Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : /******************************************************************************
       2                 :            :  * This file is part of the cvc5 project.
       3                 :            :  *
       4                 :            :  * Copyright (c) 2009-2026 by the authors listed in the file AUTHORS
       5                 :            :  * in the top-level source directory and their institutional affiliations.
       6                 :            :  * All rights reserved.  See the file COPYING in the top-level source
       7                 :            :  * directory for licensing information.
       8                 :            :  * ****************************************************************************
       9                 :            :  *
      10                 :            :  * A class for finding unsoundness in the rewriter
      11                 :            :  */
      12                 :            : 
      13                 :            : #include "theory/quantifiers/rewrite_verifier.h"
      14                 :            : 
      15                 :            : #include "expr/node_algorithm.h"
      16                 :            : #include "smt/env.h"
      17                 :            : 
      18                 :            : namespace cvc5::internal {
      19                 :            : namespace theory {
      20                 :            : namespace quantifiers {
      21                 :            : 
      22                 :         12 : RewriteVerifier::RewriteVerifier(Env& env) : ExprMiner(env) {}
      23                 :            : 
      24                 :         12 : bool RewriteVerifier::addTerm(Node n, std::vector<Node>& rewrites)
      25                 :            : {
      26                 :         12 :   Node nr = rewrite(n);
      27         [ -  + ]:         12 :   if (!checkEquivalent(n, nr))
      28                 :            :   {
      29                 :          0 :     std::stringstream ss;
      30                 :          0 :     checkEquivalent(n, nr, &ss);
      31                 :          0 :     Warning() << ss.str();
      32                 :          0 :     rewrites.push_back(n.eqNode(nr));
      33                 :          0 :     return true;
      34                 :          0 :   }
      35                 :         12 :   return false;
      36                 :         12 : }
      37                 :            : 
      38                 :         12 : bool RewriteVerifier::checkEquivalent(Node bv, Node bvr, std::ostream* out)
      39                 :            : {
      40         [ +  + ]:         12 :   if (bv == bvr)
      41                 :            :   {
      42                 :          7 :     return true;
      43                 :            :   }
      44 [ +  - ][ -  + ]:          5 :   if (d_sampler == nullptr || d_sampler->getNumSamplePoints() == 0)
                 [ -  + ]
      45                 :            :   {
      46                 :          0 :     DebugUnhandled() << "Expected a sampler to test rewrites";
      47                 :            :     return true;
      48                 :            :   }
      49                 :            :   // check if it has variables from d_vars, if not, we only test one point
      50                 :          5 :   std::unordered_set<Node> syms;
      51                 :          5 :   expr::getFreeVariables(bv, syms);
      52                 :          5 :   bool hasVar = false;
      53         [ +  + ]:          5 :   for (const Node& sym : syms)
      54                 :            :   {
      55         [ +  - ]:          4 :     if (std::find(d_vars.begin(), d_vars.end(), sym) != d_vars.end())
      56                 :            :     {
      57                 :          4 :       hasVar = true;
      58                 :          4 :       break;
      59                 :            :     }
      60                 :            :   }
      61         [ +  + ]:          5 :   size_t npoints = hasVar ? d_sampler->getNumSamplePoints() : 1;
      62         [ +  - ]:         10 :   Trace("sygus-rr-verify") << "Testing rewrite rule " << bv << " ---> " << bvr
      63                 :          0 :                            << " over " << npoints << " points for " << d_vars
      64                 :          5 :                            << std::endl;
      65                 :            : 
      66                 :            :   // see if they evaluate to same thing on all sample points
      67                 :          5 :   bool ptDisequal = false;
      68                 :          5 :   bool ptDisequalConst = false;
      69                 :          5 :   size_t pt_index = 0;
      70                 :          5 :   Node bve, bvre;
      71                 :            :   // if we don't have variables from sample, further points don't matter
      72         [ +  + ]:       4006 :   for (size_t i = 0; i < npoints; i++)
      73                 :            :   {
      74                 :            :     // do not use the rewriter in the calls to evaluate here
      75                 :       4001 :     const std::vector<Node>& pt = d_sampler->getSamplePoint(i);
      76 [ -  + ][ -  + ]:       4001 :     Assert(pt.size() == d_vars.size());
                 [ -  - ]
      77                 :       4001 :     bve = evaluate(bv, d_vars, pt, false);
      78                 :       4001 :     bvre = evaluate(bvr, d_vars, pt, false);
      79         [ -  + ]:       4001 :     if (bve != bvre)
      80                 :            :     {
      81                 :          0 :       ptDisequal = true;
      82                 :          0 :       pt_index = i;
      83                 :          0 :       if (bve.isConst() && bvre.isConst())
      84                 :            :       {
      85                 :          0 :         ptDisequalConst = true;
      86                 :          0 :         break;
      87                 :            :       }
      88                 :            :     }
      89                 :            :   }
      90         [ +  - ]:          5 :   Trace("sygus-rr-verify") << "...finished" << std::endl;
      91                 :            :   // bv and bvr should be equivalent under examples
      92         [ -  + ]:          5 :   if (ptDisequal)
      93                 :            :   {
      94                 :          0 :     std::vector<Node> vars;
      95                 :          0 :     d_sampler->getVariables(vars);
      96                 :          0 :     const std::vector<Node>& pt = d_sampler->getSamplePoint(pt_index);
      97                 :          0 :     Assert(vars.size() == pt.size());
      98                 :          0 :     std::stringstream ptOut;
      99         [ -  - ]:          0 :     for (size_t i = 0, size = pt.size(); i < size; i++)
     100                 :            :     {
     101                 :          0 :       ptOut << "  " << vars[i] << " -> " << pt[i] << std::endl;
     102                 :            :     }
     103         [ -  - ]:          0 :     if (!ptDisequalConst)
     104                 :            :     {
     105                 :          0 :       d_env.verbose(1)
     106                 :          0 :           << "Warning: " << bv << " and " << bvr
     107                 :          0 :           << " evaluate to different (non-constant) values on point:"
     108                 :          0 :           << std::endl;
     109                 :          0 :       d_env.verbose(1) << ptOut.str();
     110                 :          0 :       return true;
     111                 :            :     }
     112                 :            :     // we have detected unsoundness in the rewriter
     113                 :            :     // debugging information
     114         [ -  - ]:          0 :     if (out)
     115                 :            :     {
     116                 :          0 :       (*out) << "find-synth: terms " << bv << " and " << bvr
     117                 :          0 :              << " are not equivalent for :" << std::endl;
     118                 :          0 :       (*out) << ptOut.str();
     119                 :          0 :       Assert(bve != bvre);
     120                 :          0 :       (*out) << "where they evaluate to " << bve << " and " << bvre
     121                 :          0 :              << std::endl;
     122                 :            :     }
     123                 :          0 :     return false;
     124                 :          0 :   }
     125                 :          5 :   return true;
     126                 :          5 : }
     127                 :            : 
     128                 :            : }  // namespace quantifiers
     129                 :            : }  // namespace theory
     130                 :            : }  // namespace cvc5::internal