SPIN(simple promela interpreter)入門

SPIN(simple promela interpreter)は、Promela(process meta language)システムです。

４日で学ぶモデル検査　初級編
https://www.amazon.co.jp/dp/4860431197/
![519WB8K75ML._SX352_BO1,204,203,200_.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/51423/09716aec-db5d-e172-07f9-a554e0d1af1f.jpeg)

モデル検査 初級編―基礎から実践まで4日で学べる (CVS教程)
https://www.amazon.co.jp/dp/4764955059/
![41IXKItcipL._SX348_BO1,204,203,200_.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/51423/ae1ce2be-3272-4d32-7907-476775efe9cc.jpeg)

NuSMVとSPINで記述している。

# 導入
```shell
brew install spin
Updating Homebrew...
==> Auto-updated Homebrew!

** snip **

==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/spin-6.4.8.high_sierra.bottle.tar.gz
######################################################################## 100.0%
==> Pouring spin-6.4.8.high_sierra.bottle.tar.gz
🍺  /usr/local/Cellar/spin/6.4.8: 5 files, 1MB

$ brew install xspin
Updating Homebrew...
==> Auto-updated Homebrew!

** snip **

==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/xspin-5.2.5.high_sierra.bottle.tar.gz
######################################################################## 100.0%
==> Pouring xspin-5.2.5.high_sierra.bottle.tar.gz
🍺  /usr/local/Cellar/xspin/5.2.5: 3 files, 192.2KB
```
SPINインストール手順
https://qiita.com/kannkyo/items/f2cc2c763f38bcbb4392

# 例 p18

```systemalpha.pml
// systemalpha.pml
mtype ={on, off}
int a, b;
type sw;
int Na, Nb;
mtype New;

active prototype alpha(){
    a = 0;
    b = 0;
    sw = off;

    do
    ::true ->
      if
      ::(b==1) -> Na = a
      ::else ->
        if 
        ::(a==0) -> Na = 1
        ::(a==1) -> Na = 2
        ::(a==2) -> Na = 0
        fi
      fi;
      if 
      ::(a==b) -> Nb = b
      ::else ->
        if
        ::(b==0) -> Nb = 1
        ::(b==1) -> Nb = 2
        ::(b==2) -> Nb = 0
        fi
      fi;
      if
      ::(a==2&&b==2) -> Nsw = on
      ::(a==1&&b==1) -> Nsw = off
      ::else -> Nsw = sw
      fi;
      atomic {
      a = Na;
      b = Nb;
      sw = Nsw
      }
    od
}
```

```shell
$ spin systemalpha.pml 
spin: systemalpha.pml:4, Error: syntax error	saw 'an identifier' near 'type'
spin: systemalpha.pml:8, Error: syntax error	saw 'an identifier' near 'prototype'
0 processes created
```

```ltl
[](p -> <>q)
```

```shell
$ spin -f "[](p -> <>q)" systemalpha.pml
spin: systemalpha.pml.nvr:5, Error: undeclared variable: p	saw '')' = 41'
```

```shell-session
$ xspin & 
```
Run syntax check

```
Xspin Version 5.2.5 -- 17 April 2010
TclTk Version 8.5/8.5

spin -a -v pan_in
no syntax errors
```
"run LTL property parameter"

```
	/*
	 * Formula As Typed: 
	 * The Never Claim Below Corresponds
	 * To The Negated Formula !()
	 * (formalizing violations of the original)
	 */

never  {    /* !() */
accept_init:
T0_init:
	do
	:: atomic { (! (())) -> assert(!(! (()))) }
	od;
accept_all:
	skip
}
```
"Run"

```
<starting verification>
spin -a -X -N pan.ltl  pan_in
spin: pan.ltl:1, Error: syntax error	saw ''[' = 91'
spin: pan.ltl:13, Error: syntax error	saw '')' = 41'
spin: pan.ltl:13, Error: syntax error	saw '')' = 41'
spin: pan_in.nvr:2, Error: aborting (ana_stmnt)
spin: 1 error(s) - aborting
child process exited abnormally

```

```
$ spin --h
use: spin [-option] ... [-option] file
	Note: file must always be the last argument
	-A apply slicing algorithm
	-a generate a verifier in pan.c
	-B no final state details in simulations
	-b don't execute printfs in simulation
	-C print channel access info (combine with -g etc.)
	-c columnated -s -r simulation output
	-d produce symbol-table information
	-Dyyy pass -Dyyy to the preprocessor
	-Eyyy pass yyy to the preprocessor
	-e compute synchronous product of multiple never claims (modified by -L)
	-f "..formula.."  translate LTL into never claim
	-F file  like -f, but with the LTL formula stored in a 1-line file
	-g print all global variables
	-h at end of run, print value of seed for random nr generator used
	-i interactive (random simulation)
	-I show result of inlining and preprocessing
	-J reverse eval order of nested unlesses
	-jN skip the first N steps in simulation trail
	-k fname use the trailfile stored in file fname, see also -t
	-L when using -e, use strict language intersection
	-l print all local variables
	-M generate msc-flow in tcl/tk format
	-m lose msgs sent to full queues
	-N fname use never claim stored in file fname
	-nN seed for random nr generator
	-O use old scope rules (pre 5.3.0)
	-o1 turn off dataflow-optimizations in verifier
	-o2 don't hide write-only variables in verifier
	-o3 turn off statement merging in verifier
	-o4 turn on rendezvous optiomizations in verifier
	-o5 turn on case caching (reduces size of pan.m, but affects reachability reports)
	-o6 revert to the old rules for interpreting priority tags (pre version 6.2)
	-o7 revert to the old rules for semi-colon usage (pre version 6.3)
	-Pxxx use xxx for preprocessing
	-p print all statements
	-pp pretty-print (reformat) stdin, write stdout
	-qN suppress io for queue N in printouts
	-r print receive events
	-replay  replay an error trail-file found earlier
		if the model contains embedded c-code, the ./pan executable is used
		otherwise spin itself is used to replay the trailfile
		note that pan recognizes different runtime options than spin itself
	-run  (or -search) generate a verifier, and compile and run it
	      options before -search are interpreted by spin to parse the input
	      options following a -search are used to compile and run the verifier pan
		    valid options that can follow a -search argument include:
		    -bfs	perform a breadth-first search
		    -bfspar	perform a parallel breadth-first search
		    -dfspar	perform a parallel depth-first search, same as -DNCORE=4
		    -bcs	use the bounded-context-switching algorithm
		    -bitstate	or -bit, use bitstate storage
		    -biterateN,M use bitstate with iterative search refinement (-w18..-w35)
				perform N randomized runs and increment -w every M runs
				default value for N is 10, default for M is 1
				(use N,N to keep -w fixed for all runs)
				(add -w to see which commands will be executed)
				(add -W if ./pan exists and need not be recompiled)
		    -swarmN,M like -biterate, but running all iterations in parallel
		    -link file.c  link executable pan to file.c
		    -collapse	use collapse state compression
		    -noreduce	do not use partial order reduction
		    -hc  	use hash-compact storage
		    -noclaim	ignore all ltl and never claims
		    -p_permute	use process scheduling order random permutation
		    -p_rotateN	use process scheduling order rotation by N
		    -p_reverse	use process scheduling order reversal
		    -rhash      randomly pick one of the -p_... options
		    -ltl p	verify the ltl property named p
		    -safety	compile for safety properties only
		    -i	    	use the dfs iterative shortening algorithm
		    -a	    	search for acceptance cycles
		    -l	    	search for non-progress cycles
		similarly, a -D... parameter can be specified to modify the compilation
		and any valid runtime pan argument can be specified for the verification
	-S1 and -S2 separate pan source for claim and model
	-s print send events
	-T do not indent printf output
	-t[N] follow [Nth] simulation trail, see also -k
	-Uyyy pass -Uyyy to the preprocessor
	-uN stop a simulation run after N steps
	-v verbose, more warnings
	-w very verbose (when combined with -l or -g)
	-[XYZ] reserved for use by xspin interface
	-V print version number and exit
```
# 参考文献
SPINインストール手順
https://qiita.com/kannkyo/items/f2cc2c763f38bcbb4392

モデル検査SPINと統合環境jSpinとispinの導入
https://qiita.com/nt_tn/items/60752a314392140e621a

仮想環境でSpinモデル検査
https://qiita.com/tokikaze0604/items/2a167ff54e2b9576b233

Is Parallel Programming Hard, And, If So, What Can You Do About It?
https://qiita.com/yohhoy/items/bf6cd447fe4964f95d3e

プログラミング言語教育のXYZ
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/1950c5810fb5c0b07be4

SWESTまとめ
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/62e56ae151554d6200c0

<この項は書きかけです。順次追記します。>
This article is not completed. I will add some words and/or centences in order.
Este artículo no está completo. Agregaré algunas palabras en orden.

## 知人資料
' @kazuo_reve 私が効果を確認した「小川メソッド」
https://qiita.com/kazuo_reve/items/a3ea1d9171deeccc04da

' @kazuo_reve 新人の方によく展開している有益な情報
https://qiita.com/kazuo_reve/items/d1a3f0ee48e24bba38f1

' @kazuo_reve Vモデルについて勘違いしていたと思ったこと
https://qiita.com/kazuo_reve/items/46fddb094563bd9b2e1e

## 自己記事一覧
Qiitaで逆リンクを表示しなくなったような気がする。時々、スマフォで表示するとあらわることがあり、完全に削除したのではなさそう。2024年４月以降、せっせとリンクリストを作り、統計を取って確率を説明しようとしている。2025年２月末を目標にしていた。

一覧の一覧( The directory of directories of mine.) Qiita(100)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7eb0e006543886138f39

views 20,000越え自己記事一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/58e8bd6450957cdecd81

Views１万越え、もうすぐ１万記事一覧 最近いいねをいただいた216記事
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d2b805717a92459ce853

仮説（0）一覧（目標100現在40）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f000506fe1837b3590df

Qiita(0)Qiita関連記事一覧（自分）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/58db5fbf036b28e9dfa6

Error一覧 error(0)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/48b6cbc8d68eae2c42b8

C++ Support(0)　
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8720d26f762369a80514

Coding(0) Rules, C, Secure, MISRA and so on
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/400725644a8a0e90fbb0

Ethernet 記事一覧　Ethernet(0)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/88d35e99f74aefc98794

Wireshark 一覧 wireshark(0)、Ethernet(48) 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fbed841f61875c4731d0

線網（Wi-Fi）空中線(antenna)(0) 記事一覧(118/300目標)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/5e5464ac2b24bd4cd001

なぜdockerで機械学習するか 書籍・ソース一覧作成中 (目標100)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/ddd12477544bf5ba85e2

プログラムちょい替え（0）一覧:4件
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/296d87ef4bfd516bc394

言語処理100本ノックをdockerで。python覚えるのに最適。:10+12
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7e7eb7c543e0c18438c4

Python(0)記事をまとめたい。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/088c57d70ab6904ebb53

安全（0）安全工学シンポジウムに向けて: 21
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/c5d78f3def8195cb2409

プログラマによる、プログラマのための、統計(0)と確率のプログラミングとその後
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/6e9897eb641268766909

転職(0)一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f77520d378d33451d6fe

技術士(0)一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/ce4ccf4eb9c5600b89ea

Reserchmap(0) 一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/506c79e562f406c4257e

物理記事　上位100
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/66e90fe31fbe3facc6ff

量子(0) 計算機, 量子力学 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/1cd954cb0eed92879fd4

数学関連記事１００
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d8dadb49a6397e854c6d

coq(0) 一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d22f9995cf2173bc3b13

統計(0)一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/80d3b221807e53e88aba

図(0) state, sequence and timing. UML and お絵描き 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/60440a882146aeee9e8f

色(0) 記事100書く切り口 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/22331c0335ed34326b9b

品質一覧 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2b99b8e9db6d94b2e971

言語・文学記事　１００
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/42d58d5ef7fb53c407d6

医工連携関連記事一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/6ab51c12ba51bc260a82

水の資料集(0)　方針と成果
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f5dbb30087ea732b52aa

自動車　記事　１００
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f7f0b9ab36569ad409c5

通信記事１００
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/1d67de5e1cd207b05ef7

日本語（０）一欄
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7498dcfa3a9ba7fd1e68

英語(0) 一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/680e3f5cbf9430486c7d

音楽　一覧(0) 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b6e5f42bbfe3bbe40f5d

「@kazuo_reve 新人の方によく展開している有益な情報」確認一覧 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b9380888d1e5a042646b

鉄道（０）鉄道のシステム考察はてっちゃんがてつだってくれる
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/faa4ea03d91d901a618a

OSEK OS設計の基礎　OSEK(100)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7528a22a14242d2d58a3

coding (101) 一覧を作成し始めた。omake:最近のQiitaで表示しない5つの事象
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/20667f09f19598aedb68

官公庁・学校・公的団体（NPOを含む）システムの課題、官（０）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/04ee6eaf7ec13d3af4c3

「はじめての」シリーズ　 ベクタージャパン　
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/2e41634f6e21a3cf74eb

AUTOSAR(0)Qiita記事一覧, OSEK(75)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/89c07961b59a8754c869

プログラマが知っていると良い「公序良俗」
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9fe7c0dfac2fbd77a945

LaTeX(0) 一覧　
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e3f7dafacab58c499792

自動制御、制御工学一覧（０）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7767a4e19a6ae1479e6b

Rust(0) 一覧　
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/5e8bb080ba6ca0281927

programの本質は計画だ。programは設計だ。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/c8545a769c246a458c27

登壇直後版 色使い(JIS安全色) Qiita Engineer Festa 2023〜私しか得しないニッチな技術でLT〜 スライド編 0.15
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f0d3070d839f4f735b2b

プログラマが知っていると良い「公序良俗」
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9fe7c0dfac2fbd77a945

逆も真：社会人が最初に確かめるとよいこと。OSEK(69)、Ethernet(59)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/39afe4a728a31b903ddc

統計の嘘。仮説（127）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/63b48ecf258a3471c51b

自分の言葉だけで論理展開できるのが天才なら、文章の引用だけで論理展開できるのが秀才だ。仮説（136）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/97cf07b9e24f860624dd

参考文献駆動執筆(references driven writing)・デンソークリエイト編
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b27b3f58b8bf265a5cd1

「何を」よりも「誰を」。１０年後のために今見習いたい人たち
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8045978b16eb49d572b2

Qiitaの記事に３段階または５段階で到達するための方法
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/6e9298296852325adc5e

出力(output)と呼ばないで。これは状態(state)です。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/80b8b5913b2748867840

祝休日・謹賀新年 2025年の目標
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/dfa34827932f99c59bbc

Qiita 1年間をまとめた「振り返りページ」＠2024
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/ed6be239119c99b15828

2024 参加・主催Calendarと投稿記事一覧 Qiita(248)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d80b8fbac2496df7827f

主催Calendar2024分析 Qiita(254)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/15807336d583076f70bc

Calendar 統計
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e315558dcea8ee3fe43e

LLM 関連 Calendar 2024 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/c36033cf66862d5496fa

Large Language Model Related Calendar 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3beb0bc3fb71e3ae6d66

博士論文 Calendar 2024 を開催します。 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/51601357efbcaf1057d0

博士論文(0)関連記事一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8f223a760e607b705e78

coding (101) 一覧を作成し始めた。omake:最近のQiitaで表示しない5つの事象
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/20667f09f19598aedb68

あなたは「勘違いまとめ」から、勘違いだと言っていることが勘違いだといくつ見つけられますか。人間の間違い(human error(125))の種類と対策
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/ae391b77fffb098b8fb4

プログラマの「プログラムが書ける」思い込みは強みだ。３つの理由。仮説（168）統計と確率(17) , OSEK(79)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/bc5dd86e414de402ec29

出力(output)と呼ばないで。これは状態(state)です。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/80b8b5913b2748867840

これからの情報伝達手段の在り方について考えてみよう。炎上と便乗。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/71a09077ac195214f0db

ISO/IEC JTC1 SC7 Software and System Engineering
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/48b43f0f6976a078d907

アクセシビリティの知見を発信しよう！（再び）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/03457eb9ee74105ee618

統計論及確率論輪講（再び）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/590874ccfca988e85ea3

読者の心をグッと惹き寄せる7つの魔法
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b1b5e89bd5c0a211d862

「@kazuo_reve 新人の方によく展開している有益な情報」確認一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/b9380888d1e5a042646b

ソースコードで議論しよう。日本語で議論するの止めましょう（あるプログラミング技術の議論報告）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8b9811c80f3338c6c0b0

脳内コンパイラの3つの危険
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7025cf2d7bd9f276e382

心理学の本を読むよりはコンパイラ書いた方がよくね。仮説（34）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fa715732cc148e48880e

NASAを超えるつもりがあれば読んでください。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e81669f9cb53109157f6

データサイエンティストの気づき!「勉強して仕事に役立てない人。大嫌い!!」『それ自分かも?』ってなった!!! 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d85830d58d8dd7f71d07

「ぼくの好きな先生」「人がやらないことをやれ」プログラマになるまで。仮説（37）　
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/53e4bded9fe5f724b3c4

なぜ経済学徒を辞め、計算機屋になったか（経済学部入学前・入学後・卒業後対応） 転職(1)  
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/06335a1d24c099733f64    

プログラミング言語教育のXYZ。 仮説（52） 
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/1950c5810fb5c0b07be4

【24卒向け】9ヶ月後に年収１０００万円を目指す。二つの関門と三つの道。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fb5bff147193f726ad25

「【25卒向け】Qiita Career Meetup for STUDENT」予習の勧め
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/00eadb8a6e738cb6336f

大学入試不合格でも筆記試験のない大学に入って卒業できる。卒業しなくても博士になれる。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74adec99f396d64b5fd5

全世界の不登校の子供たち「博士論文」を書こう。世界子供博士論文遠隔実践中心 安全(99)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/912d69032c012bcc84f2

日本のプログラマが世界で戦える16分野。仮説(53),統計と確率(25) 転職(32)、Ethernet(58)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a7e634a996cdd02bc53b

小川メソッド　覚え（書きかけ）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3593d72eca551742df68

DoCAP（ドゥーキャップ）って何ですか？
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/47e0e6509ab792c43327

views 20,000越え自己記事一覧
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/58e8bd6450957cdecd81

Views１万越え、もうすぐ１万記事一覧 最近いいねをいただいた213記事
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d2b805717a92459ce853

amazon 殿堂入りNo1レビュアになるまで。仮説(102)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/83259d18921ce75a91f4

100以上いいねをいただいた記事16選
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f8d958d9084ffbd15d2a

水道局10年(1976,4-1986,3)を振り返る
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/707fcf6fae230dd349bf

小川清最終講義、最終講義（再）計画, Ethernet(100) 英語(100) 安全(100)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e2df642e3951e35e6a53

＜この記事は個人の過去の経験に基づく個人の感想です。現在所属する組織、業務とは関係がありません。＞
This article is an individual impression based on my individual experience. It has nothing to do with the organization or business to which I currently belong.
Este artículo es una impresión personal basada en mi experiencia personal. No tiene nada que ver con la organización o empresa a la que pertenezco actualmente.
### 文書履歴(document history)
ver 0.10 初稿 20180318
ver 0.11 参考文献・文書履歴追記 20180411
ver. 0.12 ありがとう追記　20230508
### 最後までおよみいただきありがとうございました。
いいね　💚、フォローをお願いします。
#### Thank you very much for reading to the last sentence.
Please press the like icon 💚　and follow me for your happy life.
#### Muchas gracias por leer hasta la última oración.
Por favor, haz clic en el ícono Me gusta 💚 y sígueme para tener una vida feliz.