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adding dt-solver (#4739)
* adding dt-solver Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com> * dt Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com> * move mbp to self-contained module Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com> * files Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com> * Create CMakeLists.txt * dt Signed-off-by: Nikolaj Bjorner <nbjorner@microsoft.com> * rename to bool_var2expr to indicate type class * mbp * na
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262
src/qe/mbp/mbp_plugin.cpp
Normal file
262
src/qe/mbp/mbp_plugin.cpp
Normal file
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@ -0,0 +1,262 @@
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/*++
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Copyright (c) 2015 Microsoft Corporation
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Module Name:
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qe_mbp.cpp
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Abstract:
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Model-based projection utilities
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Author:
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Nikolaj Bjorner (nbjorner) 2015-5-29
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Revision History:
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--*/
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#include "ast/rewriter/expr_safe_replace.h"
|
||||
#include "ast/ast_pp.h"
|
||||
#include "ast/ast_util.h"
|
||||
#include "ast/occurs.h"
|
||||
#include "ast/rewriter/th_rewriter.h"
|
||||
#include "ast/expr_functors.h"
|
||||
#include "ast/for_each_expr.h"
|
||||
#include "ast/scoped_proof.h"
|
||||
#include "qe/mbp/mbp_plugin.h"
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||||
#include "model/model_pp.h"
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||||
#include "model/model_evaluator.h"
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||||
namespace mbp {
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||||
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||||
struct noop_op_proc {
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||||
void operator()(expr*) {}
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};
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||||
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||||
void project_plugin::mark_rec(expr_mark& visited, expr* e) {
|
||||
for_each_expr_proc<noop_op_proc> fe;
|
||||
for_each_expr(fe, visited, e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void project_plugin::mark_rec(expr_mark& visited, expr_ref_vector const& es) {
|
||||
for (expr* e : es)
|
||||
mark_rec(visited, e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
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||||
\brief return two terms that are equal in the model.
|
||||
The distinct term t is false in model, so there
|
||||
are at least two arguments of t that are equal in the model.
|
||||
*/
|
||||
expr_ref project_plugin::pick_equality(ast_manager& m, model& model, expr* t) {
|
||||
SASSERT(m.is_distinct(t));
|
||||
expr_ref val(m);
|
||||
expr_ref_vector vals(m);
|
||||
obj_map<expr, expr*> val2expr;
|
||||
app* alit = to_app(t);
|
||||
if (alit->get_num_args() == 2) {
|
||||
return expr_ref(m.mk_eq(alit->get_arg(0), alit->get_arg(1)), m);
|
||||
}
|
||||
for (expr* e1 : *alit) {
|
||||
expr* e2;
|
||||
val = model(e1);
|
||||
TRACE("qe", tout << mk_pp(e1, m) << " |-> " << val << "\n";);
|
||||
if (val2expr.find(val, e2)) {
|
||||
return expr_ref(m.mk_eq(e1, e2), m);
|
||||
}
|
||||
val2expr.insert(val, e1);
|
||||
vals.push_back(val);
|
||||
}
|
||||
for (unsigned i = 0; i < alit->get_num_args(); ++i) {
|
||||
for (unsigned j = i + 1; j < alit->get_num_args(); ++j) {
|
||||
expr* e1 = alit->get_arg(i);
|
||||
expr* e2 = alit->get_arg(j);
|
||||
val = m.mk_eq(e1, e2);
|
||||
if (!model.is_false(val))
|
||||
return expr_ref(m.mk_eq(e1, e2), m);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
UNREACHABLE();
|
||||
return expr_ref(nullptr, m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
void project_plugin::erase(expr_ref_vector& lits, unsigned& i) {
|
||||
lits[i] = lits.back();
|
||||
lits.pop_back();
|
||||
--i;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void project_plugin::push_back(expr_ref_vector& lits, expr* e) {
|
||||
if (!m.is_true(e))
|
||||
lits.push_back(e);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void project_plugin::extract_literals(model& model, app_ref_vector const& vars, expr_ref_vector& fmls) {
|
||||
m_bool_visited.reset();
|
||||
expr_ref val(m);
|
||||
model_evaluator eval(model);
|
||||
eval.set_expand_array_equalities(true);
|
||||
TRACE("qe", tout << fmls << "\n";);
|
||||
for (unsigned i = 0; i < fmls.size(); ++i) {
|
||||
expr* fml = fmls.get(i), * nfml, * f1, * f2, * f3;
|
||||
SASSERT(m.is_bool(fml));
|
||||
if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_distinct(nfml))
|
||||
fmls[i--] = mbp::project_plugin::pick_equality(m, model, nfml);
|
||||
else if (m.is_or(fml)) {
|
||||
for (expr* arg : *to_app(fml)) {
|
||||
val = eval(arg);
|
||||
if (m.is_true(val)) {
|
||||
fmls[i] = arg;
|
||||
--i;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_and(fml)) {
|
||||
fmls.append(to_app(fml)->get_num_args(), to_app(fml)->get_args());
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_iff(fml, f1, f2) || (m.is_not(fml, nfml) && m.is_xor(nfml, f1, f2))) {
|
||||
val = eval(f1);
|
||||
if (m.is_false(val)) {
|
||||
f1 = mk_not(m, f1);
|
||||
f2 = mk_not(m, f2);
|
||||
}
|
||||
fmls[i--] = f1;
|
||||
push_back(fmls, f2);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_implies(fml, f1, f2)) {
|
||||
val = eval(f2);
|
||||
if (m.is_true(val)) {
|
||||
fmls[i] = f2;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
fmls[i] = mk_not(m, f1);
|
||||
}
|
||||
--i;
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_ite(fml, f1, f2, f3)) {
|
||||
val = eval(f1);
|
||||
if (m.is_true(val)) {
|
||||
push_back(fmls, f1);
|
||||
push_back(fmls, f2);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, f1));
|
||||
push_back(fmls, f3);
|
||||
}
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_not(nfml, nfml)) {
|
||||
push_back(fmls, nfml);
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_and(nfml)) {
|
||||
for (expr* arg : *to_app(nfml)) {
|
||||
val = eval(arg);
|
||||
if (m.is_false(val)) {
|
||||
fmls[i--] = mk_not(m, arg);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_or(nfml)) {
|
||||
for (expr* arg : *to_app(nfml))
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, arg));
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if ((m.is_not(fml, nfml) && m.is_iff(nfml, f1, f2)) || m.is_xor(fml, f1, f2)) {
|
||||
val = eval(f1);
|
||||
if (m.is_true(val)) {
|
||||
f2 = mk_not(m, f2);
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
f1 = mk_not(m, f1);
|
||||
}
|
||||
push_back(fmls, f1);
|
||||
push_back(fmls, f2);
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_implies(nfml, f1, f2)) {
|
||||
push_back(fmls, f1);
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, f2));
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml) && m.is_ite(nfml, f1, f2, f3)) {
|
||||
val = eval(f1);
|
||||
if (m.is_true(val)) {
|
||||
push_back(fmls, f1);
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, f2));
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, f1));
|
||||
push_back(fmls, mk_not(m, f3));
|
||||
}
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
else if (m.is_not(fml, nfml)) {
|
||||
if (extract_bools(eval, fmls, nfml)) {
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (extract_bools(eval, fmls, fml))
|
||||
mbp::project_plugin::erase(fmls, i);
|
||||
}
|
||||
TRACE("qe", tout << fmls << "\n";);
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool project_plugin::extract_bools(model_evaluator& eval, expr_ref_vector& fmls, expr* fml) {
|
||||
TRACE("qe", tout << "extract bools: " << mk_pp(fml, m) << "\n";);
|
||||
ptr_vector<expr> todo;
|
||||
expr_safe_replace sub(m);
|
||||
m_visited.reset();
|
||||
bool found_bool = false;
|
||||
if (is_app(fml)) {
|
||||
todo.append(to_app(fml)->get_num_args(), to_app(fml)->get_args());
|
||||
}
|
||||
while (!todo.empty() && m.inc()) {
|
||||
expr* e = todo.back();
|
||||
todo.pop_back();
|
||||
if (m_visited.is_marked(e)) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
m_visited.mark(e);
|
||||
if (m.is_bool(e) && !m.is_true(e) && !m.is_false(e)) {
|
||||
expr_ref val = eval(e);
|
||||
TRACE("qe", tout << "found: " << mk_pp(e, m) << " " << val << "\n";);
|
||||
if (!m.inc())
|
||||
continue;
|
||||
if (!m.is_true(val) && !m.is_false(val) && contains_uninterpreted(val))
|
||||
throw default_exception("could not evaluate Boolean in model");
|
||||
SASSERT(m.is_true(val) || m.is_false(val));
|
||||
|
||||
if (!m_bool_visited.is_marked(e))
|
||||
fmls.push_back(m.is_true(val) ? e : mk_not(m, e));
|
||||
sub.insert(e, val);
|
||||
m_bool_visited.mark(e);
|
||||
found_bool = true;
|
||||
}
|
||||
else if (is_app(e)) {
|
||||
todo.append(to_app(e)->get_num_args(), to_app(e)->get_args());
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
TRACE("qe", tout << "expression not handled " << mk_pp(e, m) << "\n";);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (found_bool) {
|
||||
expr_ref tmp(m);
|
||||
sub(fml, tmp);
|
||||
expr_ref val = eval(tmp);
|
||||
if (!m.is_true(val) && !m.is_false(val))
|
||||
return false;
|
||||
fmls.push_back(m.is_true(val) ? tmp : mk_not(m, tmp));
|
||||
}
|
||||
return found_bool;
|
||||
}
|
||||
|
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}
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