src/mc/sosp/RemoteProcessMemory.hpp

   1 /* mc::RemoteClient: representative of the Client memory on the MC side */
   2
   3 /* Copyright (c) 2008-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   4
   5 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   7
   8 #ifndef SIMGRID_MC_PROCESS_H
   9 #define SIMGRID_MC_PROCESS_H
  10
  11 #include "src/mc/AddressSpace.hpp"
  12 #include "src/mc/datatypes.h"
  13 #include "src/mc/inspect/ObjectInformation.hpp"
  14 #include "src/mc/remote/RemotePtr.hpp"
  15 #include "src/xbt/memory_map.hpp"
  16 #include "src/xbt/mmalloc/mmprivate.h"
  17
  18 #include <libunwind.h>
  19 #include <vector>
  20
  21 namespace simgrid::mc {
  22
  23 struct IgnoredRegion {
  24   std::uint64_t addr;
  25   std::size_t size;
  26 };
  27
  28 struct IgnoredHeapRegion {
  29   int block;
  30   int fragment;
  31   void* address;
  32   std::size_t size;
  33 };
  34
  35 /** The Application's process memory, seen from the Checker perspective. This class is not needed if you don't need to
  36  * introspect the application process.
  37  *
  38  *  Responsabilities:
  39  *    - reading from the process memory (`AddressSpace`);
  40  *    - accessing the system state of the process (heap, …);
  41  *    - stack unwinding;
  42  *    - etc.
  43  */
  44 class RemoteProcessMemory final : public AddressSpace {
  45 private:
  46   // Those flags are used to track down which cached information
  47   // is still up to date and which information needs to be updated.
  48   static constexpr int cache_none   = 0;
  49   static constexpr int cache_heap   = 1;
  50   static constexpr int cache_malloc = 2;
  51
  52 public:
  53   explicit RemoteProcessMemory(pid_t pid);
  54   ~RemoteProcessMemory() override;
  55   void init(xbt_mheap_t mmalloc_default_mdp);
  56
  57   RemoteProcessMemory(RemoteProcessMemory const&)            = delete;
  58   RemoteProcessMemory(RemoteProcessMemory&&)                 = delete;
  59   RemoteProcessMemory& operator=(RemoteProcessMemory const&) = delete;
  60   RemoteProcessMemory& operator=(RemoteProcessMemory&&)      = delete;
  61
  62   /* ************* */
  63   /* Low-level API */
  64   /* ************* */
  65
  66   // Read memory:
  67   void* read_bytes(void* buffer, std::size_t size, RemotePtr<void> address,
  68                    ReadOptions options = ReadOptions::none()) const override;
  69
  70   void read_variable(const char* name, void* target, size_t size) const;
  71   template <class T> void read_variable(const char* name, T* target) const
  72   {
  73     read_variable(name, target, sizeof(*target));
  74   }
  75   template <class T> Remote<T> read_variable(const char* name) const
  76   {
  77     Remote<T> res;
  78     read_variable(name, res.get_buffer(), sizeof(T));
  79     return res;
  80   }
  81
  82   std::string read_string(RemotePtr<char> address) const;
  83   using AddressSpace::read_string;
  84
  85   // Write memory:
  86   void write_bytes(const void* buffer, size_t len, RemotePtr<void> address) const;
  87   void clear_bytes(RemotePtr<void> address, size_t len) const;
  88
  89   // Debug information:
  90   std::shared_ptr<ObjectInformation> find_object_info(RemotePtr<void> addr) const;
  91   std::shared_ptr<ObjectInformation> find_object_info_exec(RemotePtr<void> addr) const;
  92   std::shared_ptr<ObjectInformation> find_object_info_rw(RemotePtr<void> addr) const;
  93   Frame* find_function(RemotePtr<void> ip) const;
  94   const Variable* find_variable(const char* name) const;
  95
  96   // Heap access:
  97   xbt_mheap_t get_heap()
  98   {
  99     if (not(cache_flags_ & RemoteProcessMemory::cache_heap))
 100       refresh_heap();
 101     return this->heap.get();
 102   }
 103   const malloc_info* get_malloc_info()
 104   {
 105     if (not(this->cache_flags_ & RemoteProcessMemory::cache_malloc))
 106       this->refresh_malloc_info();
 107     return this->heap_info.data();
 108   }
 109   /* Get the amount of memory mallocated in the remote process (requires mmalloc) */
 110   std::size_t get_remote_heap_bytes();
 111
 112   void clear_cache() { this->cache_flags_ = RemoteProcessMemory::cache_none; }
 113
 114   std::vector<IgnoredRegion> const& ignored_regions() const { return ignored_regions_; }
 115   void ignore_region(std::uint64_t address, std::size_t size);
 116
 117   bool in_maestro_stack(RemotePtr<void> p) const
 118   {
 119     return p >= this->maestro_stack_start_ && p < this->maestro_stack_end_;
 120   }
 121
 122   void ignore_global_variable(const char* name) const
 123   {
 124     for (std::shared_ptr<ObjectInformation> const& info : this->object_infos)
 125       info->remove_global_variable(name);
 126   }
 127
 128   std::vector<s_stack_region_t>& stack_areas() { return stack_areas_; }
 129   std::vector<s_stack_region_t> const& stack_areas() const { return stack_areas_; }
 130
 131   std::vector<IgnoredHeapRegion> const& ignored_heap() const { return ignored_heap_; }
 132   void ignore_heap(IgnoredHeapRegion const& region);
 133   void unignore_heap(void* address, size_t size);
 134
 135   void ignore_local_variable(const char* var_name, const char* frame_name) const;
 136
 137   void dump_stack() const;
 138
 139 private:
 140   void init_memory_map_info();
 141   void refresh_heap();
 142   void refresh_malloc_info();
 143
 144   pid_t pid_ = -1;
 145   std::vector<xbt::VmMap> memory_map_;
 146   RemotePtr<void> maestro_stack_start_;
 147   RemotePtr<void> maestro_stack_end_;
 148   int memory_file = -1;
 149   std::vector<IgnoredRegion> ignored_regions_;
 150   std::vector<s_stack_region_t> stack_areas_;
 151   std::vector<IgnoredHeapRegion> ignored_heap_;
 152
 153   /** State of the cache (which variables are up to date) */
 154   int cache_flags_ = RemoteProcessMemory::cache_none;
 155
 156 public:
 157   // object info
 158   // TODO, make private (first, objectify simgrid::mc::ObjectInformation*)
 159   std::vector<std::shared_ptr<ObjectInformation>> object_infos;
 160   std::shared_ptr<ObjectInformation> binary_info;
 161
 162   /** Address of the heap structure in the MCed process. */
 163   RemotePtr<s_xbt_mheap_t> heap_address;
 164
 165   /** Copy of the heap structure of the process
 166    *
 167    *  This is refreshed with the `MC_process_refresh` call.
 168    *  This is not used if the process is the current one:
 169    *  use `get_heap_info()` in order to use it.
 170    */
 171   std::unique_ptr<s_xbt_mheap_t> heap = std::make_unique<s_xbt_mheap_t>();
 172
 173   /** Copy of the allocation info structure
 174    *
 175    *  This is refreshed with the `MC_process_refresh` call.
 176    *  This is not used if the process is the current one:
 177    *  use `get_malloc_info()` in order to use it.
 178    */
 179   std::vector<malloc_info> heap_info;
 180
 181   // Libunwind-data
 182   /** Full-featured MC-aware libunwind address space for the process
 183    *
 184    *  This address space is using a simgrid::mc::UnwindContext*
 185    *  (with simgrid::mc::Process* / simgrid::mc::AddressSpace*
 186    *  and unw_context_t).
 187    */
 188   unw_addr_space_t unw_addr_space = nullptr;
 189
 190   /** Underlying libunwind address-space
 191    *
 192    *  The `find_proc_info`, `put_unwind_info`, `get_dyn_info_list_addr`
 193    *  operations of the native MC address space is currently delegated
 194    *  to this address space (either the local or a ptrace unwinder).
 195    */
 196   unw_addr_space_t unw_underlying_addr_space = nullptr;
 197
 198   /** The corresponding context
 199    */
 200   void* unw_underlying_context = nullptr;
 201 };
 202
 203 /** Open a FD to a remote process memory (`/dev/$pid/mem`) */
 204 XBT_PRIVATE int open_vm(pid_t pid, int flags);
 205 } // namespace simgrid::mc
 206
 207 #endif