src/sn-count-markov.c

   1 /**
   2  * libsortnetwork - src/sn-count-markov.c
   3  * Copyright (C) 2008-2011  Florian octo Forster
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
   7  * Free Software Foundation; only version 2 of the License is applicable.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  15  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  16  * 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
  17  *
  18  * Authors:
  19  *   Florian octo Forster <ff at octo.it>
  20  **/
  21
  22 #ifndef _ISOC99_SOURCE
  23 # define _ISOC99_SOURCE
  24 #endif
  25 #ifndef _POSIX_C_SOURCE
  26 # define _POSIX_C_SOURCE 200809L
  27 #endif
  28 #ifndef _XOPEN_SOURCE
  29 # define _XOPEN_SOURCE 700
  30 #endif
  31
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <stdio.h>
  34 #include <stdint.h>
  35 #include <inttypes.h>
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include <unistd.h>
  39 #include <signal.h>
  40 #include <assert.h>
  41 #include <limits.h>
  42 #include <errno.h>
  43
  44 #include <glib.h>
  45
  46 #include "sn_network.h"
  47 #include "sn_random.h"
  48
  49 #if !defined(__GNUC__) || !__GNUC__
  50 # define __attribute__(x) /**/
  51 #endif
  52
  53 static int inputs_num = 16;
  54
  55 static char *initial_input_file = NULL;
  56
  57 static GTree *all_networks = NULL;
  58 static uint64_t cycles_num = 0;
  59
  60 static _Bool do_loop = 1;
  61 static uint64_t max_iterations = 0;
  62
  63 static void sigint_handler (int signal __attribute__((unused)))
  64 {
  65   do_loop = 0;
  66 } /* void sigint_handler */
  67
  68 static gint compare_hashval (gconstpointer p0, gconstpointer p1) /* {{{ */
  69 {
  70   const uint64_t *i0 = (gconstpointer) p0;
  71   const uint64_t *i1 = (gconstpointer) p1;
  72
  73   if ((*i0) < (*i1))
  74     return (-1);
  75   else if ((*i0) > (*i1))
  76     return (1);
  77   else
  78     return (0);
  79 } /* }}} gint account_network_compare */
  80
  81 static int account_network (const sn_network_t *n, uint64_t iteration) /* {{{ */
  82 {
  83   uint64_t  key;
  84   uint64_t *key_ptr;
  85   uint64_t *value_ptr;
  86
  87   if (n == NULL)
  88     return (EINVAL);
  89
  90   if (iteration == 0)
  91     printf ("# iteration cyclelength\n");
  92
  93   key = sn_network_get_hashval (n);
  94   key_ptr = &key;
  95
  96   value_ptr = (uint64_t *) g_tree_lookup (all_networks, (gconstpointer) key_ptr);
  97   if (value_ptr != NULL)
  98   {
  99     uint64_t cycle_length = iteration - (*value_ptr);
 100     printf ("%"PRIu64" %"PRIu64"\n", iteration, cycle_length);
 101
 102     cycles_num++;
 103     *value_ptr = iteration;
 104     return (0);
 105   }
 106
 107   key_ptr = malloc (sizeof (*key_ptr));
 108   if (key_ptr == NULL)
 109     return (ENOMEM);
 110   *key_ptr = key;
 111
 112   value_ptr = malloc (sizeof (*value_ptr));
 113   if (value_ptr == NULL)
 114   {
 115     free (key_ptr);
 116     return (ENOMEM);
 117   }
 118   *value_ptr = iteration;
 119
 120   g_tree_insert (all_networks, (gpointer) key_ptr, (gpointer) value_ptr);
 121   return (0);
 122 } /* }}} int account_network */
 123
 124 static void exit_usage (const char *name, int status)
 125 {
 126   printf ("Usage: %s [options]\n"
 127       "\n"
 128       "Valid options are:\n"
 129       "  -i <file>     Initial input file (REQUIRED)\n"
 130       "  -o <file>     Write the current best solution to <file>\n"
 131       "  -n <number>   Maximum number of steps (iterations) to perform\n"
 132       "  -h            Display usage information (this message)\n"
 133       "\n",
 134       name);
 135   exit (status);
 136 } /* void exit_usage */
 137
 138 int read_options (int argc, char **argv)
 139 {
 140   int option;
 141
 142   while ((option = getopt (argc, argv, "i:o:n:h")) != -1)
 143   {
 144     switch (option)
 145     {
 146       case 'i':
 147       {
 148         if (initial_input_file != NULL)
 149           free (initial_input_file);
 150         initial_input_file = strdup (optarg);
 151         break;
 152       }
 153
 154       case 'n':
 155       {
 156         errno = 0;
 157         max_iterations = (uint64_t) strtoull (optarg,
 158             /* endptr = */ NULL,
 159             /* base   = */ 0);
 160         if (errno != 0)
 161         {
 162           fprintf (stderr, "Parsing integer argument failed: %s\n",
 163               strerror (errno));
 164           exit_usage (argv[0], EXIT_FAILURE);
 165         }
 166         break;
 167       }
 168
 169       case 'h':
 170       default:
 171         exit_usage (argv[0], EXIT_SUCCESS);
 172     }
 173   }
 174
 175   return (0);
 176 } /* int read_options */
 177
 178 static sn_network_t *get_next (sn_network_t *n)
 179 {
 180   sn_network_t *nleft;
 181   sn_network_t *nright;
 182   sn_network_t *nret;
 183
 184   if (n == NULL)
 185     return (NULL);
 186
 187   nleft = sn_network_clone (n);
 188   nright = sn_network_clone (n);
 189
 190   assert (nleft != NULL);
 191   assert (nright != NULL);
 192
 193   /* combine the two parents */
 194   nret = sn_network_combine (nleft, nright);
 195
 196   sn_network_destroy (nleft);
 197   sn_network_destroy (nright);
 198
 199   /* randomly chose an input and do a min- or max-cut. */
 200   while (SN_NETWORK_INPUT_NUM (nret) > inputs_num)
 201   {
 202     int pos;
 203     enum sn_network_cut_dir_e dir;
 204
 205     pos = sn_bounded_random (0, SN_NETWORK_INPUT_NUM (nret) - 1);
 206     dir = (sn_bounded_random (0, 1) == 0) ? DIR_MIN : DIR_MAX;
 207
 208     assert ((pos >= 0) && (pos < SN_NETWORK_INPUT_NUM (nret)));
 209
 210     sn_network_cut_at (nret, pos, dir);
 211   }
 212
 213   /* Make sure one network is always represented in the same way. */
 214   sn_network_unify (nret);
 215
 216   assert (SN_NETWORK_INPUT_NUM (nret) == inputs_num);
 217   return (nret);
 218 } /* sn_network_t *get_next */
 219
 220 static void random_walk (sn_network_t *n)
 221 {
 222   uint64_t iteration_counter = 0;
 223
 224   while (do_loop)
 225   {
 226     sn_network_t *next = get_next (n);
 227
 228     if (next == NULL)
 229     {
 230       fprintf (stderr, "get_next() failed.\n");
 231       return;
 232     }
 233
 234     account_network (next, iteration_counter);
 235
 236     sn_network_destroy (n);
 237     n = next;
 238     iteration_counter++;
 239
 240     if ((max_iterations > 0) && (iteration_counter >= max_iterations))
 241       break;
 242   } /* while (do_loop) */
 243
 244   sn_network_destroy (n);
 245
 246   printf ("# Exiting after %"PRIu64" iterations.\n", iteration_counter);
 247 } /* void random_walk */
 248
 249 int main (int argc, char **argv)
 250 {
 251   sn_network_t *start_network;
 252
 253   struct sigaction sigint_action;
 254   struct sigaction sigterm_action;
 255
 256   read_options (argc, argv);
 257   if (initial_input_file == NULL)
 258     exit_usage (argv[0], EXIT_FAILURE);
 259
 260   memset (&sigint_action, '\0', sizeof (sigint_action));
 261   sigint_action.sa_handler = sigint_handler;
 262   sigaction (SIGINT, &sigint_action, NULL);
 263
 264   memset (&sigterm_action, '\0', sizeof (sigterm_action));
 265   sigterm_action.sa_handler = sigint_handler;
 266   sigaction (SIGTERM, &sigterm_action, NULL);
 267
 268   all_networks = g_tree_new (compare_hashval);
 269   if (all_networks == NULL)
 270   {
 271     fprintf (stderr, "g_tree_new() failed.\n");
 272     exit (EXIT_FAILURE);
 273   }
 274
 275   start_network = sn_network_read_file (initial_input_file);
 276   if (start_network == NULL)
 277   {
 278     printf ("start_network == NULL\n");
 279     exit (EXIT_FAILURE);
 280   }
 281
 282   inputs_num = SN_NETWORK_INPUT_NUM(start_network);
 283
 284   random_walk (start_network);
 285   start_network = NULL;
 286
 287   printf ("# %"PRIu64" cycles were detected.\n", cycles_num);
 288
 289   exit (EXIT_SUCCESS);
 290   return (0);
 291 } /* int main */
 292
 293 /* vim: set shiftwidth=2 softtabstop=2 fdm=marker : */