Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
ba3a14f645d5e663b874dfdf0789501b5a44732d
[simgrid.git] / src / mc / api / RemoteApp.cpp
1 /* Copyright (c) 2015-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 #include "src/mc/api/RemoteApp.hpp"
7 #include "src/mc/explo/Exploration.hpp"
8 #include "src/mc/mc_config.hpp"
9 #include "xbt/asserts.h"
10 #include "src/mc/api/State.hpp"
11 #include "src/mc/mc_config.hpp"
12 #include "src/mc/mc_exit.hpp"
13 #include "src/mc/mc_private.hpp"
14 #include "xbt/log.h"
15 #include "xbt/system_error.hpp"
16 #include <signal.h>
17
18 #include <algorithm>
19 #include <array>
20 #include <boost/tokenizer.hpp>
21 #include <memory>
22 #include <numeric>
23 #include <string>
24
25 #include <fcntl.h>
26 #ifdef __linux__
27 #include <sys/prctl.h>
28 #endif
29 #include <sys/ptrace.h>
30 #include <sys/wait.h>
31
32 #ifdef __linux__
33 #define WAITPID_CHECKED_FLAGS __WALL
34 #else
35 #define WAITPID_CHECKED_FLAGS 0
36 #endif
37
38 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_Session, mc, "Model-checker session");
39 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(mc_global);
40
41 static simgrid::config::Flag<std::string> _sg_mc_setenv{
42     "model-check/setenv", "Extra environment variables to pass to the child process (ex: 'AZE=aze;QWE=qwe').", "",
43     [](std::string_view value) {
44       xbt_assert(value.empty() || value.find('=', 0) != std::string_view::npos,
45                  "The 'model-check/setenv' parameter must be like 'AZE=aze', but it does not contain an equal sign.");
46     }};
47
48 namespace simgrid::mc {
49
50 XBT_ATTRIB_NORETURN static void run_child_process(int socket, const std::vector<char*>& args)
51 {
52   /* On startup, simix_global_init() calls simgrid::mc::Client::initialize(), which checks whether the MC_ENV_SOCKET_FD
53    * env variable is set. If so, MC mode is assumed, and the client is setup from its side
54    */
55
56 #ifdef __linux__
57   // Make sure we do not outlive our parent
58   sigset_t mask;
59   sigemptyset(&mask);
60   xbt_assert(sigprocmask(SIG_SETMASK, &mask, nullptr) >= 0, "Could not unblock signals");
61   xbt_assert(prctl(PR_SET_PDEATHSIG, SIGHUP) == 0, "Could not PR_SET_PDEATHSIG");
62 #endif
63
64   // Remove CLOEXEC to pass the socket to the application
65   int fdflags = fcntl(socket, F_GETFD, 0);
66   xbt_assert(fdflags != -1 && fcntl(socket, F_SETFD, fdflags & ~FD_CLOEXEC) != -1,
67              "Could not remove CLOEXEC for socket");
68
69   setenv(MC_ENV_SOCKET_FD, std::to_string(socket).c_str(), 1);
70
71   /* Setup the tokenizer that parses the cfg:model-check/setenv parameter */
72   using Tokenizer = boost::tokenizer<boost::char_separator<char>>;
73   boost::char_separator<char> semicol_sep(";");
74   boost::char_separator<char> equal_sep("=");
75   Tokenizer token_vars(_sg_mc_setenv.get(), semicol_sep); /* Iterate over all FOO=foo parts */
76   for (const auto& token : token_vars) {
77     std::vector<std::string> kv;
78     Tokenizer token_kv(token, equal_sep);
79     for (const auto& t : token_kv) /* Iterate over 'FOO' and then 'foo' in that 'FOO=foo' */
80       kv.push_back(t);
81     xbt_assert(kv.size() == 2, "Parse error on 'model-check/setenv' value %s. Does it contain an equal sign?",
82                token.c_str());
83     XBT_INFO("setenv '%s'='%s'", kv[0].c_str(), kv[1].c_str());
84     setenv(kv[0].c_str(), kv[1].c_str(), 1);
85   }
86
87   /* And now, exec the child process */
88   int i = 1;
89   while (args[i] != nullptr && args[i][0] == '-')
90     i++;
91
92   xbt_assert(args[i] != nullptr,
93              "Unable to find a binary to exec on the command line. Did you only pass config flags?");
94
95   execvp(args[i], args.data() + i);
96   XBT_CRITICAL("The model-checked process failed to exec(%s): %s.\n"
97                "        Make sure that your binary exists on disk and is executable.",
98                args[i], strerror(errno));
99   if (strchr(args[i], '=') != nullptr)
100     XBT_CRITICAL("If you want to pass environment variables to the application, please use --cfg=model-check/setenv:%s",
101                  args[i]);
102
103   xbt_die("Aborting now.");
104 }
105
106 RemoteApp::RemoteApp(const std::vector<char*>& args)
107 {
108   // Create an AF_LOCAL socketpair used for exchanging messages
109   // between the model-checker process (ourselves) and the model-checked
110   // process:
111   int sockets[2];
112   xbt_assert(socketpair(AF_LOCAL, SOCK_SEQPACKET | SOCK_CLOEXEC, 0, sockets) != -1, "Could not create socketpair");
113
114   pid_t pid = fork();
115   xbt_assert(pid >= 0, "Could not fork model-checked process");
116
117   if (pid == 0) { // Child
118     ::close(sockets[1]);
119     run_child_process(sockets[0], args);
120     DIE_IMPOSSIBLE;
121   }
122
123   // Parent (model-checker):
124   ::close(sockets[0]);
125
126   checker_side_ = std::make_unique<simgrid::mc::CheckerSide>(sockets[1], pid);
127
128   start();
129
130   /* Take the initial snapshot */
131   wait_for_requests();
132   initial_snapshot_ = std::make_shared<simgrid::mc::Snapshot>(0, page_store_, checker_side_->get_remote_memory());
133 }
134
135 RemoteApp::~RemoteApp()
136 {
137   initial_snapshot_ = nullptr;
138   shutdown();
139 }
140 void RemoteApp::start()
141 {
142   XBT_DEBUG("Waiting for the model-checked process");
143   int status;
144
145   // The model-checked process SIGSTOP itself to signal it's ready:
146   const pid_t pid = checker_side_->get_pid();
147
148   xbt_assert(waitpid(pid, &status, WAITPID_CHECKED_FLAGS) == pid && WIFSTOPPED(status) && WSTOPSIG(status) == SIGSTOP,
149              "Could not wait model-checked process");
150
151   errno = 0;
152 #ifdef __linux__
153   ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, pid, nullptr, PTRACE_O_TRACEEXIT);
154   ptrace(PTRACE_CONT, pid, 0, 0);
155 #elif defined BSD
156   ptrace(PT_CONTINUE, pid, (caddr_t)1, 0);
157 #else
158 #error "no ptrace equivalent coded for this platform"
159 #endif
160   xbt_assert(errno == 0,
161              "Ptrace does not seem to be usable in your setup (errno: %d). "
162              "If you run from within a docker, adding `--cap-add SYS_PTRACE` to the docker line may help. "
163              "If it does not help, please report this bug.",
164              errno);
165 }
166 void RemoteApp::restore_initial_state() const
167 {
168   this->initial_snapshot_->restore(checker_side_->get_remote_memory());
169 }
170
171 unsigned long RemoteApp::get_maxpid() const
172 {
173   // note: we could maybe cache it and count the actor creation on checker side too.
174   // But counting correctly accross state checkpoint/restore would be annoying.
175
176   checker_side_->get_channel().send(MessageType::ACTORS_MAXPID);
177   s_mc_message_int_t answer;
178   ssize_t answer_size = checker_side_->get_channel().receive(answer);
179   xbt_assert(answer_size != -1, "Could not receive message");
180   xbt_assert(answer_size == sizeof answer, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", answer_size, sizeof answer);
181   xbt_assert(answer.type == MessageType::ACTORS_MAXPID_REPLY,
182              "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::ACTORS_MAXPID_REPLY (%i)",
183              to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)MessageType::ACTORS_MAXPID_REPLY);
184
185   return answer.value;
186 }
187
188 void RemoteApp::get_actors_status(std::map<aid_t, ActorState>& whereto) const
189 {
190   // The messaging happens as follows:
191   //
192   // CheckerSide                  AppSide
193   // send ACTORS_STATUS ---->
194   //                    <----- send ACTORS_STATUS_REPLY
195   //                    <----- send `N` `s_mc_message_actors_status_one_t` structs
196   //                    <----- send `M` `s_mc_message_simcall_probe_one_t` structs
197   checker_side_->get_channel().send(MessageType::ACTORS_STATUS);
198
199   s_mc_message_actors_status_answer_t answer;
200   ssize_t answer_size = checker_side_->get_channel().receive(answer);
201   xbt_assert(answer_size != -1, "Could not receive message");
202   xbt_assert(answer_size == sizeof answer, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", answer_size, sizeof answer);
203   xbt_assert(answer.type == MessageType::ACTORS_STATUS_REPLY,
204              "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::ACTORS_STATUS_REPLY (%i)",
205              to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)MessageType::ACTORS_STATUS_REPLY);
206
207   // Message sanity checks
208   xbt_assert(answer.count >= 0, "Received an ACTOR_STATUS_REPLY message with an actor count of '%d' < 0", answer.count);
209   xbt_assert(answer.transition_count >= 0, "Received an ACTOR_STATUS_REPLY message with transition_count '%d' < 0",
210              answer.transition_count);
211   xbt_assert(answer.transition_count == 0 || answer.count >= 0,
212              "Received an ACTOR_STATUS_REPLY message with no actor data "
213              "but with transition data nonetheless");
214
215   std::vector<s_mc_message_actors_status_one_t> status(answer.count);
216   if (answer.count > 0) {
217     size_t size      = status.size() * sizeof(s_mc_message_actors_status_one_t);
218     ssize_t received = checker_side_->get_channel().receive(status.data(), size);
219     xbt_assert(static_cast<size_t>(received) == size);
220   }
221
222   // Ensures that each actor sends precisely `answer.transition_count` transitions. While technically
223   // this doesn't catch the edge case where actor A sends 3 instead of 2 and actor B sends 2 instead
224   // of 3 transitions, that is ignored here since that invariant needs to be enforced on the AppSide
225   const auto expected_transitions = std::accumulate(
226       status.begin(), status.end(), 0, [](int total, const auto& actor) { return total + actor.n_transitions; });
227   xbt_assert(expected_transitions == answer.transition_count,
228              "Expected to receive %d transition(s) but was only notified of %d by the app side", expected_transitions,
229              answer.transition_count);
230
231   std::vector<s_mc_message_simcall_probe_one_t> probes(answer.transition_count);
232   if (answer.transition_count > 0) {
233     for (auto& probe : probes) {
234       ssize_t received = checker_side_->get_channel().receive(probe);
235       xbt_assert(received >= 0, "Could not receive response to ACTORS_PROBE message (%s)", strerror(errno));
236       xbt_assert(static_cast<size_t>(received) == sizeof probe,
237                  "Could not receive response to ACTORS_PROBE message (%zd bytes received != %zu bytes expected",
238                  received, sizeof probe);
239     }
240   }
241
242   whereto.clear();
243   std::move_iterator probes_iter(probes.begin());
244
245   for (const auto& actor : status) {
246     xbt_assert(actor.n_transitions == 0 || actor.n_transitions == actor.max_considered,
247                "If any transitions are serialized for an actor, it must match the "
248                "total number of transitions that can be considered for the actor "
249                "(currently %d), but only %d transition(s) was/were said to be encoded",
250                actor.max_considered, actor.n_transitions);
251
252     std::vector<std::shared_ptr<Transition>> actor_transitions;
253     for (int times_considered = 0; times_considered < actor.n_transitions; times_considered++, probes_iter++) {
254       std::stringstream stream((*probes_iter).buffer.data());
255       actor_transitions.emplace_back(deserialize_transition(actor.aid, times_considered, stream));
256     }
257
258     XBT_DEBUG("Received %zu transitions for actor %ld", actor_transitions.size(), actor.aid);
259     whereto.try_emplace(actor.aid, actor.aid, actor.enabled, actor.max_considered, std::move(actor_transitions));
260   }
261 }
262
263 void RemoteApp::check_deadlock() const
264 {
265   xbt_assert(checker_side_->get_channel().send(MessageType::DEADLOCK_CHECK) == 0, "Could not check deadlock state");
266   s_mc_message_int_t message;
267   ssize_t received = checker_side_->get_channel().receive(message);
268   xbt_assert(received != -1, "Could not receive message");
269   xbt_assert(received == sizeof message, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", received, sizeof message);
270   xbt_assert(message.type == MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY,
271              "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY (%i)",
272              to_c_str(message.type), (int)message.type, (int)MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY);
273
274   if (message.value != 0) {
275     auto* explo = Exploration::get_instance();
276     XBT_CINFO(mc_global, "Counter-example execution trace:");
277     for (auto const& frame : explo->get_textual_trace())
278       XBT_CINFO(mc_global, "  %s", frame.c_str());
279     XBT_INFO("You can debug the problem (and see the whole details) by rerunning out of simgrid-mc with "
280              "--cfg=model-check/replay:'%s'",
281              explo->get_record_trace().to_string().c_str());
282     explo->log_state();
283     throw DeadlockError();
284   }
285 }
286
287 void RemoteApp::wait_for_requests()
288 {
289   /* Resume the application */
290   if (checker_side_->get_channel().send(MessageType::CONTINUE) != 0)
291     throw xbt::errno_error();
292   checker_side_->clear_memory_cache();
293
294   if (checker_side_->running())
295     checker_side_->dispatch_events();
296 }
297
298 void RemoteApp::shutdown()
299 {
300   XBT_DEBUG("Shutting down model-checker");
301
302   if (checker_side_->running()) {
303     XBT_DEBUG("Killing process");
304     finalize_app(true);
305     kill(checker_side_->get_pid(), SIGKILL);
306     checker_side_->terminate();
307   }
308 }
309
310 Transition* RemoteApp::handle_simcall(aid_t aid, int times_considered, bool new_transition)
311 {
312   s_mc_message_simcall_execute_t m = {};
313   m.type                           = MessageType::SIMCALL_EXECUTE;
314   m.aid_                           = aid;
315   m.times_considered_              = times_considered;
316   checker_side_->get_channel().send(m);
317
318   get_remote_process_memory().clear_cache();
319   if (checker_side_->running())
320     checker_side_->dispatch_events(); // The app may send messages while processing the transition
321
322   s_mc_message_simcall_execute_answer_t answer;
323   ssize_t s = checker_side_->get_channel().receive(answer);
324   xbt_assert(s != -1, "Could not receive message");
325   xbt_assert(s == sizeof answer, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", s, sizeof answer);
326   xbt_assert(answer.type == MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER,
327              "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER (%i)",
328              to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER);
329
330   if (new_transition) {
331     std::stringstream stream(answer.buffer.data());
332     return deserialize_transition(aid, times_considered, stream);
333   } else
334     return nullptr;
335 }
336
337 void RemoteApp::finalize_app(bool terminate_asap)
338 {
339   s_mc_message_int_t m = {};
340   m.type               = MessageType::FINALIZE;
341   m.value              = terminate_asap;
342   xbt_assert(checker_side_->get_channel().send(m) == 0, "Could not ask the app to finalize on need");
343
344   s_mc_message_t answer;
345   ssize_t s = checker_side_->get_channel().receive(answer);
346   xbt_assert(s != -1, "Could not receive answer to FINALIZE");
347   xbt_assert(s == sizeof answer, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", s, sizeof answer);
348   xbt_assert(answer.type == MessageType::FINALIZE_REPLY,
349              "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::FINALIZE_REPLY (%i)", to_c_str(answer.type),
350              (int)answer.type, (int)MessageType::FINALIZE_REPLY);
351 }
352
353 } // namespace simgrid::mc