibling *)
  54         try NodeHash.find run n
  55         with Not_found -> map_leaf asta in
  56       let (_,qfr),(_,qnr) = q_rec fnode,q_rec nnode (* computed in rec call *)
  57       and lab = Tree.tag tree tnode in
  58       let _,list_tr = Asta.transitions_lab asta lab in (* only reco. tran.*)
  59       let rec result set flag = function (* add states which satisfy a transition *)
  60         | [] -> set,flag
  61         | (q,form) :: tl ->
  62           if Formula.eval_form (set,qfr,qnr) form (* evaluates the formula*)
  63           then
  64             if StateSet.mem q set
  65             then result set 0 tl
  66             else result (StateSet.add q set) 1 tl
  67           else result set 0 tl in
  68       let rec fix_point set_i =  (* compute the fixed point of states of node *)
  69         let set,flag = result set_i 0 list_tr in
  70         if flag = 0 then set
  71         else fix_point set in
  72       NodeHash.add run node (StateSet.empty, fix_point StateSet.empty)
  73     end
  74
  75 (* Build the over-approx. of the maximal run *)
  76 let rec bu_over_max asta run tree tnode =
  77   if (Tree.is_leaf tree tnode)      (* BU_oracle has already created the map *)
  78   then
  79     ()
  80   else
  81     let tfnode = Tree.first_child tree tnode
  82     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
  83     begin
  84       bu_over_max asta run tree tfnode;
  85       bu_over_max asta run tree tnnode;
  86       let (fnode,nnode) =
  87         (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode)
  88       and node = Tree.preorder tree tnode in
  89       let q_rec n =
  90         try NodeHash.find run n
  91         with Not_found -> map_leaf asta in
  92       let qf,qn = q_rec fnode,q_rec nnode in
  93       let lab = Tree.tag tree tnode in
  94       let list_tr,_ = Asta.transitions_lab asta lab (* only take query st. *)
  95       and _,resultr = try NodeHash.find run node
  96         with _ -> raise Over_max_fail in
  97       let rec result set flag = function
  98         | [] -> set,flag
  99         | (q,form) :: tl ->
 100           if Formula.infer_form (set,resultr) qf qn form (* infers the formula*)
 101           then if StateSet.mem q set
 102             then result set 0 tl
 103             else result (StateSet.add q set) 1 tl
 104           else result set 0 tl in
 105       let rec fix_point set_i =
 106         let set,flag = result set_i 0 list_tr in
 107         if flag = 0
 108         then set
 109         else fix_point set in
 110       let result_set = fix_point StateSet.empty in
 111       (* we keep the old recognizing states set *)
 112       NodeHash.replace run node (result_set, resultr)
 113     end
 114
 115
 116 (* Build the maximal run *)
 117 let rec tp_max asta run tree tnode =
 118   if (Tree.is_leaf tree tnode)      (* BU_oracle has already created the map *)
 119   then
 120     ()
 121   else
 122     let node = Tree.preorder tree tnode
 123     and tfnode = Tree.first_child tree tnode
 124     and tnnode = Tree.next_sibling tree tnode in
 125     let (fnode,nnode) =
 126       (Tree.preorder tree tfnode, Tree.preorder tree tnnode) in
 127     begin
 128       if tnode == Tree.root tree        (* we must intersect with top states *)
 129       then let setq,_  = try NodeHash.find run node
 130         with _ -> raise Max_fail in
 131            NodeHash.replace run node
 132              ((StateSet.inter (Asta.top_states_s asta) setq),StateSet.empty)
 133       else ();
 134       let q_rec n =
 135         try NodeHash.find run n
 136         with Not_found -> map_leaf asta in
 137       let qf,qn = q_rec fnode,q_rec nnode in
 138       let lab = Tree.tag tree tnode in
 139       let list_tr,_ = Asta.transitions_lab asta lab in (* only take query. *)
 140       let (set_node,set_nr) as self = try NodeHash.find run node
 141         with Not_found -> raise Max_fail in
 142       (* We must compute again accepting states from self transitions since
 143          previous calls of tp_max may remove them *)
 144       let rec comp_acc_self set flag = function
 145         | [] -> set,flag
 146         | (q,form) :: tl ->
 147           if Formula.infer_form set qf qn form
 148           then if StateSet.mem q set
 149             then comp_acc_self set 0 tl
 150             else comp_acc_self (StateSet.add q set) 1 tl
 151           else comp_acc_self set 0 tl
 152       and rec fix_point selfq_i =
 153         let setq,flag = comp_acc_self selfq_i 0 list_tr in
 154         if flag = 1 then set
 155         else fix_point setq qf qn 0 in
 156       NodeHash.replace run node (fix_point set_node, set_nr);
 157
 158       let rec result = function
 159         | [] -> []
 160         | (q,form) :: tl ->
 161           if (StateSet.mem q set_node) &&  (* infers & trans. can start here *)
 162             (Formula.infer_form self qf qn form)
 163           then form :: (result tl)
 164           else result tl in
 165       let list_form = result list_tr in (* tran. candidates *)
 166       (* compute states occuring in transition candidates *)
 167       let rec add_st (ql,qr) = function
 168         | [] -> ql,qr
 169         | f :: tl -> let sql,sqr = Formula.st f in
 170                      let ql' = StateSet.union sql ql
 171                      and qr' = StateSet.union sqr qr in
 172                      add_st (ql',qr') tl in
 173       let ql,qr = add_st (StateSet.empty, StateSet.empty) list_form in
 174       let qfq,qfr = try NodeHash.find run fnode
 175         with | _ -> map_leaf asta
 176       and qnq,qnr = try NodeHash.find run nnode
 177         with | _ -> map_leaf asta in
 178       begin
 179         if tfnode == Tree.nil
 180         then ()
 181         else NodeHash.replace run fnode (StateSet.inter qfq ql,qfr);
 182         if tnnode == Tree.nil
 183         then ()
 184         else NodeHash.replace run nnode (StateSet.inter qnq qr,qnr);
 185         (* indeed we delete all states from self transitions!  *)
 186         tp_max asta run tree tfnode;
 187         tp_max asta run tree tnnode;
 188       end;
 189     end
 190
 191 let compute tree asta =
 192   let flag = 2 in                       (* debug  *)
 193   let size_tree = 10000 in              (* todo (Tree.size ?) *)
 194   let map = NodeHash.create size_tree in
 195   bu_oracle asta map tree (Tree.root tree);
 196   if flag > 0 then begin
 197     bu_over_max asta map tree (Tree.root tree);
 198     if flag = 2
 199     then
 200       tp_max asta map tree (Tree.root tree)
 201     else ()
 202   end
 203   else ();
 204   map
 205
 206 let selected_nodes tree asta =
 207   let run = compute tree asta in
 208   NodeHash.fold
 209     (fun key set acc ->
 210       if not(StateSet.is_empty
 211                (StateSet.inter (fst set) (Asta.selec_states asta)))
 212       then key :: acc
 213       else acc)
 214     run []
 215
 216 let print fmt run =
 217   let print_d_set fmt (s_1,s_2) =
 218     Format.fprintf fmt "(%a,%a)"
 219       StateSet.print s_1 StateSet.print s_2 in
 220   let print_map fmt run =
 221     let pp = Format.fprintf fmt in
 222     if NodeHash.length run = 0
 223     then Format.fprintf fmt "ø"
 224     else
 225       NodeHash.iter (fun cle set -> pp "|  %i->%a  @ " cle print_d_set set)
 226         run in
 227   let print_box fmt run =
 228     let pp = Format.fprintf fmt in
 229     pp "@[<hov 0>@.  # Mapping:@.   @[<hov 0>%a@]@]"
 230       print_map run
 231   in
 232   Format.fprintf fmt "@[<hov 0>##### RUN #####@, %a@]@." print_box run