CMurphi入门笔记（一）——概览
原文地址：http://www.cnblogs.com/Rainday/p/cmurphi_prime_1.html
本来以为自己会是一个搞技术的人的，没想到现在彻底变成一个搞科研的人了。搞的东西，现在自己也不是很懂。摸着石头过河吧。
Murphi验证系统由Murphi编译器和Murphi描述性语言组成。
- Murphi编译器根据Murphi描述生成一个特定目的的验证器。这个验证器可以用来检查系统的特性，比如错误断言，不变量和死锁。
- Murphi描述语言是一个高级描述语言，针对状态有限的异步并行系统。Murphi在某些特性上是高级的，这些特性可以在很多高级编程语言如Pascal或者C中找到，同时这些特性也是Murphi的一部分。例如，Murphi拥有用户定义的数据类型，过程，以及描述的参数化方法。
1. Murphi描述的结构
Murphi描述由以下部分组成：
- 常量，类型，全局变量和过程的定义；
- 状态迁移规则的集合；
- 初始状态的描述；
- 不变量集。
Murphi的行为部分，是一个状态迁移规则的集合。每一条规则都是一条保护命令，其由一个条件（全局变量上的布尔表达式）和一个动作（一条可以修改变量的值的语句）组成。条件和动作均以类Pascal的风格书写。动作可以是包含循环和条件的任意复合语句，但不论其多么复杂，动作的执行都是原子的——没有其他的规则可以改变变量或者说，当它正在执行的时候，没有其他的接口。
2. 使用Murphi验证一个系统的简单四步
a) 编写Murphi语言程序，命名如pingpong.m。
b) 在其上边运行Murphi编译器，其命令行：
1 $(murphipath)/mu pingpong.m
这样会生成一个文件pingpong.C。
c) 在pingpong.C中运行C++编译器，其命令行：
1 $(g++path)/g++ pingpong.C -I$(includepath)
记住说明所有包含文件的路径。
d) 最终，你可以通过调用a.out运行一个模拟过程或者验证过程。可以通过下边的命令查看命令行开关的列表：
1 a.out -h
事实上，这整个过程以后可以通过使用Makefile简化，这个文件在ex文件夹中提供。然而，你必须分别对变量CPLUSPLUS，MURPHIPATH和INCLUDEPATH进行设置。
3. Murphi的执行模型
Murphi状态，是对描述中的所有全局变量的赋值。描述的执行可以由下边的无限循环生成。
无限循环：
- 寻找当前状态下所有的规则，这些规则的条件值均为true。也就是说，条件表达式的值为true，可以为全局变量赋当前值。
- 任意选择一个规则并且执行其动作，进入另一个状态。
注意，Murphi描述是非确定性的，因为在上边的第2步中进行了任意的选择。用户无法控制这个选择的过程，所以不管那条规则被选择，“正确”的Murphi程序必须能够做正确的事情。然而，一旦一条规则被选择，动作就是确定的了（有确定的下一个状态）。
这个执行模型对描述通过共享变量交互的异步系统（以不同的速度运行不同的进程）是有好处的，这种系统中，进程A通过写一个进程B将会读取的变量来影响进程B。信息传递可以通过读写缓冲区变量或者数组来进行建模。
Murphi模拟器在所有的规则中任意选择一条来进入新的状态。另一方面，验证器决定所有可能的选择的结果。当前的验证器通过广度优先搜索或者深度优先搜索来做到这个，这两种方法都在一个巨大的哈希表中存储状态，这样就可以在遇到一个曾经遇到过的状态时中断搜索。
当验证器生成状态时，会检查各种条件。有时会出现运行时错误，大部分都是赋值或者数组索引出界。有显式"assert"和"error"语句可以在一个动作中调用。如果这些语句中的一个发生了，验证器就会中止并且打印出诊断信息，包含导致由初始状态运行到错误状态的重新排序的状态列表。验证器也会在不变量表达式（用户给出的描述中的一部分）对当前状态的值为false或者当前状态“死锁”（无法成功跳出当前状态）的时候这么做（打印诊断信息）。
4. Murphi编译器的选项
Murphi编译器拥有几个命令行选项：
- -h 帮助
- -l 打印许可信息
- -b 使用位压缩状态
- -c 使用哈希压缩
默认情况下，Murphi将所有状态变量按字节对齐。结果就是状态的描述会是在每个位都被使用的情况（即位压缩，选项-b）下的2~4倍大。然而，Murphi的运行速度大约会快25%。
当使用哈希压缩（选项-c）时，通常被压缩为40bit大小的值会保存在哈希表中，而不是完整的状态描述。以后会更加详细地讨论。当完整的状态描述必须要使用的时候，哈希压缩可以和位压缩结合使用来减小活动状态队列对存储的需求。
5. 使用已生成的特殊目的的验证器
Murphi编译器为特殊的Murphi描述生成了特殊目的的验证器。下面的列表是相应的命令行选项：
1） 一般：
- -h 帮助
- -l 打印许可信息
2） 验证策略（默认-v）：
- -s 模拟器
- -v或者-vbfs 使用广度优先搜索验证
- -vdfs 使用深度优先搜索验证
- -ndl 不检查死锁
3） 其他选项（默认-m8， -p3， -loop1000）
- -m<n> 哈希表的存储数量，单位是Mb
- -k<n> 同上，单位是Kb
- -loop<n> 允许循环最多执行n次
- -p 使模拟或者验证转为冗余模式（verbose）
- -p<n> 每10^n次事件报告一次进展，n的值为1~5
- -pn 不打印进展报告
- -pr 打印规则信息
4） 错误跟踪操纵（默认-tn）
- -tv 写出违反跟踪（默认与-td一起使用）
- -td 只写出与前一个状态的不同（在模拟模式下，只写出冗余模式下的不同）
- -tf 在跟踪中写完整的状态
- -ta 写所有生成的状态至少一次
- -tn 不写跟踪
5）压缩技术（默认-sym3和-permlimit 10，使用multiset压缩）
- -nosym 不使用对齐压缩（multiset压缩仍然有效）
- -nomultiset 不使用multiset压缩
- -sym<n> 使用对齐压缩
- -permlimit<n> 在alg 3中检查的序列的最大数目（设为0来标准化）
| n | 方法 |
| 1 | 彻底标准化 |
| 2 | 试探快速标准化（可能会比alg 3标准化慢或者快，对大数量集使用很多附加存储） |
| 3 | 试探低存储标准化（依赖于-permlimit） |
| 4 | 试探快速标准化（alg 3和-permlimit 1同时使用） |
6） Hash压缩（默认使用40位的哈希压缩）
- -b<n> 用来存储的位的数目
- -d dir 将跟踪信息写入文件dir/sci.trace中
命令行选项"-s"将验证器转换为Murphi的模拟器，将会任意选择规则。不使用"-s"，验证器决定所有可能选择的结果。当前的验证器通过BFS（默认）或者DFS（通过选项"-vdfs"）来这么做。
一个巨大的哈希表被用来存储能够达到的状态。哈希表的大小通过"-m"和"-k"确定。默认的存储使用是8MB。文件"mu_prolog.inc"中的常量"gPercentActiveStates"可以修改，来改变BFS或者DFS中验证时使用的队列的容量。
这一部分算是结束了，其实好好看一遍手册，发现自己上次看的几遍都有理解错误或者遗漏的东西。。
传送门：
