src/mc/Process.hpp

   1 /* Copyright (c) 2008-2015. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #ifndef SIMGRID_MC_PROCESS_H
   8 #define SIMGRID_MC_PROCESS_H
   9
  10 #include <cstdint>
  11 #include <cstddef>
  12
  13 #include <type_traits>
  14 #include <vector>
  15 #include <memory>
  16 #include <string>
  17
  18 #include <sys/types.h>
  19
  20 #include <simgrid_config.h>
  21
  22 #include <xbt/base.h>
  23 #include <xbt/mmalloc.h>
  24
  25 #include "src/xbt/mmalloc/mmprivate.h"
  26 #include "src/mc/Channel.hpp"
  27
  28 #include <simgrid/simix.h>
  29 #include "src/simix/popping_private.h"
  30 #include "src/simix/smx_private.h"
  31
  32 #include "src/xbt/memory_map.hpp"
  33
  34 #include "src/mc/mc_forward.hpp"
  35 #include "src/mc/mc_base.h"
  36 #include "src/mc/RemotePtr.hpp"
  37 #include "src/mc/AddressSpace.hpp"
  38 #include "src/mc/mc_protocol.h"
  39 #include "src/mc/ObjectInformation.hpp"
  40
  41
  42 namespace simgrid {
  43 namespace mc {
  44
  45 class SimixProcessInformation {
  46 public:
  47   /** MCed address of the process */
  48   RemotePtr<simgrid::simix::ActorImpl> address = nullptr;
  49   Remote<simgrid::simix::ActorImpl> copy;
  50
  51   /** Hostname (owned by `mc_modelchecker->hostnames`) */
  52   const char* hostname = nullptr;
  53   std::string name;
  54
  55   void clear()
  56   {
  57     name.clear();
  58     address = nullptr;
  59     hostname = nullptr;
  60   }
  61 };
  62
  63 struct IgnoredRegion {
  64   std::uint64_t addr;
  65   std::size_t size;
  66 };
  67
  68 struct IgnoredHeapRegion {
  69   int block;
  70   int fragment;
  71   void *address;
  72   std::size_t size;
  73 };
  74
  75 /** Representation of a process
  76  *
  77  *  This class is mixing a lot of different responsibilities and is tied
  78  *  to SIMIX. It should probably be split into different classes.
  79  *
  80  *  Responsibilities:
  81  *
  82  *  - reading from the process memory (`AddressSpace`);
  83  *  - accessing the system state of the process (heap, …);
  84  *  - storing the SIMIX state of the process;
  85  *  - privatization;
  86  *  - communication with the model-checked process;
  87  *  - stack unwinding;
  88  *  - etc.
  89  */
  90 class Process final : public AddressSpace {
  91 private:
  92   // Those flags are used to track down which cached information
  93   // is still up to date and which information needs to be updated.
  94   static constexpr int cache_none = 0;
  95   static constexpr int cache_heap = 1;
  96   static constexpr int cache_malloc = 2;
  97   static constexpr int cache_simix_processes = 4;
  98 public:
  99   Process(pid_t pid, int sockfd);
 100   ~Process();
 101   void init();
 102
 103   Process(Process const&) = delete;
 104   Process(Process &&) = delete;
 105   Process& operator=(Process const&) = delete;
 106   Process& operator=(Process &&) = delete;
 107
 108   // Read memory:
 109   const void* read_bytes(void* buffer, std::size_t size,
 110     RemotePtr<void> address, int process_index = ProcessIndexAny,
 111     ReadOptions options = ReadOptions::none()) const override;
 112
 113   void read_variable(const char* name, void* target, size_t size) const;
 114   template<class T> void read_variable(const char* name, T* target) const
 115   {
 116     read_variable(name, target, sizeof(*target));
 117   }
 118   template<class T>
 119   Remote<T> read_variable(const char *name) const
 120   {
 121     Remote<T> res;
 122     read_variable(name, res.getBuffer(), sizeof(T));
 123     return res;
 124   }
 125
 126   std::string read_string(RemotePtr<char> address) const;
 127   std::string read_string(RemotePtr<char> address, std::size_t len) const
 128   {
 129     return AddressSpace::read_string(address, len);
 130   }
 131
 132   // Write memory:
 133   void write_bytes(const void* buffer, size_t len, RemotePtr<void> address);
 134   void clear_bytes(RemotePtr<void> address, size_t len);
 135
 136   // Debug information:
 137   std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> find_object_info(RemotePtr<void> addr) const;
 138   std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> find_object_info_exec(RemotePtr<void> addr) const;
 139   std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> find_object_info_rw(RemotePtr<void> addr) const;
 140   simgrid::mc::Frame* find_function(RemotePtr<void> ip) const;
 141   simgrid::mc::Variable* find_variable(const char* name) const;
 142
 143   // Heap access:
 144   xbt_mheap_t get_heap()
 145   {
 146     if (!(this->cache_flags_ & Process::cache_heap))
 147       this->refresh_heap();
 148     return this->heap.get();
 149   }
 150   malloc_info* get_malloc_info()
 151   {
 152     if (!(this->cache_flags_ & Process::cache_malloc))
 153       this->refresh_malloc_info();
 154     return this->heap_info.data();
 155   }
 156
 157   void clear_cache()
 158   {
 159     this->cache_flags_ = Process::cache_none;
 160   }
 161
 162   Channel const& getChannel() const { return channel_; }
 163   Channel& getChannel() { return channel_; }
 164
 165   std::vector<IgnoredRegion> const& ignored_regions() const
 166   {
 167     return ignored_regions_;
 168   }
 169   void ignore_region(std::uint64_t address, std::size_t size);
 170
 171   pid_t pid() const { return pid_; }
 172
 173   bool in_maestro_stack(RemotePtr<void> p) const
 174   {
 175     return p >= this->maestro_stack_start_ && p < this->maestro_stack_end_;
 176   }
 177
 178   bool running() const
 179   {
 180     return running_;
 181   }
 182
 183   void terminate()
 184   {
 185     running_ = false;
 186   }
 187
 188   bool privatized(ObjectInformation const& info) const
 189   {
 190     return privatized_ && info.executable();
 191   }
 192   bool privatized() const
 193   {
 194     return privatized_;
 195   }
 196   void privatized(bool privatized) { privatized_ = privatized; }
 197
 198   void ignore_global_variable(const char* name)
 199   {
 200     for (std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> const& info :
 201         this->object_infos)
 202       info->remove_global_variable(name);
 203   }
 204
 205   std::vector<s_stack_region_t>& stack_areas()
 206   {
 207     return stack_areas_;
 208   }
 209   std::vector<s_stack_region_t> const& stack_areas() const
 210   {
 211     return stack_areas_;
 212   }
 213
 214   std::vector<IgnoredHeapRegion> const& ignored_heap() const
 215   {
 216     return ignored_heap_;
 217   }
 218   void ignore_heap(IgnoredHeapRegion const& region);
 219   void unignore_heap(void *address, size_t size);
 220
 221   void ignore_local_variable(const char *var_name, const char *frame_name);
 222   std::vector<simgrid::mc::SimixProcessInformation>& simix_processes();
 223   std::vector<simgrid::mc::SimixProcessInformation>& old_simix_processes();
 224
 225   /** Get a local description of a remote SIMIX process */
 226   simgrid::mc::SimixProcessInformation* resolveProcessInfo(
 227     simgrid::mc::RemotePtr<simgrid::simix::ActorImpl> process)
 228   {
 229     xbt_assert(mc_model_checker != nullptr);
 230     if (!process)
 231       return nullptr;
 232     this->refresh_simix();
 233     for (auto& process_info : this->smx_process_infos)
 234       if (process_info.address == process)
 235         return &process_info;
 236     for (auto& process_info : this->smx_old_process_infos)
 237       if (process_info.address == process)
 238         return &process_info;
 239     return nullptr;
 240   }
 241
 242   /** Get a local copy of the SIMIX process structure */
 243   simgrid::simix::ActorImpl* resolveProcess(simgrid::mc::RemotePtr<simgrid::simix::ActorImpl> process)
 244   {
 245     simgrid::mc::SimixProcessInformation* process_info =
 246       this->resolveProcessInfo(process);
 247     if (process_info)
 248       return process_info->copy.getBuffer();
 249     else
 250       return nullptr;
 251   }
 252
 253   void dumpStack();
 254
 255 private:
 256   void init_memory_map_info();
 257   void refresh_heap();
 258   void refresh_malloc_info();
 259   void refresh_simix();
 260
 261 private:
 262   pid_t pid_ = -1;
 263   Channel channel_;
 264   bool running_ = false;
 265   std::vector<simgrid::xbt::VmMap> memory_map_;
 266   RemotePtr<void> maestro_stack_start_, maestro_stack_end_;
 267   int memory_file = -1;
 268   std::vector<IgnoredRegion> ignored_regions_;
 269   bool privatized_ = false;
 270   std::vector<s_stack_region_t> stack_areas_;
 271   std::vector<IgnoredHeapRegion> ignored_heap_;
 272
 273 public: // object info
 274   // TODO, make private (first, objectify simgrid::mc::ObjectInformation*)
 275   std::vector<std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation>> object_infos;
 276   std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> libsimgrid_info;
 277   std::shared_ptr<simgrid::mc::ObjectInformation> binary_info;
 278
 279 public: // Copies of MCed SMX data structures
 280   /** Copy of `simix_global->process_list`
 281    *
 282    *  See mc_smx.c.
 283    */
 284   std::vector<SimixProcessInformation> smx_process_infos;
 285
 286   /** Copy of `simix_global->process_to_destroy`
 287    *
 288    *  See mc_smx.c.
 289    */
 290   std::vector<SimixProcessInformation> smx_old_process_infos;
 291
 292 private:
 293   /** State of the cache (which variables are up to date) */
 294   int cache_flags_ = Process::cache_none;
 295
 296 public:
 297   /** Address of the heap structure in the MCed process. */
 298   void* heap_address;
 299
 300   /** Copy of the heap structure of the process
 301    *
 302    *  This is refreshed with the `MC_process_refresh` call.
 303    *  This is not used if the process is the current one:
 304    *  use `get_heap_info()` in order to use it.
 305    */
 306    std::unique_ptr<s_xbt_mheap_t> heap;
 307
 308   /** Copy of the allocation info structure
 309    *
 310    *  This is refreshed with the `MC_process_refresh` call.
 311    *  This is not used if the process is the current one:
 312    *  use `get_malloc_info()` in order to use it.
 313    */
 314   std::vector<malloc_info> heap_info;
 315
 316 public: // Libunwind-data
 317
 318   /** Full-featured MC-aware libunwind address space for the process
 319    *
 320    *  This address space is using a simgrid::mc::UnwindContext*
 321    *  (with simgrid::mc::Process* / simgrid::mc::AddressSpace*
 322    *  and unw_context_t).
 323    */
 324   unw_addr_space_t unw_addr_space;
 325
 326   /** Underlying libunwind address-space
 327    *
 328    *  The `find_proc_info`, `put_unwind_info`, `get_dyn_info_list_addr`
 329    *  operations of the native MC address space is currently delegated
 330    *  to this address space (either the local or a ptrace unwinder).
 331    */
 332   unw_addr_space_t unw_underlying_addr_space;
 333
 334   /** The corresponding context
 335    */
 336   void* unw_underlying_context;
 337 };
 338
 339 /** Open a FD to a remote process memory (`/dev/$pid/mem`)
 340  */
 341 XBT_PRIVATE int open_vm(pid_t pid, int flags);
 342
 343 }
 344 }
 345
 346 #endif