COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-project-template-glpk/deps/glpk/src/minisat/minisat.c @ 9:33de93886c88

subpack-glpk
Last change on this file since 9:33de93886c88 was 9:33de93886c88, checked in by Alpar Juttner <alpar@…>, 12 years ago

Import GLPK 4.47

File size: 37.0 KB
Line 
1/* minisat.c */
2
3/* Modified by Andrew Makhorin <mao@gnu.org>, August 2011 */
4
5/***********************************************************************
6*  MiniSat -- Copyright (c) 2005, Niklas Sorensson
7*  http://www.cs.chalmers.se/Cs/Research/FormalMethods/MiniSat/
8*
9*  Permission is hereby granted, free of charge, to any person
10*  obtaining a copy of this software and associated documentation files
11*  (the "Software"), to deal in the Software without restriction,
12*  including without limitation the rights to use, copy, modify, merge,
13*  publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software,
14*  and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,
15*  subject to the following conditions:
16*
17*  The above copyright notice and this permission notice shall be
18*  included in all copies or substantial portions of the Software.
19*
20*  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
21*  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
22*  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
23*  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
24*  BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
25*  ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
26*  CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
27*  SOFTWARE.
28***********************************************************************/
29/* Modified to compile with MS Visual Studio 6.0 by Alan Mishchenko */
30
31#include "glpenv.h"
32#include "minisat.h"
33
34#if 1 /* by mao */
35static void *ymalloc(int size)
36{     void *ptr;
37      xassert(size > 0);
38      ptr = malloc(size);
39      if (ptr == NULL)
40         xerror("MiniSat: no memory available\n");
41      return ptr;
42}
43
44static void *yrealloc(void *ptr, int size)
45{     xassert(size > 0);
46      if (ptr == NULL)
47         ptr = malloc(size);
48      else
49         ptr = realloc(ptr, size);
50      if (ptr == NULL)
51         xerror("MiniSat: no memory available\n");
52      return ptr;
53}
54
55static void yfree(void *ptr)
56{     xassert(ptr != NULL);
57      free(ptr);
58      return;
59}
60
61#define assert  xassert
62#define printf  xprintf
63#define fflush(f) /* nop */
64#define malloc  ymalloc
65#define realloc yrealloc
66#define free    yfree
67#define inline  /* empty */
68#endif
69
70/*====================================================================*/
71/* Debug: */
72
73#if 0
74#define VERBOSEDEBUG 1
75#endif
76
77/* For derivation output (verbosity level 2) */
78#define L_IND    "%-*d"
79#define L_ind    solver_dlevel(s)*3+3,solver_dlevel(s)
80#define L_LIT    "%sx%d"
81#define L_lit(p) lit_sign(p)?"~":"", (lit_var(p))
82
83#if 0 /* by mao */
84/* Just like 'assert()' but expression will be evaluated in the release
85   version as well. */
86static inline void check(int expr) { assert(expr); }
87#endif
88
89#if 0 /* by mao */
90static void printlits(lit* begin, lit* end)
91{
92    int i;
93    for (i = 0; i < end - begin; i++)
94        printf(L_LIT" ",L_lit(begin[i]));
95}
96#endif
97
98/*====================================================================*/
99/* Random numbers: */
100
101/* Returns a random float 0 <= x < 1. Seed must never be 0. */
102static inline double drand(double* seed) {
103    int q;
104    *seed *= 1389796;
105    q = (int)(*seed / 2147483647);
106    *seed -= (double)q * 2147483647;
107    return *seed / 2147483647; }
108
109/* Returns a random integer 0 <= x < size. Seed must never be 0. */
110static inline int irand(double* seed, int size) {
111    return (int)(drand(seed) * size); }
112
113/*====================================================================*/
114/* Predeclarations: */
115
116static void sort(void** array, int size,
117    int(*comp)(const void *, const void *));
118
119/*====================================================================*/
120/* Clause datatype + minor functions: */
121
122#if 0 /* by mao; see minisat.h */
123struct clause_t
124{
125    int size_learnt;
126    lit lits[0];
127};
128#endif
129
130#define clause_size(c) ((c)->size_learnt >> 1)
131
132#define clause_begin(c) ((c)->lits)
133
134#define clause_learnt(c) ((c)->size_learnt & 1)
135
136#define clause_activity(c) \
137    (*((float*)&(c)->lits[(c)->size_learnt>>1]))
138
139#define clause_setactivity(c, a) \
140    (void)(*((float*)&(c)->lits[(c)->size_learnt>>1]) = (a))
141
142/*====================================================================*/
143/* Encode literals in clause pointers: */
144
145#define clause_from_lit(l) \
146      (clause*)((unsigned long)(l) + (unsigned long)(l) + 1)
147
148#define clause_is_lit(c) \
149      ((unsigned long)(c) & 1)
150
151#define clause_read_lit(c) \
152      (lit)((unsigned long)(c) >> 1)
153
154/*====================================================================*/
155/* Simple helpers: */
156
157#define solver_dlevel(s) \
158    (int)veci_size(&(s)->trail_lim)
159
160#define solver_read_wlist(s, l) \
161    (vecp *)(&(s)->wlists[l])
162
163static inline void    vecp_remove(vecp* v, void* e)
164{
165    void** ws = vecp_begin(v);
166    int    j  = 0;
167
168    for (; ws[j] != e  ; j++);
169    assert(j < vecp_size(v));
170    for (; j < vecp_size(v)-1; j++) ws[j] = ws[j+1];
171    vecp_resize(v,vecp_size(v)-1);
172}
173
174/*====================================================================*/
175/* Variable order functions: */
176
177static inline void order_update(solver* s, int v)
178{   /* updateorder */
179    int*    orderpos = s->orderpos;
180    double* activity = s->activity;
181    int*    heap     = veci_begin(&s->order);
182    int     i        = orderpos[v];
183    int     x        = heap[i];
184    int     parent   = (i - 1) / 2;
185
186    assert(s->orderpos[v] != -1);
187
188    while (i != 0 && activity[x] > activity[heap[parent]]){
189        heap[i]           = heap[parent];
190        orderpos[heap[i]] = i;
191        i                 = parent;
192        parent            = (i - 1) / 2;
193    }
194    heap[i]     = x;
195    orderpos[x] = i;
196}
197
198#define order_assigned(s, v) /* nop */
199
200static inline void order_unassigned(solver* s, int v)
201{   /* undoorder */
202    int* orderpos = s->orderpos;
203    if (orderpos[v] == -1){
204        orderpos[v] = veci_size(&s->order);
205        veci_push(&s->order,v);
206        order_update(s,v);
207    }
208}
209
210static int order_select(solver* s, float random_var_freq)
211{   /* selectvar */
212    int*    heap;
213    double* activity;
214    int*    orderpos;
215
216    lbool* values = s->assigns;
217
218    /* Random decision: */
219    if (drand(&s->random_seed) < random_var_freq){
220        int next = irand(&s->random_seed,s->size);
221        assert(next >= 0 && next < s->size);
222        if (values[next] == l_Undef)
223            return next;
224    }
225
226    /* Activity based decision: */
227
228    heap     = veci_begin(&s->order);
229    activity = s->activity;
230    orderpos = s->orderpos;
231
232    while (veci_size(&s->order) > 0){
233        int    next  = heap[0];
234        int    size  = veci_size(&s->order)-1;
235        int    x     = heap[size];
236
237        veci_resize(&s->order,size);
238
239        orderpos[next] = -1;
240
241        if (size > 0){
242            double act   = activity[x];
243
244            int    i     = 0;
245            int    child = 1;
246
247            while (child < size){
248                if (child+1 < size
249                    && activity[heap[child]] < activity[heap[child+1]])
250                    child++;
251
252                assert(child < size);
253
254                if (act >= activity[heap[child]])
255                    break;
256
257                heap[i]           = heap[child];
258                orderpos[heap[i]] = i;
259                i                 = child;
260                child             = 2 * child + 1;
261            }
262            heap[i]           = x;
263            orderpos[heap[i]] = i;
264        }
265
266        if (values[next] == l_Undef)
267            return next;
268    }
269
270    return var_Undef;
271}
272
273/*====================================================================*/
274/* Activity functions: */
275
276static inline void act_var_rescale(solver* s) {
277    double* activity = s->activity;
278    int i;
279    for (i = 0; i < s->size; i++)
280        activity[i] *= 1e-100;
281    s->var_inc *= 1e-100;
282}
283
284static inline void act_var_bump(solver* s, int v) {
285    double* activity = s->activity;
286    if ((activity[v] += s->var_inc) > 1e100)
287        act_var_rescale(s);
288
289    /* printf("bump %d %f\n", v-1, activity[v]); */
290
291    if (s->orderpos[v] != -1)
292        order_update(s,v);
293
294}
295
296static inline void act_var_decay(solver* s)
297    { s->var_inc *= s->var_decay; }
298
299static inline void act_clause_rescale(solver* s) {
300    clause** cs = (clause**)vecp_begin(&s->learnts);
301    int i;
302    for (i = 0; i < vecp_size(&s->learnts); i++){
303        float a = clause_activity(cs[i]);
304        clause_setactivity(cs[i], a * (float)1e-20);
305    }
306    s->cla_inc *= (float)1e-20;
307}
308
309static inline void act_clause_bump(solver* s, clause *c) {
310    float a = clause_activity(c) + s->cla_inc;
311    clause_setactivity(c,a);
312    if (a > 1e20) act_clause_rescale(s);
313}
314
315static inline void act_clause_decay(solver* s)
316    { s->cla_inc *= s->cla_decay; }
317
318/*====================================================================*/
319/* Clause functions: */
320
321/* pre: size > 1 && no variable occurs twice
322 */
323static clause* clause_new(solver* s, lit* begin, lit* end, int learnt)
324{
325    int size;
326    clause* c;
327    int i;
328
329    assert(end - begin > 1);
330    assert(learnt >= 0 && learnt < 2);
331    size           = end - begin;
332    c              = (clause*)malloc(sizeof(clause)
333                     + sizeof(lit) * size + learnt * sizeof(float));
334    c->size_learnt = (size << 1) | learnt;
335#if 0 /* by mao; meaningless non-portable check */
336    assert(((unsigned int)c & 1) == 0);
337#endif
338
339    for (i = 0; i < size; i++)
340        c->lits[i] = begin[i];
341
342    if (learnt)
343        *((float*)&c->lits[size]) = 0.0;
344
345    assert(begin[0] >= 0);
346    assert(begin[0] < s->size*2);
347    assert(begin[1] >= 0);
348    assert(begin[1] < s->size*2);
349
350    assert(lit_neg(begin[0]) < s->size*2);
351    assert(lit_neg(begin[1]) < s->size*2);
352
353    /* vecp_push(solver_read_wlist(s,lit_neg(begin[0])),(void*)c); */
354    /* vecp_push(solver_read_wlist(s,lit_neg(begin[1])),(void*)c); */
355
356    vecp_push(solver_read_wlist(s,lit_neg(begin[0])),
357        (void*)(size > 2 ? c : clause_from_lit(begin[1])));
358    vecp_push(solver_read_wlist(s,lit_neg(begin[1])),
359        (void*)(size > 2 ? c : clause_from_lit(begin[0])));
360
361    return c;
362}
363
364static void clause_remove(solver* s, clause* c)
365{
366    lit* lits = clause_begin(c);
367    assert(lit_neg(lits[0]) < s->size*2);
368    assert(lit_neg(lits[1]) < s->size*2);
369
370    /* vecp_remove(solver_read_wlist(s,lit_neg(lits[0])),(void*)c); */
371    /* vecp_remove(solver_read_wlist(s,lit_neg(lits[1])),(void*)c); */
372
373    assert(lits[0] < s->size*2);
374    vecp_remove(solver_read_wlist(s,lit_neg(lits[0])),
375        (void*)(clause_size(c) > 2 ? c : clause_from_lit(lits[1])));
376    vecp_remove(solver_read_wlist(s,lit_neg(lits[1])),
377        (void*)(clause_size(c) > 2 ? c : clause_from_lit(lits[0])));
378
379    if (clause_learnt(c)){
380        s->stats.learnts--;
381        s->stats.learnts_literals -= clause_size(c);
382    }else{
383        s->stats.clauses--;
384        s->stats.clauses_literals -= clause_size(c);
385    }
386
387    free(c);
388}
389
390static lbool clause_simplify(solver* s, clause* c)
391{
392    lit*   lits   = clause_begin(c);
393    lbool* values = s->assigns;
394    int i;
395
396    assert(solver_dlevel(s) == 0);
397
398    for (i = 0; i < clause_size(c); i++){
399        lbool sig = !lit_sign(lits[i]); sig += sig - 1;
400        if (values[lit_var(lits[i])] == sig)
401            return l_True;
402    }
403    return l_False;
404}
405
406/*====================================================================*/
407/* Minor (solver) functions: */
408
409void solver_setnvars(solver* s,int n)
410{
411    int var;
412
413    if (s->cap < n){
414
415        while (s->cap < n) s->cap = s->cap*2+1;
416
417        s->wlists    = (vecp*)   realloc(s->wlists,
418                                 sizeof(vecp)*s->cap*2);
419        s->activity  = (double*) realloc(s->activity,
420                                 sizeof(double)*s->cap);
421        s->assigns   = (lbool*)  realloc(s->assigns,
422                                 sizeof(lbool)*s->cap);
423        s->orderpos  = (int*)    realloc(s->orderpos,
424                                 sizeof(int)*s->cap);
425        s->reasons   = (clause**)realloc(s->reasons,
426                                 sizeof(clause*)*s->cap);
427        s->levels    = (int*)    realloc(s->levels,
428                                 sizeof(int)*s->cap);
429        s->tags      = (lbool*)  realloc(s->tags,
430                                 sizeof(lbool)*s->cap);
431        s->trail     = (lit*)    realloc(s->trail,
432                                 sizeof(lit)*s->cap);
433    }
434
435    for (var = s->size; var < n; var++){
436        vecp_new(&s->wlists[2*var]);
437        vecp_new(&s->wlists[2*var+1]);
438        s->activity [var] = 0;
439        s->assigns  [var] = l_Undef;
440        s->orderpos [var] = veci_size(&s->order);
441        s->reasons  [var] = (clause*)0;
442        s->levels   [var] = 0;
443        s->tags     [var] = l_Undef;
444
445        /* does not hold because variables enqueued at top level will
446           not be reinserted in the heap
447           assert(veci_size(&s->order) == var);
448         */
449        veci_push(&s->order,var);
450        order_update(s, var);
451    }
452
453    s->size = n > s->size ? n : s->size;
454}
455
456static inline bool enqueue(solver* s, lit l, clause* from)
457{
458    lbool* values = s->assigns;
459    int    v      = lit_var(l);
460    lbool  val    = values[v];
461    lbool  sig;
462#ifdef VERBOSEDEBUG
463    printf(L_IND"enqueue("L_LIT")\n", L_ind, L_lit(l));
464#endif
465
466    /* lbool */ sig = !lit_sign(l); sig += sig - 1;
467    if (val != l_Undef){
468        return val == sig;
469    }else{
470        /* New fact -- store it. */
471        int*     levels;
472        clause** reasons;
473#ifdef VERBOSEDEBUG
474        printf(L_IND"bind("L_LIT")\n", L_ind, L_lit(l));
475#endif
476        /* int*     */ levels  = s->levels;
477        /* clause** */ reasons = s->reasons;
478
479        values [v] = sig;
480        levels [v] = solver_dlevel(s);
481        reasons[v] = from;
482        s->trail[s->qtail++] = l;
483
484        order_assigned(s, v);
485        return true;
486    }
487}
488
489static inline void assume(solver* s, lit l){
490    assert(s->qtail == s->qhead);
491    assert(s->assigns[lit_var(l)] == l_Undef);
492#ifdef VERBOSEDEBUG
493    printf(L_IND"assume("L_LIT")\n", L_ind, L_lit(l));
494#endif
495    veci_push(&s->trail_lim,s->qtail);
496    enqueue(s,l,(clause*)0);
497}
498
499static inline void solver_canceluntil(solver* s, int level) {
500    lit*     trail;
501    lbool*   values;
502    clause** reasons;
503    int      bound;
504    int      c;
505
506    if (solver_dlevel(s) <= level)
507        return;
508
509    trail   = s->trail;
510    values  = s->assigns;
511    reasons = s->reasons;
512    bound   = (veci_begin(&s->trail_lim))[level];
513
514    for (c = s->qtail-1; c >= bound; c--) {
515        int     x  = lit_var(trail[c]);
516        values [x] = l_Undef;
517        reasons[x] = (clause*)0;
518    }
519
520    for (c = s->qhead-1; c >= bound; c--)
521        order_unassigned(s,lit_var(trail[c]));
522
523    s->qhead = s->qtail = bound;
524    veci_resize(&s->trail_lim,level);
525}
526
527static void solver_record(solver* s, veci* cls)
528{
529    lit*    begin = veci_begin(cls);
530    lit*    end   = begin + veci_size(cls);
531    clause* c     = (veci_size(cls) > 1) ? clause_new(s,begin,end,1)
532                                         : (clause*)0;
533    enqueue(s,*begin,c);
534
535    assert(veci_size(cls) > 0);
536
537    if (c != 0) {
538        vecp_push(&s->learnts,c);
539        act_clause_bump(s,c);
540        s->stats.learnts++;
541        s->stats.learnts_literals += veci_size(cls);
542    }
543}
544
545static double solver_progress(solver* s)
546{
547    lbool*  values = s->assigns;
548    int*    levels = s->levels;
549    int     i;
550
551    double  progress = 0;
552    double  F        = 1.0 / s->size;
553    for (i = 0; i < s->size; i++)
554        if (values[i] != l_Undef)
555            progress += pow(F, levels[i]);
556    return progress / s->size;
557}
558
559/*====================================================================*/
560/* Major methods: */
561
562static bool solver_lit_removable(solver* s, lit l, int minl)
563{
564    lbool*   tags    = s->tags;
565    clause** reasons = s->reasons;
566    int*     levels  = s->levels;
567    int      top     = veci_size(&s->tagged);
568
569    assert(lit_var(l) >= 0 && lit_var(l) < s->size);
570    assert(reasons[lit_var(l)] != 0);
571    veci_resize(&s->stack,0);
572    veci_push(&s->stack,lit_var(l));
573
574    while (veci_size(&s->stack) > 0){
575        clause* c;
576        int v = veci_begin(&s->stack)[veci_size(&s->stack)-1];
577        assert(v >= 0 && v < s->size);
578        veci_resize(&s->stack,veci_size(&s->stack)-1);
579        assert(reasons[v] != 0);
580        c    = reasons[v];
581
582        if (clause_is_lit(c)){
583            int v = lit_var(clause_read_lit(c));
584            if (tags[v] == l_Undef && levels[v] != 0){
585                if (reasons[v] != 0
586                    && ((1 << (levels[v] & 31)) & minl)){
587                    veci_push(&s->stack,v);
588                    tags[v] = l_True;
589                    veci_push(&s->tagged,v);
590                }else{
591                    int* tagged = veci_begin(&s->tagged);
592                    int j;
593                    for (j = top; j < veci_size(&s->tagged); j++)
594                        tags[tagged[j]] = l_Undef;
595                    veci_resize(&s->tagged,top);
596                    return false;
597                }
598            }
599        }else{
600            lit*    lits = clause_begin(c);
601            int     i, j;
602
603            for (i = 1; i < clause_size(c); i++){
604                int v = lit_var(lits[i]);
605                if (tags[v] == l_Undef && levels[v] != 0){
606                    if (reasons[v] != 0
607                        && ((1 << (levels[v] & 31)) & minl)){
608
609                        veci_push(&s->stack,lit_var(lits[i]));
610                        tags[v] = l_True;
611                        veci_push(&s->tagged,v);
612                    }else{
613                        int* tagged = veci_begin(&s->tagged);
614                        for (j = top; j < veci_size(&s->tagged); j++)
615                            tags[tagged[j]] = l_Undef;
616                        veci_resize(&s->tagged,top);
617                        return false;
618                    }
619                }
620            }
621        }
622    }
623
624    return true;
625}
626
627static void solver_analyze(solver* s, clause* c, veci* learnt)
628{
629    lit*     trail   = s->trail;
630    lbool*   tags    = s->tags;
631    clause** reasons = s->reasons;
632    int*     levels  = s->levels;
633    int      cnt     = 0;
634    lit      p       = lit_Undef;
635    int      ind     = s->qtail-1;
636    lit*     lits;
637    int      i, j, minl;
638    int*     tagged;
639
640    veci_push(learnt,lit_Undef);
641
642    do{
643        assert(c != 0);
644
645        if (clause_is_lit(c)){
646            lit q = clause_read_lit(c);
647            assert(lit_var(q) >= 0 && lit_var(q) < s->size);
648            if (tags[lit_var(q)] == l_Undef && levels[lit_var(q)] > 0){
649                tags[lit_var(q)] = l_True;
650                veci_push(&s->tagged,lit_var(q));
651                act_var_bump(s,lit_var(q));
652                if (levels[lit_var(q)] == solver_dlevel(s))
653                    cnt++;
654                else
655                    veci_push(learnt,q);
656            }
657        }else{
658
659            if (clause_learnt(c))
660                act_clause_bump(s,c);
661
662            lits = clause_begin(c);
663            /* printlits(lits,lits+clause_size(c)); printf("\n"); */
664            for (j = (p == lit_Undef ? 0 : 1); j < clause_size(c); j++){
665                lit q = lits[j];
666                assert(lit_var(q) >= 0 && lit_var(q) < s->size);
667                if (tags[lit_var(q)] == l_Undef
668                    && levels[lit_var(q)] > 0){
669                    tags[lit_var(q)] = l_True;
670                    veci_push(&s->tagged,lit_var(q));
671                    act_var_bump(s,lit_var(q));
672                    if (levels[lit_var(q)] == solver_dlevel(s))
673                        cnt++;
674                    else
675                        veci_push(learnt,q);
676                }
677            }
678        }
679
680        while (tags[lit_var(trail[ind--])] == l_Undef);
681
682        p = trail[ind+1];
683        c = reasons[lit_var(p)];
684        cnt--;
685
686    }while (cnt > 0);
687
688    *veci_begin(learnt) = lit_neg(p);
689
690    lits = veci_begin(learnt);
691    minl = 0;
692    for (i = 1; i < veci_size(learnt); i++){
693        int lev = levels[lit_var(lits[i])];
694        minl    |= 1 << (lev & 31);
695    }
696
697    /* simplify (full) */
698    for (i = j = 1; i < veci_size(learnt); i++){
699        if (reasons[lit_var(lits[i])] == 0
700            || !solver_lit_removable(s,lits[i],minl))
701            lits[j++] = lits[i];
702    }
703
704    /* update size of learnt + statistics */
705    s->stats.max_literals += veci_size(learnt);
706    veci_resize(learnt,j);
707    s->stats.tot_literals += j;
708
709    /* clear tags */
710    tagged = veci_begin(&s->tagged);
711    for (i = 0; i < veci_size(&s->tagged); i++)
712        tags[tagged[i]] = l_Undef;
713    veci_resize(&s->tagged,0);
714
715#ifdef DEBUG
716    for (i = 0; i < s->size; i++)
717        assert(tags[i] == l_Undef);
718#endif
719
720#ifdef VERBOSEDEBUG
721    printf(L_IND"Learnt {", L_ind);
722    for (i = 0; i < veci_size(learnt); i++)
723        printf(" "L_LIT, L_lit(lits[i]));
724#endif
725    if (veci_size(learnt) > 1){
726        int max_i = 1;
727        int max   = levels[lit_var(lits[1])];
728        lit tmp;
729
730        for (i = 2; i < veci_size(learnt); i++)
731            if (levels[lit_var(lits[i])] > max){
732                max   = levels[lit_var(lits[i])];
733                max_i = i;
734            }
735
736        tmp         = lits[1];
737        lits[1]     = lits[max_i];
738        lits[max_i] = tmp;
739    }
740#ifdef VERBOSEDEBUG
741    {
742        int lev = veci_size(learnt) > 1 ? levels[lit_var(lits[1])] : 0;
743        printf(" } at level %d\n", lev);
744    }
745#endif
746}
747
748clause* solver_propagate(solver* s)
749{
750    lbool*  values = s->assigns;
751    clause* confl  = (clause*)0;
752    lit*    lits;
753
754    /* printf("solver_propagate\n"); */
755    while (confl == 0 && s->qtail - s->qhead > 0){
756        lit  p  = s->trail[s->qhead++];
757        vecp* ws = solver_read_wlist(s,p);
758        clause **begin = (clause**)vecp_begin(ws);
759        clause **end   = begin + vecp_size(ws);
760        clause **i, **j;
761
762        s->stats.propagations++;
763        s->simpdb_props--;
764
765        /* printf("checking lit %d: "L_LIT"\n", veci_size(ws),
766               L_lit(p)); */
767        for (i = j = begin; i < end; ){
768            if (clause_is_lit(*i)){
769                *j++ = *i;
770                if (!enqueue(s,clause_read_lit(*i),clause_from_lit(p))){
771                    confl = s->binary;
772                    (clause_begin(confl))[1] = lit_neg(p);
773                    (clause_begin(confl))[0] = clause_read_lit(*i++);
774
775                    /* Copy the remaining watches: */
776                    while (i < end)
777                        *j++ = *i++;
778                }
779            }else{
780                lit false_lit;
781                lbool sig;
782
783                lits = clause_begin(*i);
784
785                /* Make sure the false literal is data[1]: */
786                false_lit = lit_neg(p);
787                if (lits[0] == false_lit){
788                    lits[0] = lits[1];
789                    lits[1] = false_lit;
790                }
791                assert(lits[1] == false_lit);
792                /* printf("checking clause: ");
793                   printlits(lits, lits+clause_size(*i));
794                   printf("\n"); */
795
796                /* If 0th watch is true, then clause is already
797                   satisfied. */
798                sig = !lit_sign(lits[0]); sig += sig - 1;
799                if (values[lit_var(lits[0])] == sig){
800                    *j++ = *i;
801                }else{
802                    /* Look for new watch: */
803                    lit* stop = lits + clause_size(*i);
804                    lit* k;
805                    for (k = lits + 2; k < stop; k++){
806                        lbool sig = lit_sign(*k); sig += sig - 1;
807                        if (values[lit_var(*k)] != sig){
808                            lits[1] = *k;
809                            *k = false_lit;
810                            vecp_push(solver_read_wlist(s,
811                                lit_neg(lits[1])),*i);
812                            goto next; }
813                    }
814
815                    *j++ = *i;
816                    /* Clause is unit under assignment: */
817                    if (!enqueue(s,lits[0], *i)){
818                        confl = *i++;
819                        /* Copy the remaining watches: */
820                        while (i < end)
821                            *j++ = *i++;
822                    }
823                }
824            }
825        next:
826            i++;
827        }
828
829        s->stats.inspects += j - (clause**)vecp_begin(ws);
830        vecp_resize(ws,j - (clause**)vecp_begin(ws));
831    }
832
833    return confl;
834}
835
836static inline int clause_cmp (const void* x, const void* y) {
837    return clause_size((clause*)x) > 2
838           && (clause_size((clause*)y) == 2
839               || clause_activity((clause*)x)
840                  < clause_activity((clause*)y)) ? -1 : 1; }
841
842void solver_reducedb(solver* s)
843{
844    int      i, j;
845    double   extra_lim = s->cla_inc / vecp_size(&s->learnts);
846             /* Remove any clause below this activity */
847    clause** learnts = (clause**)vecp_begin(&s->learnts);
848    clause** reasons = s->reasons;
849
850    sort(vecp_begin(&s->learnts), vecp_size(&s->learnts), clause_cmp);
851
852    for (i = j = 0; i < vecp_size(&s->learnts) / 2; i++){
853        if (clause_size(learnts[i]) > 2
854            && reasons[lit_var(*clause_begin(learnts[i]))]
855               != learnts[i])
856            clause_remove(s,learnts[i]);
857        else
858            learnts[j++] = learnts[i];
859    }
860    for (; i < vecp_size(&s->learnts); i++){
861        if (clause_size(learnts[i]) > 2
862            && reasons[lit_var(*clause_begin(learnts[i]))]
863               != learnts[i]
864            && clause_activity(learnts[i]) < extra_lim)
865            clause_remove(s,learnts[i]);
866        else
867            learnts[j++] = learnts[i];
868    }
869
870    /* printf("reducedb deleted %d\n", vecp_size(&s->learnts) - j); */
871
872    vecp_resize(&s->learnts,j);
873}
874
875static lbool solver_search(solver* s, int nof_conflicts,
876                           int nof_learnts)
877{
878    int*    levels          = s->levels;
879    double  var_decay       = 0.95;
880    double  clause_decay    = 0.999;
881    double  random_var_freq = 0.02;
882
883    int     conflictC       = 0;
884    veci    learnt_clause;
885
886    assert(s->root_level == solver_dlevel(s));
887
888    s->stats.starts++;
889    s->var_decay = (float)(1 / var_decay   );
890    s->cla_decay = (float)(1 / clause_decay);
891    veci_resize(&s->model,0);
892    veci_new(&learnt_clause);
893
894    for (;;){
895        clause* confl = solver_propagate(s);
896        if (confl != 0){
897            /* CONFLICT */
898            int blevel;
899
900#ifdef VERBOSEDEBUG
901            printf(L_IND"**CONFLICT**\n", L_ind);
902#endif
903            s->stats.conflicts++; conflictC++;
904            if (solver_dlevel(s) == s->root_level){
905                veci_delete(&learnt_clause);
906                return l_False;
907            }
908
909            veci_resize(&learnt_clause,0);
910            solver_analyze(s, confl, &learnt_clause);
911            blevel = veci_size(&learnt_clause) > 1
912                     ? levels[lit_var(veci_begin(&learnt_clause)[1])]
913                     : s->root_level;
914            blevel = s->root_level > blevel ? s->root_level : blevel;
915            solver_canceluntil(s,blevel);
916            solver_record(s,&learnt_clause);
917            act_var_decay(s);
918            act_clause_decay(s);
919
920        }else{
921            /* NO CONFLICT */
922            int next;
923
924            if (nof_conflicts >= 0 && conflictC >= nof_conflicts){
925                /* Reached bound on number of conflicts: */
926                s->progress_estimate = solver_progress(s);
927                solver_canceluntil(s,s->root_level);
928                veci_delete(&learnt_clause);
929                return l_Undef; }
930
931            if (solver_dlevel(s) == 0)
932                /* Simplify the set of problem clauses: */
933                solver_simplify(s);
934
935            if (nof_learnts >= 0
936                && vecp_size(&s->learnts) - s->qtail >= nof_learnts)
937                /* Reduce the set of learnt clauses: */
938                solver_reducedb(s);
939
940            /* New variable decision: */
941            s->stats.decisions++;
942            next = order_select(s,(float)random_var_freq);
943
944            if (next == var_Undef){
945                /* Model found: */
946                lbool* values = s->assigns;
947                int i;
948                for (i = 0; i < s->size; i++)
949                    veci_push(&s->model,(int)values[i]);
950                solver_canceluntil(s,s->root_level);
951                veci_delete(&learnt_clause);
952
953                /*
954                veci apa; veci_new(&apa);
955                for (i = 0; i < s->size; i++)
956                    veci_push(&apa,(int)(s->model.ptr[i] == l_True
957                        ? toLit(i) : lit_neg(toLit(i))));
958                printf("model: ");
959                printlits((lit*)apa.ptr,
960                    (lit*)apa.ptr + veci_size(&apa)); printf("\n");
961                veci_delete(&apa);
962                */
963
964                return l_True;
965            }
966
967            assume(s,lit_neg(toLit(next)));
968        }
969    }
970
971#if 0 /* by mao; unreachable code */
972    return l_Undef; /* cannot happen */
973#endif
974}
975
976/*====================================================================*/
977/* External solver functions: */
978
979solver* solver_new(void)
980{
981    solver* s = (solver*)malloc(sizeof(solver));
982
983    /* initialize vectors */
984    vecp_new(&s->clauses);
985    vecp_new(&s->learnts);
986    veci_new(&s->order);
987    veci_new(&s->trail_lim);
988    veci_new(&s->tagged);
989    veci_new(&s->stack);
990    veci_new(&s->model);
991
992    /* initialize arrays */
993    s->wlists    = 0;
994    s->activity  = 0;
995    s->assigns   = 0;
996    s->orderpos  = 0;
997    s->reasons   = 0;
998    s->levels    = 0;
999    s->tags      = 0;
1000    s->trail     = 0;
1001
1002    /* initialize other vars */
1003    s->size                   = 0;
1004    s->cap                    = 0;
1005    s->qhead                  = 0;
1006    s->qtail                  = 0;
1007    s->cla_inc                = 1;
1008    s->cla_decay              = 1;
1009    s->var_inc                = 1;
1010    s->var_decay              = 1;
1011    s->root_level             = 0;
1012    s->simpdb_assigns         = 0;
1013    s->simpdb_props           = 0;
1014    s->random_seed            = 91648253;
1015    s->progress_estimate      = 0;
1016    s->binary                 = (clause*)malloc(sizeof(clause)
1017                                                + sizeof(lit)*2);
1018    s->binary->size_learnt    = (2 << 1);
1019    s->verbosity              = 0;
1020
1021    s->stats.starts           = 0;
1022    s->stats.decisions        = 0;
1023    s->stats.propagations     = 0;
1024    s->stats.inspects         = 0;
1025    s->stats.conflicts        = 0;
1026    s->stats.clauses          = 0;
1027    s->stats.clauses_literals = 0;
1028    s->stats.learnts          = 0;
1029    s->stats.learnts_literals = 0;
1030    s->stats.max_literals     = 0;
1031    s->stats.tot_literals     = 0;
1032
1033    return s;
1034}
1035
1036void solver_delete(solver* s)
1037{
1038    int i;
1039    for (i = 0; i < vecp_size(&s->clauses); i++)
1040        free(vecp_begin(&s->clauses)[i]);
1041
1042    for (i = 0; i < vecp_size(&s->learnts); i++)
1043        free(vecp_begin(&s->learnts)[i]);
1044
1045    /* delete vectors */
1046    vecp_delete(&s->clauses);
1047    vecp_delete(&s->learnts);
1048    veci_delete(&s->order);
1049    veci_delete(&s->trail_lim);
1050    veci_delete(&s->tagged);
1051    veci_delete(&s->stack);
1052    veci_delete(&s->model);
1053    free(s->binary);
1054
1055    /* delete arrays */
1056    if (s->wlists != 0){
1057        int i;
1058        for (i = 0; i < s->size*2; i++)
1059            vecp_delete(&s->wlists[i]);
1060
1061        /* if one is different from null, all are */
1062        free(s->wlists);
1063        free(s->activity );
1064        free(s->assigns  );
1065        free(s->orderpos );
1066        free(s->reasons  );
1067        free(s->levels   );
1068        free(s->trail    );
1069        free(s->tags     );
1070    }
1071
1072    free(s);
1073}
1074
1075bool solver_addclause(solver* s, lit* begin, lit* end)
1076{
1077    lit *i,*j;
1078    int maxvar;
1079    lbool* values;
1080    lit last;
1081
1082    if (begin == end) return false;
1083
1084    /* printlits(begin,end); printf("\n"); */
1085    /* insertion sort */
1086    maxvar = lit_var(*begin);
1087    for (i = begin + 1; i < end; i++){
1088        lit l = *i;
1089        maxvar = lit_var(l) > maxvar ? lit_var(l) : maxvar;
1090        for (j = i; j > begin && *(j-1) > l; j--)
1091            *j = *(j-1);
1092        *j = l;
1093    }
1094    solver_setnvars(s,maxvar+1);
1095
1096    /* printlits(begin,end); printf("\n"); */
1097    values = s->assigns;
1098
1099    /* delete duplicates */
1100    last = lit_Undef;
1101    for (i = j = begin; i < end; i++){
1102        /* printf("lit: "L_LIT", value = %d\n", L_lit(*i),
1103        (lit_sign(*i) ? -values[lit_var(*i)] : values[lit_var(*i)])); */
1104        lbool sig = !lit_sign(*i); sig += sig - 1;
1105        if (*i == lit_neg(last) || sig == values[lit_var(*i)])
1106            return true;   /* tautology */
1107        else if (*i != last && values[lit_var(*i)] == l_Undef)
1108            last = *j++ = *i;
1109    }
1110
1111    /* printf("final: "); printlits(begin,j); printf("\n"); */
1112
1113    if (j == begin)          /* empty clause */
1114        return false;
1115    else if (j - begin == 1) /* unit clause */
1116        return enqueue(s,*begin,(clause*)0);
1117
1118    /* create new clause */
1119    vecp_push(&s->clauses,clause_new(s,begin,j,0));
1120
1121    s->stats.clauses++;
1122    s->stats.clauses_literals += j - begin;
1123
1124    return true;
1125}
1126
1127bool   solver_simplify(solver* s)
1128{
1129    clause** reasons;
1130    int type;
1131
1132    assert(solver_dlevel(s) == 0);
1133
1134    if (solver_propagate(s) != 0)
1135        return false;
1136
1137    if (s->qhead == s->simpdb_assigns || s->simpdb_props > 0)
1138        return true;
1139
1140    reasons = s->reasons;
1141    for (type = 0; type < 2; type++){
1142        vecp*    cs  = type ? &s->learnts : &s->clauses;
1143        clause** cls = (clause**)vecp_begin(cs);
1144
1145        int i, j;
1146        for (j = i = 0; i < vecp_size(cs); i++){
1147            if (reasons[lit_var(*clause_begin(cls[i]))] != cls[i] &&
1148                clause_simplify(s,cls[i]) == l_True)
1149                clause_remove(s,cls[i]);
1150            else
1151                cls[j++] = cls[i];
1152        }
1153        vecp_resize(cs,j);
1154    }
1155
1156    s->simpdb_assigns = s->qhead;
1157    /* (shouldn't depend on 'stats' really, but it will do for now) */
1158    s->simpdb_props   = (int)(s->stats.clauses_literals
1159                              + s->stats.learnts_literals);
1160
1161    return true;
1162}
1163
1164bool   solver_solve(solver* s, lit* begin, lit* end)
1165{
1166    double  nof_conflicts = 100;
1167    double  nof_learnts   = solver_nclauses(s) / 3;
1168    lbool   status        = l_Undef;
1169    lbool*  values        = s->assigns;
1170    lit*    i;
1171
1172    /* printf("solve: "); printlits(begin, end); printf("\n"); */
1173    for (i = begin; i < end; i++){
1174        switch (lit_sign(*i) ? -values[lit_var(*i)]
1175                             : values[lit_var(*i)]){
1176        case 1: /* l_True: */
1177            break;
1178        case 0: /* l_Undef */
1179            assume(s, *i);
1180            if (solver_propagate(s) == NULL)
1181                break;
1182            /* falltrough */
1183        case -1: /* l_False */
1184            solver_canceluntil(s, 0);
1185            return false;
1186        }
1187    }
1188
1189    s->root_level = solver_dlevel(s);
1190
1191    if (s->verbosity >= 1){
1192        printf("==================================[MINISAT]============"
1193               "=======================\n");
1194        printf("| Conflicts |     ORIGINAL     |              LEARNT   "
1195               "           | Progress |\n");
1196        printf("|           | Clauses Literals |   Limit Clauses Litera"
1197               "ls  Lit/Cl |          |\n");
1198        printf("======================================================="
1199               "=======================\n");
1200    }
1201
1202    while (status == l_Undef){
1203        double Ratio = (s->stats.learnts == 0)? 0.0 :
1204            s->stats.learnts_literals / (double)s->stats.learnts;
1205
1206        if (s->verbosity >= 1){
1207            printf("| %9.0f | %7.0f %8.0f | %7.0f %7.0f %8.0f %7.1f | %"
1208                   "6.3f %% |\n",
1209                (double)s->stats.conflicts,
1210                (double)s->stats.clauses,
1211                (double)s->stats.clauses_literals,
1212                (double)nof_learnts,
1213                (double)s->stats.learnts,
1214                (double)s->stats.learnts_literals,
1215                Ratio,
1216                s->progress_estimate*100);
1217            fflush(stdout);
1218        }
1219        status = solver_search(s,(int)nof_conflicts, (int)nof_learnts);
1220        nof_conflicts *= 1.5;
1221        nof_learnts   *= 1.1;
1222    }
1223    if (s->verbosity >= 1)
1224        printf("======================================================="
1225               "=======================\n");
1226
1227    solver_canceluntil(s,0);
1228    return status != l_False;
1229}
1230
1231int solver_nvars(solver* s)
1232{
1233    return s->size;
1234}
1235
1236int solver_nclauses(solver* s)
1237{
1238    return vecp_size(&s->clauses);
1239}
1240
1241int solver_nconflicts(solver* s)
1242{
1243    return (int)s->stats.conflicts;
1244}
1245
1246/*====================================================================*/
1247/* Sorting functions (sigh): */
1248
1249static inline void selectionsort(void** array, int size,
1250                                 int(*comp)(const void *, const void *))
1251{
1252    int     i, j, best_i;
1253    void*   tmp;
1254
1255    for (i = 0; i < size-1; i++){
1256        best_i = i;
1257        for (j = i+1; j < size; j++){
1258            if (comp(array[j], array[best_i]) < 0)
1259                best_i = j;
1260        }
1261        tmp = array[i]; array[i] = array[best_i]; array[best_i] = tmp;
1262    }
1263}
1264
1265static void sortrnd(void** array, int size,
1266                    int(*comp)(const void *, const void *),
1267                    double* seed)
1268{
1269    if (size <= 15)
1270        selectionsort(array, size, comp);
1271
1272    else{
1273        void*       pivot = array[irand(seed, size)];
1274        void*       tmp;
1275        int         i = -1;
1276        int         j = size;
1277
1278        for(;;){
1279            do i++; while(comp(array[i], pivot)<0);
1280            do j--; while(comp(pivot, array[j])<0);
1281
1282            if (i >= j) break;
1283
1284            tmp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = tmp;
1285        }
1286
1287        sortrnd(array    , i     , comp, seed);
1288        sortrnd(&array[i], size-i, comp, seed);
1289    }
1290}
1291
1292static void sort(void** array, int size,
1293          int(*comp)(const void *, const void *))
1294{
1295    double seed = 91648253;
1296    sortrnd(array,size,comp,&seed);
1297}
1298
1299/* eof */
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.