include example theory (former "UF-Tim") that's included in the dist but not built...
authorMorgan Deters <mdeters@gmail.com>
Fri, 16 Sep 2011 21:52:25 +0000 (21:52 +0000)
committerMorgan Deters <mdeters@gmail.com>
Fri, 16 Sep 2011 21:52:25 +0000 (21:52 +0000)
src/theory/Makefile.am
src/theory/example/Makefile [new file with mode: 0644]
src/theory/example/Makefile.am [new file with mode: 0644]
src/theory/example/ecdata.cpp [new file with mode: 0644]
src/theory/example/ecdata.h [new file with mode: 0644]
src/theory/example/theory_uf_tim.cpp [new file with mode: 0644]
src/theory/example/theory_uf_tim.h [new file with mode: 0644]

index 6e8734b4dba848977178e6b953de5da6c254f53e..c1a77d988d35b1c7fac5c6660d9550a48f340261 100644 (file)
@@ -4,6 +4,7 @@ AM_CPPFLAGS = \
 AM_CXXFLAGS = -Wall -Wno-unknown-pragmas $(FLAG_VISIBILITY_HIDDEN)
 
 SUBDIRS = builtin booleans uf arith arrays bv datatypes
+DIST_SUBDIRS = $(SUBDIRS) example
 
 noinst_LTLIBRARIES = libtheory.la
 
diff --git a/src/theory/example/Makefile b/src/theory/example/Makefile
new file mode 100644 (file)
index 0000000..be6721f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,4 @@
+topdir = ../../..
+srcdir = src/theory/example
+
+include $(topdir)/Makefile.subdir
diff --git a/src/theory/example/Makefile.am b/src/theory/example/Makefile.am
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4d08f7a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,14 @@
+AM_CPPFLAGS = \
+       -D__BUILDING_CVC4LIB \
+       -I@srcdir@/../../include -I@srcdir@/../.. -I@builddir@/../..
+AM_CXXFLAGS = -Wall -Wno-unknown-pragmas $(FLAG_VISIBILITY_HIDDEN)
+
+noinst_LTLIBRARIES = libexample.la
+
+libexample_la_SOURCES = \
+       ecdata.h \
+       ecdata.cpp \
+       theory_uf_tim.h \
+       theory_uf_tim.cpp
+
+EXTRA_DIST =
diff --git a/src/theory/example/ecdata.cpp b/src/theory/example/ecdata.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..52a110f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,105 @@
+/*********************                                                        */
+/*! \file ecdata.cpp
+ ** \verbatim
+ ** Original author: taking
+ ** Major contributors: mdeters
+ ** Minor contributors (to current version): none
+ ** This file is part of the CVC4 prototype.
+ ** Copyright (c) 2009, 2010  The Analysis of Computer Systems Group (ACSys)
+ ** Courant Institute of Mathematical Sciences
+ ** New York University
+ ** See the file COPYING in the top-level source directory for licensing
+ ** information.\endverbatim
+ **
+ ** \brief Implementation of equivalence class data for UF theory.
+ **
+ ** Implementation of equivalence class data for UF theory.  This is a
+ ** context-dependent object.
+ **/
+
+#include "theory/uf/tim/ecdata.h"
+
+using namespace CVC4;
+using namespace CVC4::context;
+using namespace CVC4::theory;
+using namespace CVC4::theory::uf;
+using namespace CVC4::theory::uf::tim;
+
+ECData::ECData(Context * context, TNode n) :
+  ContextObj(context),
+  d_find(this),
+  d_rep(n),
+  d_watchListSize(0),
+  d_first(NULL),
+  d_last(NULL) {
+}
+
+bool ECData::isClassRep() {
+  return this == this->d_find;
+}
+
+void ECData::addPredecessor(TNode n) {
+  Assert(isClassRep());
+
+  makeCurrent();
+
+  Link * newPred = new(getCMM()) Link(getContext(), n, d_first);
+  d_first = newPred;
+  if(d_last == NULL) {
+    d_last = newPred;
+  }
+
+  ++d_watchListSize;
+}
+
+ContextObj* ECData::save(ContextMemoryManager* pCMM) {
+  return new(pCMM) ECData(*this);
+}
+
+void ECData::restore(ContextObj* pContextObj) {
+  ECData* data = (ECData*)pContextObj;
+  d_find = data->d_find;
+  d_first = data->d_first;
+  d_last = data->d_last;
+  d_rep = data->d_rep;
+  d_watchListSize = data->d_watchListSize;
+}
+
+Node ECData::getRep() {
+  return d_rep;
+}
+
+unsigned ECData::getWatchListSize() {
+  return d_watchListSize;
+}
+
+void ECData::setFind(ECData * ec) {
+  makeCurrent();
+  d_find = ec;
+}
+
+ECData* ECData::getFind() {
+  return d_find;
+}
+
+Link* ECData::getFirst() {
+  return d_first;
+}
+
+void ECData::takeOverDescendantWatchList(ECData* nslave, ECData* nmaster) {
+  Assert(nslave != nmaster);
+  Assert(nslave->getFind() == nmaster);
+
+  nmaster->makeCurrent();
+
+  nmaster->d_watchListSize += nslave->d_watchListSize;
+
+  if(nmaster->d_first == NULL) {
+    nmaster->d_first = nslave->d_first;
+    nmaster->d_last = nslave->d_last;
+  } else if(nslave->d_first != NULL) {
+    Link* currLast = nmaster->d_last;
+    currLast->d_next = nslave->d_first;
+    nmaster->d_last = nslave->d_last;
+  }
+}
diff --git a/src/theory/example/ecdata.h b/src/theory/example/ecdata.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5e72f00
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,261 @@
+/*********************                                                        */
+/*! \file ecdata.h
+ ** \verbatim
+ ** Original author: taking
+ ** Major contributors: mdeters
+ ** Minor contributors (to current version): none
+ ** This file is part of the CVC4 prototype.
+ ** Copyright (c) 2009, 2010  The Analysis of Computer Systems Group (ACSys)
+ ** Courant Institute of Mathematical Sciences
+ ** New York University
+ ** See the file COPYING in the top-level source directory for licensing
+ ** information.\endverbatim
+ **
+ ** \brief Context dependent equivalence class datastructure for nodes.
+ **
+ ** Context dependent equivalence class datastructure for nodes.
+ ** Currently keeps a context dependent watch list.
+ **/
+
+#include "cvc4_private.h"
+
+#ifndef __CVC4__THEORY__UF__TIM__ECDATA_H
+#define __CVC4__THEORY__UF__TIM__ECDATA_H
+
+#include "expr/node.h"
+#include "context/context.h"
+#include "context/cdo.h"
+#include "context/context_mm.h"
+
+namespace CVC4 {
+namespace theory {
+namespace uf {
+namespace tim {
+
+/**
+ * Link is a context dependent linked list of nodes.
+ * Link is intended to be allocated in a Context's memory manager.
+ * The next pointer of the list is context dependent, but the node being
+ * pointed to is fixed for the life of the Link.
+ *
+ * Clients of Link are intended not to modify the node that is being pointed
+ * to in good faith.  This may change in the future.
+ */
+struct Link {
+  /**
+   * Pointer to the next element in linked list.
+   * This is context dependent. 
+   */
+  context::CDO<Link*> d_next;
+
+  /**
+   * Link is supposed to be allocated in a region of a
+   * ContextMemoryManager.  In order to avoid having to decrement the
+   * ref count at deletion time, it is preferrable for the user of
+   * Link to maintain the invariant that data will survival for the
+   * entire scope of the TNode.
+   */
+  TNode d_data;
+
+  /**
+   * Creates a new Link w.r.t. a context for the node n.
+   * An optional parameter is to specify the next element in the link.
+   */
+  Link(context::Context* context, TNode n, Link* l = NULL) :
+    d_next(true, context, l),
+    d_data(n) {
+    Debug("context") << "Link: " << this
+                     << " so cdo is " << &d_next << std::endl;
+  }
+
+  /**
+   * Allocates a new Link in the region for the provided ContextMemoryManager.
+   * This allows for cheap cleanup on pop.
+   */
+  static void* operator new(size_t size, context::ContextMemoryManager* pCMM) {
+    return pCMM->newData(size);
+  }
+
+private:
+
+  /**
+   * The destructor isn't actually defined.  This declaration keeps
+   * the compiler from creating (wastefully) a default definition, and
+   * ensures that we get a link error if someone uses Link in a way
+   * that requires destruction.  Objects of class Link should always
+   * be allocated in a ContextMemoryManager, which doesn't call
+   * destructors.
+   */
+  ~Link() throw();
+
+  /**
+   * Just like the destructor, this is not defined.  This ensures no
+   * one tries to create a Link on the heap.
+   */
+  static void* operator new(size_t size);
+
+};/* struct Link */
+
+
+/**
+ * ECData is a equivalence class object that is context dependent.
+ * It is developed in order to support the congruence closure algorithm
+ * in TheoryUF, and is not intended to be used outside of that package.
+ *
+ * ECData maintains:
+ * - find pointer for the equivalence class (disjoint set forest)
+ * - the node that represents the equivalence class.
+ * - maintains a predecessorlist/watchlist
+ *
+ * ECData does not have support for the canonical find and union operators
+ * for disjoint set forests.  Instead it only provides access to the find
+ * pointer. The implementation of find is ccFind in TheoryUF.
+ * union is broken into 2 phases:
+ *  1) setting the find point with setFind
+ *  2) taking over the watch list of the other node.
+ * This is a technical requirement for the implementation of TheoryUF.
+ * (See ccUnion in TheoryUF for more information.)
+ *
+ * The intended paradigm for iterating over the watch list of ec is:
+ *      for(Link* i = ec->getFirst(); i != NULL; i = i->next );
+ *
+ * See also ECAttr() in theory_uf.h, and theory_uf.cpp where the codde that uses
+ * ECData lives.
+ */
+class ECData : public context::ContextObj {
+private:
+  /**
+   * This is the standard disjoint set forest find pointer.
+   *
+   * Why an ECData pointer instead of a node?
+   * This was chosen to be a ECData pointer in order to shortcut at least one
+   * table every time the find pointer is examined.
+   */
+  ECData* d_find;
+
+  /**
+   * This is pointer back to the node that represents this equivalence class.
+   *
+   * The following invariant should be maintained:
+   *  (n.getAttribute(ECAttr()))->rep == n
+   * i.e. rep is equal to the node that maps to the ECData using ECAttr.
+   *
+   * Tricky part: This needs to be a TNode, not a Node.
+   * Suppose that rep were a hard link.
+   * When a node n maps to an ECData via the ECAttr() there will be a hard
+   * link back to n in the ECData. The attribute does not do garbage collection
+   * until the node gets garbage collected, which does not happen until its
+   * ref count drops to 0. So because of this cycle neither the node and
+   * the ECData will never get garbage collected.
+   * So this needs to be a soft link.
+   */
+  TNode d_rep;
+
+  // Watch list data structures follow
+
+  /**
+   * Maintains watch list size for more efficient merging.
+   */
+  unsigned d_watchListSize;
+
+  /**
+   * Pointer to the beginning of the watchlist.
+   * This value is NULL iff the watch list is empty.
+   */
+  Link* d_first;
+
+  /**
+   * Pointer to the end of the watch-list.
+   * This is maintained in order to constant time list merging.
+   * (This does not give any asymptotic improve as this is currently always
+   * preceeded by an O(|watchlist|) operation.)
+   * This value is NULL iff the watch list is empty.
+   */
+  Link* d_last;
+
+  /** Context-dependent operation: save this ECData */
+  context::ContextObj* save(context::ContextMemoryManager* pCMM);
+
+  /** Context-dependent operation: restore this ECData */
+  void restore(context::ContextObj* pContextObj);
+
+public:
+  /**
+   * Returns true if this ECData object is the current representative of
+   * the equivalence class.
+   */
+  bool isClassRep();
+
+  /**
+   * Adds a node to the watch list of the equivalence class.  Does
+   * context-dependent memory allocation in the Context with which
+   * this ECData was created.
+   *
+   * @param n the node to be added.
+   * @pre isClassRep() == true
+   */
+  void addPredecessor(TNode n);
+
+  /**
+   * Creates a EQ with the representative n
+   * @param context the context to associate with this ecdata.
+   *   This is required as ECData is context dependent
+   * @param n the node that corresponds to this ECData
+   */
+  ECData(context::Context* context, TNode n);
+
+  /** Destructor for ECDatas */
+  ~ECData() {
+    Debug("ufgc") << "Calling ECData destructor" << std::endl;
+    destroy();
+  }
+
+  /**
+   * An ECData takes over the watch list of another ECData.
+   * This is the second step in the union operator for ECData.
+   * This should be called after nslave->setFind(nmaster);
+   * After this is done nslave's watch list should never be accessed by
+   * getLast() or getFirst()
+   */
+  static void takeOverDescendantWatchList(ECData * nslave, ECData * nmaster);
+
+  /**
+   * Returns the representative of this ECData.
+   */
+  Node getRep();
+
+  /**
+   * Returns the size of the equivalence class.
+   */
+  unsigned getWatchListSize();
+
+  /**
+   * Returns a pointer the first member of the watch list.
+   */
+  Link* getFirst();
+
+
+  /**
+   * Returns the find pointer of the ECData.
+   * If isClassRep(), then getFind() == this
+   */
+  ECData* getFind();
+
+  /**
+   * Sets the find pointer of the equivalence class to be another ECData object.
+   *
+   * @pre isClassRep() == true
+   * @pre ec->isClassRep() == true
+   * @post isClassRep() == false
+   * @post ec->isClassRep() == true
+   */
+  void setFind(ECData * ec);
+
+};/* class ECData */
+
+}/* CVC4::theory::uf::tim namespace */
+}/* CVC4::theory::uf namespace */
+}/* CVC4::theory namespace */
+}/* CVC4 namespace */
+
+#endif /* __CVC4__THEORY__UF__TIM__ECDATA_H */
diff --git a/src/theory/example/theory_uf_tim.cpp b/src/theory/example/theory_uf_tim.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ae37dfe
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,325 @@
+/*********************                                                        */
+/*! \file theory_uf_tim.cpp
+ ** \verbatim
+ ** Original author: taking
+ ** Major contributors: mdeters
+ ** Minor contributors (to current version): dejan
+ ** This file is part of the CVC4 prototype.
+ ** Copyright (c) 2009, 2010  The Analysis of Computer Systems Group (ACSys)
+ ** Courant Institute of Mathematical Sciences
+ ** New York University
+ ** See the file COPYING in the top-level source directory for licensing
+ ** information.\endverbatim
+ **
+ ** \brief Implementation of the theory of uninterpreted functions.
+ **
+ ** Implementation of the theory of uninterpreted functions.
+ **/
+
+#include "theory/uf/tim/theory_uf_tim.h"
+#include "theory/uf/tim/ecdata.h"
+#include "expr/kind.h"
+
+using namespace CVC4;
+using namespace CVC4::kind;
+using namespace CVC4::context;
+using namespace CVC4::theory;
+using namespace CVC4::theory::uf;
+using namespace CVC4::theory::uf::tim;
+
+TheoryUFTim::TheoryUFTim(Context* c, OutputChannel& out, Valuation valuation) :
+  TheoryUF(c, out, valuation),
+  d_assertions(c),
+  d_pending(c),
+  d_currentPendingIdx(c,0),
+  d_disequality(c),
+  d_registered(c) {
+  Warning() << "NOTE:" << std::endl
+            << "NOTE: currently the 'Tim' UF solver is broken," << std::endl
+            << "NOTE: since its registerTerm() function is never" << std::endl
+            << "NOTE: called." << std::endl
+            << "NOTE:" << std::endl;
+}
+
+TheoryUFTim::~TheoryUFTim() {
+}
+
+void TheoryUFTim::preRegisterTerm(TNode n) {
+  Debug("uf") << "uf: begin preRegisterTerm(" << n << ")" << std::endl;
+  Debug("uf") << "uf: end preRegisterTerm(" << n << ")" << std::endl;
+}
+
+void TheoryUFTim::registerTerm(TNode n) {
+
+  Debug("uf") << "uf: begin registerTerm(" << n << ")" << std::endl;
+
+  d_registered.push_back(n);
+
+  ECData* ecN;
+
+  if(n.getAttribute(ECAttr(), ecN)) {
+    /* registerTerm(n) is only called when a node has not been seen in the
+     * current context.  ECAttr() is not a context-dependent attribute.
+     * When n.hasAttribute(ECAttr(),...) is true on a registerTerm(n) call,
+     * then it must be the case that this attribute was created in a previous
+     * and no longer valid context. Because of this we have to reregister the
+     * predecessors lists.
+     * Also we do not have to worry about duplicates because all of the Link*
+     * setup before are removed when the context n was setup in was popped out
+     * of. All we are going to do here are sanity checks.
+     */
+
+    /*
+     * Consider the following chain of events:
+     * 1) registerTerm(n) is called on node n where n : f(m) in context level X,
+     * 2) A new ECData is created on the heap, ecN,
+     * 3) n is added to the predessecor list of m in context level X,
+     * 4) We pop out of X,
+     * 5) n is removed from the predessecor list of m because this is context
+     *    dependent, the Link* will be destroyed and pointers to the Link
+     *    structs in the ECData objects will be updated.
+     * 6) registerTerm(n) is called on node n in context level Y,
+     * 7) If n.hasAttribute(ECAttr(), &ecN), then ecN is still around,
+     *    but the predecessor list is not
+     *
+     * The above assumes that the code is working correctly.
+     */
+    Assert(ecN->getFirst() == NULL,
+           "Equivalence class data exists for the node being registered.  "
+           "Expected getFirst() == NULL.  "
+           "This data is either already in use or was not properly maintained "
+           "during backtracking");
+    /*Assert(ecN->getLast() == NULL,
+           "Equivalence class data exists for the node being registered.  "
+           "Expected getLast() == NULL.  "
+           "This data is either already in use or was not properly maintained "
+           "during backtracking.");*/
+    Assert(ecN->isClassRep(),
+           "Equivalence class data exists for the node being registered.  "
+           "Expected isClassRep() to be true.  "
+           "This data is either already in use or was not properly maintained "
+           "during backtracking");
+    Assert(ecN->getWatchListSize() == 0,
+           "Equivalence class data exists for the node being registered.  "
+           "Expected getWatchListSize() == 0.  "
+           "This data is either already in use or was not properly maintained "
+           "during backtracking");
+  } else {
+    //The attribute does not exist, so it is created and set
+    ecN = new (true) ECData(getContext(), n);
+    n.setAttribute(ECAttr(), ecN);
+  }
+
+  /* If the node is an APPLY_UF, we need to add it to the predecessor list
+   * of its children.
+   */
+  if(n.getKind() == APPLY_UF) {
+    TNode::iterator cIter = n.begin();
+
+    for(; cIter != n.end(); ++cIter) {
+      TNode child = *cIter;
+
+      /* Because this can be called after nodes have been merged, we need
+       * to lookup the representative in the UnionFind datastructure.
+       */
+      ECData* ecChild = ccFind(child.getAttribute(ECAttr()));
+
+      /* Because this can be called after nodes have been merged we may need
+       * to be merged with other predecessors of the equivalence class.
+       */
+      for(Link* Px = ecChild->getFirst(); Px != NULL; Px = Px->d_next ) {
+        if(equiv(n, Px->d_data)) {
+          Node pend = n.eqNode(Px->d_data);
+          d_pending.push_back(pend);
+        }
+      }
+
+      ecChild->addPredecessor(n);
+    }
+  }
+  Debug("uf") << "uf: end registerTerm(" << n << ")" << std::endl;
+
+}
+
+bool TheoryUFTim::sameCongruenceClass(TNode x, TNode y) {
+  return
+    ccFind(x.getAttribute(ECAttr())) ==
+    ccFind(y.getAttribute(ECAttr()));
+}
+
+bool TheoryUFTim::equiv(TNode x, TNode y) {
+  Assert(x.getKind() == kind::APPLY_UF);
+  Assert(y.getKind() == kind::APPLY_UF);
+
+  if(x.getNumChildren() != y.getNumChildren()) {
+    return false;
+  }
+
+  if(x.getOperator() != y.getOperator()) {
+    return false;
+  }
+
+  // intentionally don't look at operator
+
+  TNode::iterator xIter = x.begin();
+  TNode::iterator yIter = y.begin();
+
+  while(xIter != x.end()) {
+
+    if(!sameCongruenceClass(*xIter, *yIter)) {
+      return false;
+    }
+
+    ++xIter;
+    ++yIter;
+  }
+  return true;
+}
+
+/* This is a very basic, but *obviously correct* find implementation
+ * of the classic find algorithm.
+ * TODO after we have done some more testing:
+ * 1) Add path compression.  This is dependent on changes to ccUnion as
+ *    many better algorithms use eager path compression.
+ * 2) Elminate recursion.
+ */
+ECData* TheoryUFTim::ccFind(ECData * x) {
+  if(x->getFind() == x) {
+    return x;
+  } else {
+    return ccFind(x->getFind());
+  }
+  /* Slightly better Find w/ path compression and no recursion*/
+  /*
+    ECData* start;
+    ECData* next = x;
+    while(x != x->getFind()) x=x->getRep();
+    while( (start = next) != x) {
+      next = start->getFind();
+      start->setFind(x);
+    }
+    return x;
+  */
+}
+
+void TheoryUFTim::ccUnion(ECData* ecX, ECData* ecY) {
+  ECData* nslave;
+  ECData* nmaster;
+
+  if(ecX->getWatchListSize() <= ecY->getWatchListSize()) {
+    nslave = ecX;
+    nmaster = ecY;
+  } else {
+    nslave = ecY;
+    nmaster = ecX;
+  }
+
+  nslave->setFind(nmaster);
+
+  for(Link* Px = nmaster->getFirst(); Px != NULL; Px = Px->d_next ) {
+    for(Link* Py = nslave->getFirst(); Py != NULL; Py = Py->d_next ) {
+      if(equiv(Px->d_data,Py->d_data)) {
+        Node pendingEq = (Px->d_data).eqNode(Py->d_data);
+        d_pending.push_back(pendingEq);
+      }
+    }
+  }
+
+  ECData::takeOverDescendantWatchList(nslave, nmaster);
+}
+
+void TheoryUFTim::merge() {
+  while(d_currentPendingIdx < d_pending.size() ) {
+    Node assertion = d_pending[d_currentPendingIdx];
+    d_currentPendingIdx = d_currentPendingIdx + 1;
+
+    TNode x = assertion[0];
+    TNode y = assertion[1];
+
+    ECData* tmpX = x.getAttribute(ECAttr());
+    ECData* tmpY = y.getAttribute(ECAttr());
+
+    ECData* ecX = ccFind(tmpX);
+    ECData* ecY = ccFind(tmpY);
+    if(ecX == ecY)
+      continue;
+
+    Debug("uf") << "merging equivalence classes for " << std::endl;
+    Debug("uf") << "left equivalence class :" << (ecX->getRep()) << std::endl;
+    Debug("uf") << "right equivalence class :" << (ecY->getRep()) << std::endl;
+    Debug("uf") << std::endl;
+
+    ccUnion(ecX, ecY);
+  }
+}
+
+Node TheoryUFTim::constructConflict(TNode diseq) {
+  Debug("uf") << "uf: begin constructConflict()" << std::endl;
+
+  NodeBuilder<> nb(kind::AND);
+  nb << diseq;
+  for(unsigned i = 0; i < d_assertions.size(); ++i) {
+    nb << d_assertions[i];
+  }
+
+  Assert(nb.getNumChildren() > 0);
+  Node conflict = nb.getNumChildren() == 1 ? nb[0] : nb;
+
+  Debug("uf") << "conflict constructed : " << conflict << std::endl;
+
+  Debug("uf") << "uf: ending constructConflict()" << std::endl;
+
+  return conflict;
+}
+
+void TheoryUFTim::check(Effort level) {
+
+  Debug("uf") << "uf: begin check(" << level << ")" << std::endl;
+
+  while(!done()) {
+    Node assertion = get();
+    Debug("uf") << "TheoryUFTim::check(): " << assertion << std::endl;
+
+    switch(assertion.getKind()) {
+    case EQUAL:
+      d_assertions.push_back(assertion);
+      d_pending.push_back(assertion);
+      merge();
+      break;
+    case NOT:
+      Assert(assertion[0].getKind() == EQUAL,
+             "predicates not supported in this UF implementation");
+      d_disequality.push_back(assertion[0]);
+      break;
+    case APPLY_UF:
+      Unhandled("predicates not supported in this UF implementation");
+    default:
+      Unhandled(assertion.getKind());
+    }
+
+    Debug("uf") << "TheoryUFTim::check(): done = " << (done() ? "true" : "false") << std::endl;
+  }
+
+  //Make sure all outstanding merges are completed.
+  if(d_currentPendingIdx < d_pending.size()) {
+    merge();
+  }
+
+  if(standardEffortOrMore(level)) {
+    for(CDList<Node>::const_iterator diseqIter = d_disequality.begin();
+        diseqIter != d_disequality.end();
+        ++diseqIter) {
+
+      TNode left  = (*diseqIter)[0];
+      TNode right = (*diseqIter)[1];
+      if(sameCongruenceClass(left, right)) {
+        Node remakeNeq = (*diseqIter).notNode();
+        Node conflict = constructConflict(remakeNeq);
+        d_out->conflict(conflict, false);
+        return;
+      }
+    }
+  }
+
+  Debug("uf") << "uf: end check(" << level << ")" << std::endl;
+}
diff --git a/src/theory/example/theory_uf_tim.h b/src/theory/example/theory_uf_tim.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..70c6072
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,225 @@
+/*********************                                                        */
+/*! \file theory_uf_tim.h
+ ** \verbatim
+ ** Original author: taking
+ ** Major contributors: mdeters
+ ** Minor contributors (to current version): none
+ ** This file is part of the CVC4 prototype.
+ ** Copyright (c) 2009, 2010  The Analysis of Computer Systems Group (ACSys)
+ ** Courant Institute of Mathematical Sciences
+ ** New York University
+ ** See the file COPYING in the top-level source directory for licensing
+ ** information.\endverbatim
+ **
+ ** \brief This is a basic implementation of the Theory of Uninterpreted Functions
+ ** with Equality.
+ **
+ ** This is a basic implementation of the Theory of Uninterpreted Functions
+ ** with Equality.  It is based on the Nelson-Oppen algorithm given in
+ ** "Fast Decision Procedures Based on Congruence Closure"
+ **  (http://portal.acm.org/ft_gateway.cfm?id=322198&type=pdf)
+ ** This has been extended to work in a context-dependent way.
+ ** This interacts heavily with the data-structures given in ecdata.h .
+ **/
+
+#include "cvc4_private.h"
+
+#ifndef __CVC4__THEORY__UF__TIM__THEORY_UF_TIM_H
+#define __CVC4__THEORY__UF__TIM__THEORY_UF_TIM_H
+
+#include "expr/node.h"
+#include "expr/attribute.h"
+
+#include "theory/theory.h"
+
+#include "context/context.h"
+#include "context/cdo.h"
+#include "context/cdlist.h"
+#include "theory/uf/theory_uf.h"
+#include "theory/uf/tim/ecdata.h"
+
+namespace CVC4 {
+namespace theory {
+namespace uf {
+namespace tim {
+
+class TheoryUFTim : public TheoryUF {
+
+private:
+
+  /**
+   * List of all of the non-negated literals from the assertion queue.
+   * This is used only for conflict generation.
+   * This differs from pending as the program generates new equalities that
+   * are not in this list.
+   * This will probably be phased out in future version.
+   */
+  context::CDList<Node> d_assertions;
+
+  /**
+   * List of pending equivalence class merges.
+   *
+   * Tricky part:
+   * Must keep a hard link because new equality terms are created and appended
+   * to this list.
+   */
+  context::CDList<Node> d_pending;
+
+  /** Index of the next pending equality to merge. */
+  context::CDO<unsigned> d_currentPendingIdx;
+
+  /** List of all disequalities this theory has seen. */
+  context::CDList<Node> d_disequality;
+
+  /**
+   * List of all of the terms that are registered in the current context.
+   * When registerTerm is called on a term we want to guarentee that there
+   * is a hard link to the term for the duration of the context in which
+   * register term is called.
+   * This invariant is enough for us to use soft links where we want is the
+   * current implementation as well as making ECAttr() not context dependent.
+   * Soft links used both in ECData, and Link.
+   */
+  context::CDList<Node> d_registered;
+
+public:
+
+  /** Constructs a new instance of TheoryUF w.r.t. the provided context.*/
+  TheoryUFTim(context::Context* c, OutputChannel& out, Valuation valuation);
+
+  /** Destructor for the TheoryUF object. */
+  ~TheoryUFTim();
+
+  /**
+   * Registers a previously unseen [in this context] node n.
+   * For TheoryUF, this sets up and maintains invaraints about
+   * equivalence class data-structures.
+   *
+   * Overloads a void registerTerm(TNode n); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  void registerTerm(TNode n);
+
+  /**
+   * Currently this does nothing.
+   *
+   * Overloads a void preRegisterTerm(TNode n); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  void preRegisterTerm(TNode n);
+
+  /**
+   * Checks whether the set of literals provided to the theory is consistent.
+   *
+   * If this is called at any effort level, it computes the congruence closure
+   * of all of the positive literals in the context.
+   *
+   * If this is called at full effort it checks if any of the negative literals
+   * are inconsistent with the congruence closure.
+   *
+   * Overloads  void check(Effort level); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  void check(Effort level);
+
+  void presolve() {
+    // do nothing
+  }
+
+  /**
+   * Propagates theory literals. Currently does nothing.
+   *
+   * Overloads void propagate(Effort level); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  void propagate(Effort level) {}
+
+  /**
+   * Explains a previously reported conflict. Currently does nothing.
+   *
+   * Overloads void explain(TNode n, Effort level); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  void explain(TNode n) {}
+
+  /**
+   * Get a theory value.
+   *
+   * Overloads Node getValue(TNode n); from theory.h.
+   * See theory/theory.h for more information about this method.
+   */
+  Node getValue(TNode n) {
+    Unimplemented("TheoryUFTim doesn't support model generation");
+  }
+
+  std::string identify() const { return std::string("TheoryUFTim"); }
+
+private:
+  /**
+   * Checks whether 2 nodes are already in the same equivalence class tree.
+   * This should only be used internally, and it should only be called when
+   * the only thing done with the equivalence classes is an equality check.
+   *
+   * @returns true iff ccFind(x) == ccFind(y);
+   */
+  bool sameCongruenceClass(TNode x, TNode y);
+
+  /**
+   * Checks whether Node x and Node y are currently congruent
+   * using the equivalence class data structures.
+   * @returns true iff
+   *    |x| = n = |y| and
+   *    x.getOperator() == y.getOperator() and
+   *    forall 1 <= i < n : ccFind(x[i]) == ccFind(y[i])
+   */
+  bool equiv(TNode x, TNode y);
+
+  /**
+   * Merges 2 equivalence classes, checks wether any predecessors need to
+   * be set equal to complete congruence closure.
+   * The class with the smaller class size will be merged.
+   * @pre ecX->isClassRep()
+   * @pre ecY->isClassRep()
+   */
+  void ccUnion(ECData* ecX, ECData* ecY);
+
+  /**
+   * Returns the representative of the equivalence class.
+   * May modify the find pointers associated with equivalence classes.
+   */
+  ECData* ccFind(ECData* x);
+
+  /** Performs Congruence Closure to reflect the new additions to d_pending. */
+  void merge();
+
+  /** Constructs a conflict from an inconsistent disequality. */
+  Node constructConflict(TNode diseq);
+
+};/* class TheoryUFTim */
+
+
+/**
+ * Cleanup function for ECData. This will be used for called whenever
+ * a ECAttr is being destructed.
+ */
+struct ECCleanupStrategy {
+  static void cleanup(ECData* ec) {
+    Debug("ufgc") << "cleaning up ECData " << ec << "\n";
+    ec->deleteSelf();
+  }
+};/* struct ECCleanupStrategy */
+
+/** Unique name to use for constructing ECAttr. */
+struct ECAttrTag {};
+
+/**
+ * ECAttr is the attribute that maps a node to an equivalence class.
+ */
+typedef expr::Attribute<ECAttrTag, ECData*, ECCleanupStrategy> ECAttr;
+
+}/* CVC4::theory::uf::tim namespace */
+}/* CVC4::theory::uf namespace */
+}/* CVC4::theory namespace */
+}/* CVC4 namespace */
+
+#endif /* __CVC4__THEORY__UF__TIM__THEORY_UF_TIM_H */