src/mc/mc_private.h

   1 /* Copyright (c) 2007-2014. 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 MC_PRIVATE_H
   8 #define MC_PRIVATE_H
   9
  10 #include "simgrid_config.h"
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <stdbool.h>
  13 #ifndef WIN32
  14 #include <sys/mman.h>
  15 #endif
  16 #include <elfutils/libdw.h>
  17
  18 #include "mc/mc.h"
  19 #include "mc/datatypes.h"
  20 #include "xbt/fifo.h"
  21 #include "xbt/config.h"
  22 #include "xbt/function_types.h"
  23 #include "xbt/mmalloc.h"
  24 #include "../simix/smx_private.h"
  25 #include "../xbt/mmalloc/mmprivate.h"
  26 #include "xbt/automaton.h"
  27 #include "xbt/hash.h"
  28 #include "msg/msg.h"
  29 #include "msg/datatypes.h"
  30 #include "xbt/strbuff.h"
  31 #include "xbt/parmap.h"
  32 #include "mc_mmu.h"
  33 #include "mc_page_store.h"
  34 #include "mc_interface.h"
  35
  36 SG_BEGIN_DECL()
  37
  38 typedef struct s_dw_frame s_dw_frame_t, *dw_frame_t;
  39 typedef struct s_mc_function_index_item s_mc_function_index_item_t, *mc_function_index_item_t;
  40
  41 /****************************** Snapshots ***********************************/
  42
  43 #define NB_REGIONS 3 /* binary data (data + BSS) (type = 2), libsimgrid data (data + BSS) (type = 1), std_heap (type = 0)*/
  44
  45 /** @brief Copy/snapshot of a given memory region
  46  *
  47  *  Two types of region snapshots exist:
  48  *  <ul>
  49  *    <li>flat/dense snapshots are a simple copy of the region;</li>
  50  *    <li>sparse/per-page snapshots are snaapshots which shared
  51  *    identical pages.</li>
  52  *  </ul>
  53  */
  54 typedef struct s_mc_mem_region{
  55   /** @brief  Virtual address of the region in the simulated process */
  56   void *start_addr;
  57
  58   /** @brief Permanent virtual address of the region
  59    *
  60    * This is usually the same address as the simuilated process address.
  61    * However, when using SMPI privatization of global variables,
  62    * each SMPI process has its own set of global variables stored
  63    * at a different virtual address. The scheduler maps those region
  64    * on the region of the global variables.
  65    *
  66    * */
  67   void *permanent_addr;
  68
  69   /** @brief Copy of the snapshot for flat snapshots regions (NULL otherwise) */
  70   void *data;
  71
  72   /** @brief Size of the data region in bytes */
  73   size_t size;
  74
  75   /** @brief Pages indices in the page store for per-page snapshots (NULL otherwise) */
  76   size_t* page_numbers;
  77
  78 } s_mc_mem_region_t, *mc_mem_region_t;
  79
  80 static inline  __attribute__ ((always_inline))
  81 bool mc_region_contain(mc_mem_region_t region, void* p)
  82 {
  83   return p >= region->start_addr &&
  84     p < (void*)((char*) region->start_addr + region->size);
  85 }
  86
  87 /** Ignored data
  88  *
  89  *  Some parts of the snapshot are ignored by zeroing them out: the real
  90  *  values is stored here.
  91  * */
  92 typedef struct s_mc_snapshot_ignored_data {
  93   void* start;
  94   size_t size;
  95   void* data;
  96 } s_mc_snapshot_ignored_data_t, *mc_snapshot_ignored_data_t;
  97
  98 typedef struct s_mc_snapshot{
  99   size_t heap_bytes_used;
 100   mc_mem_region_t regions[NB_REGIONS];
 101   xbt_dynar_t enabled_processes;
 102   mc_mem_region_t* privatization_regions;
 103   int privatization_index;
 104   size_t *stack_sizes;
 105   xbt_dynar_t stacks;
 106   xbt_dynar_t to_ignore;
 107   uint64_t hash;
 108   xbt_dynar_t ignored_data;
 109 } s_mc_snapshot_t;
 110
 111 /** @brief Process index used when no process is available
 112  *
 113  *  The expected behaviour is that if a process index is needed it will fail.
 114  * */
 115 #define MC_NO_PROCESS_INDEX -1
 116
 117 /** @brief Process index when any process is suitable
 118  *
 119  * We could use a special negative value in the future.
 120  */
 121 #define MC_ANY_PROCESS_INDEX 0
 122
 123 mc_mem_region_t mc_get_snapshot_region(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
 124
 125 static inline __attribute__ ((always_inline))
 126 mc_mem_region_t mc_get_region_hinted(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index, mc_mem_region_t region)
 127 {
 128   if (mc_region_contain(region, addr))
 129     return region;
 130   else
 131     return mc_get_snapshot_region(addr, snapshot, process_index);
 132 }
 133
 134 /** Information about a given stack frame
 135  *
 136  */
 137 typedef struct s_mc_stack_frame {
 138   /** Instruction pointer */
 139   unw_word_t ip;
 140   /** Stack pointer */
 141   unw_word_t sp;
 142   unw_word_t frame_base;
 143   dw_frame_t frame;
 144   char* frame_name;
 145   unw_cursor_t unw_cursor;
 146 } s_mc_stack_frame_t, *mc_stack_frame_t;
 147
 148 typedef struct s_mc_snapshot_stack{
 149   xbt_dynar_t local_variables;
 150   xbt_dynar_t stack_frames; // mc_stack_frame_t
 151   int process_index;
 152 }s_mc_snapshot_stack_t, *mc_snapshot_stack_t;
 153
 154 typedef struct s_mc_global_t{
 155   mc_snapshot_t snapshot;
 156   int raw_mem_set;
 157   int prev_pair;
 158   char *prev_req;
 159   int initial_communications_pattern_done;
 160   int comm_deterministic;
 161   int send_deterministic;
 162 }s_mc_global_t, *mc_global_t;
 163
 164 typedef struct s_mc_checkpoint_ignore_region{
 165   void *addr;
 166   size_t size;
 167 }s_mc_checkpoint_ignore_region_t, *mc_checkpoint_ignore_region_t;
 168
 169 static void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot);
 170
 171 mc_snapshot_t MC_take_snapshot(int num_state);
 172 void MC_restore_snapshot(mc_snapshot_t);
 173 void MC_free_snapshot(mc_snapshot_t);
 174
 175 int mc_important_snapshot(mc_snapshot_t snapshot);
 176
 177 size_t* mc_take_page_snapshot_region(void* data, size_t page_count, uint64_t* pagemap, size_t* reference_pages);
 178 void mc_free_page_snapshot_region(size_t* pagenos, size_t page_count);
 179 void mc_restore_page_snapshot_region(void* start_addr, size_t page_count, size_t* pagenos, uint64_t* pagemap, size_t* reference_pagenos);
 180
 181 mc_mem_region_t mc_region_new_sparse(int type, void *start_addr, void* data_addr, size_t size, mc_mem_region_t ref_reg);
 182 void MC_region_destroy(mc_mem_region_t reg);
 183 void mc_region_restore_sparse(mc_mem_region_t reg, mc_mem_region_t ref_reg);
 184 void mc_softdirty_reset();
 185
 186 static inline __attribute__((always_inline))
 187 bool mc_snapshot_region_linear(mc_mem_region_t region) {
 188   return !region || !region->data;
 189 }
 190
 191 void* mc_snapshot_read_fragmented(void* addr, mc_mem_region_t region, void* target, size_t size);
 192
 193 void* mc_snapshot_read(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index, void* target, size_t size);
 194 int mc_snapshot_region_memcmp(
 195   void* addr1, mc_mem_region_t region1,
 196   void* addr2, mc_mem_region_t region2, size_t size);
 197 int mc_snapshot_memcmp(
 198   void* addr1, mc_snapshot_t snapshot1,
 199   void* addr2, mc_snapshot_t snapshot2, int process_index, size_t size);
 200
 201 static void* mc_snapshot_read_pointer(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
 202
 203 /** @brief State of the model-checker (global variables for the model checker)
 204  *
 205  *  Each part of the state of the model chercker represented as a global
 206  *  variable prevents some sharing between snapshots and must be ignored.
 207  *  By moving as much state as possible in this structure allocated
 208  *  on the model-chercker heap, we avoid those issues.
 209  */
 210 typedef struct s_mc_model_checker {
 211   // This is the parent snapshot of the current state:
 212   mc_snapshot_t parent_snapshot;
 213   mc_pages_store_t pages;
 214   int fd_clear_refs;
 215   int fd_pagemap;
 216 } s_mc_model_checker_t, *mc_model_checker_t;
 217
 218 extern mc_model_checker_t mc_model_checker;
 219
 220 extern xbt_dynar_t mc_checkpoint_ignore;
 221
 222 /********************************* MC Global **********************************/
 223
 224 extern double *mc_time;
 225 extern FILE *dot_output;
 226 extern const char* colors[13];
 227 extern xbt_parmap_t parmap;
 228
 229 extern int user_max_depth_reached;
 230
 231 int MC_deadlock_check(void);
 232 void MC_replay(xbt_fifo_t stack, int start);
 233 void MC_replay_liveness(xbt_fifo_t stack, int all_stack);
 234 void MC_wait_for_requests(void);
 235 void MC_show_deadlock(smx_simcall_t req);
 236 void MC_show_stack_safety(xbt_fifo_t stack);
 237 void MC_dump_stack_safety(xbt_fifo_t stack);
 238
 239 extern xbt_fifo_t mc_stack;
 240 int get_search_interval(xbt_dynar_t list, void *ref, int *min, int *max);
 241
 242
 243 /********************************* Requests ***********************************/
 244
 245 int MC_request_depend(smx_simcall_t req1, smx_simcall_t req2);
 246 char* MC_request_to_string(smx_simcall_t req, int value);
 247 unsigned int MC_request_testany_fail(smx_simcall_t req);
 248 /*int MC_waitany_is_enabled_by_comm(smx_req_t req, unsigned int comm);*/
 249 int MC_request_is_visible(smx_simcall_t req);
 250 int MC_request_is_enabled(smx_simcall_t req);
 251 int MC_request_is_enabled_by_idx(smx_simcall_t req, unsigned int idx);
 252 int MC_process_is_enabled(smx_process_t process);
 253 char *MC_request_get_dot_output(smx_simcall_t req, int value);
 254
 255
 256 /******************************** States **************************************/
 257
 258 extern mc_global_t initial_global_state;
 259
 260 /* Possible exploration status of a process in a state */
 261 typedef enum {
 262   MC_NOT_INTERLEAVE=0,      /* Do not interleave (do not execute) */
 263   MC_INTERLEAVE,            /* Interleave the process (one or more request) */
 264   MC_MORE_INTERLEAVE,       /* Interleave twice the process (for mc_random simcall) */
 265   MC_DONE                   /* Already interleaved */
 266 } e_mc_process_state_t;
 267
 268 /* On every state, each process has an entry of the following type */
 269 typedef struct mc_procstate{
 270   e_mc_process_state_t state;       /* Exploration control information */
 271   unsigned int interleave_count;    /* Number of times that the process was
 272                                        interleaved */
 273 } s_mc_procstate_t, *mc_procstate_t;
 274
 275 /* An exploration state is composed of: */
 276 typedef struct mc_state {
 277   unsigned long max_pid;            /* Maximum pid at state's creation time */
 278   mc_procstate_t proc_status;       /* State's exploration status by process */
 279   s_smx_action_t internal_comm;     /* To be referenced by the internal_req */
 280   s_smx_simcall_t internal_req;         /* Internal translation of request */
 281   s_smx_simcall_t executed_req;         /* The executed request of the state */
 282   int req_num;                      /* The request number (in the case of a
 283                                        multi-request like waitany ) */
 284   mc_snapshot_t system_state;      /* Snapshot of system state */
 285   int num;
 286 } s_mc_state_t, *mc_state_t;
 287
 288 mc_state_t MC_state_new(void);
 289 void MC_state_delete(mc_state_t state);
 290 void MC_state_interleave_process(mc_state_t state, smx_process_t process);
 291 unsigned int MC_state_interleave_size(mc_state_t state);
 292 int MC_state_process_is_done(mc_state_t state, smx_process_t process);
 293 void MC_state_set_executed_request(mc_state_t state, smx_simcall_t req, int value);
 294 smx_simcall_t MC_state_get_executed_request(mc_state_t state, int *value);
 295 smx_simcall_t MC_state_get_internal_request(mc_state_t state);
 296 smx_simcall_t MC_state_get_request(mc_state_t state, int *value);
 297 void MC_state_remove_interleave_process(mc_state_t state, smx_process_t process);
 298
 299
 300 /****************************** Statistics ************************************/
 301
 302 typedef struct mc_stats {
 303   unsigned long state_size;
 304   unsigned long visited_states;
 305   unsigned long visited_pairs;
 306   unsigned long expanded_states;
 307   unsigned long expanded_pairs;
 308   unsigned long executed_transitions;
 309 } s_mc_stats_t, *mc_stats_t;
 310
 311 extern mc_stats_t mc_stats;
 312
 313 void MC_print_statistics(mc_stats_t);
 314
 315
 316 /********************************** MEMORY ******************************/
 317 /* The possible memory modes for the modelchecker are standard and raw. */
 318 /* Normally the system should operate in std, for switching to raw mode */
 319 /* you must wrap the code between MC_SET_RAW_MODE and MC_UNSET_RAW_MODE */
 320
 321 extern xbt_mheap_t std_heap;
 322 extern xbt_mheap_t mc_heap;
 323
 324
 325 /* FIXME: Horrible hack! because the mmalloc library doesn't provide yet of */
 326 /* an API to query about the status of a heap, we simply call mmstats and */
 327 /* because I now how does structure looks like, then I redefine it here */
 328
 329 /* struct mstats { */
 330 /*   size_t bytes_total;           /\* Total size of the heap. *\/ */
 331 /*   size_t chunks_used;           /\* Chunks allocated by the user. *\/ */
 332 /*   size_t bytes_used;            /\* Byte total of user-allocated chunks. *\/ */
 333 /*   size_t chunks_free;           /\* Chunks in the free list. *\/ */
 334 /*   size_t bytes_free;            /\* Byte total of chunks in the free list. *\/ */
 335 /* }; */
 336
 337 #define MC_SET_MC_HEAP    mmalloc_set_current_heap(mc_heap)
 338 #define MC_SET_STD_HEAP  mmalloc_set_current_heap(std_heap)
 339
 340
 341 /******************************* MEMORY MAPPINGS ***************************/
 342 /* These functions and data structures implements a binary interface for   */
 343 /* the proc maps ascii interface                                           */
 344
 345 /* Each field is defined as documented in proc's manual page  */
 346 typedef struct s_map_region {
 347
 348   void *start_addr;             /* Start address of the map */
 349   void *end_addr;               /* End address of the map */
 350   int prot;                     /* Memory protection */
 351   int flags;                    /* Additional memory flags */
 352   void *offset;                 /* Offset in the file/whatever */
 353   char dev_major;               /* Major of the device */
 354   char dev_minor;               /* Minor of the device */
 355   unsigned long inode;          /* Inode in the device */
 356   char *pathname;               /* Path name of the mapped file */
 357
 358 } s_map_region_t;
 359
 360 typedef struct s_memory_map {
 361
 362   s_map_region_t *regions;      /* Pointer to an array of regions */
 363   int mapsize;                  /* Number of regions in the memory */
 364
 365 } s_memory_map_t, *memory_map_t;
 366
 367
 368 void MC_init_memory_map_info(void);
 369 memory_map_t MC_get_memory_map(void);
 370 void MC_free_memory_map(memory_map_t map);
 371
 372 extern char *libsimgrid_path;
 373
 374 /********************************** Snapshot comparison **********************************/
 375
 376 typedef struct s_mc_comparison_times{
 377   double nb_processes_comparison_time;
 378   double bytes_used_comparison_time;
 379   double stacks_sizes_comparison_time;
 380   double binary_global_variables_comparison_time;
 381   double libsimgrid_global_variables_comparison_time;
 382   double heap_comparison_time;
 383   double stacks_comparison_time;
 384 }s_mc_comparison_times_t, *mc_comparison_times_t;
 385
 386 extern __thread mc_comparison_times_t mc_comp_times;
 387 extern __thread double mc_snapshot_comparison_time;
 388
 389 int snapshot_compare(void *state1, void *state2);
 390 void print_comparison_times(void);
 391
 392 //#define MC_DEBUG 1
 393 #define MC_VERBOSE 1
 394
 395 /********************************** Safety verification **************************************/
 396
 397 typedef enum {
 398   e_mc_reduce_unset,
 399   e_mc_reduce_none,
 400   e_mc_reduce_dpor
 401 } e_mc_reduce_t;
 402
 403 extern e_mc_reduce_t mc_reduce_kind;
 404 extern xbt_dict_t first_enabled_state;
 405
 406 void MC_pre_modelcheck_safety(void);
 407 void MC_modelcheck_safety(void);
 408
 409 typedef struct s_mc_visited_state{
 410   mc_snapshot_t system_state;
 411   size_t heap_bytes_used;
 412   int nb_processes;
 413   int num;
 414   int other_num; // dot_output for
 415 }s_mc_visited_state_t, *mc_visited_state_t;
 416
 417 extern xbt_dynar_t visited_states;
 418 mc_visited_state_t is_visited_state(void);
 419 void visited_state_free(mc_visited_state_t state);
 420 void visited_state_free_voidp(void *s);
 421
 422 /********************************** Liveness verification **************************************/
 423
 424 extern xbt_automaton_t _mc_property_automaton;
 425
 426 typedef struct s_mc_pair{
 427   int num;
 428   int search_cycle;
 429   mc_state_t graph_state; /* System state included */
 430   xbt_automaton_state_t automaton_state;
 431   xbt_dynar_t atomic_propositions;
 432   int requests;
 433 }s_mc_pair_t, *mc_pair_t;
 434
 435 typedef struct s_mc_visited_pair{
 436   int num;
 437   int other_num; /* Dot output for */
 438   int acceptance_pair;
 439   mc_state_t graph_state; /* System state included */
 440   xbt_automaton_state_t automaton_state;
 441   xbt_dynar_t atomic_propositions;
 442   size_t heap_bytes_used;
 443   int nb_processes;
 444   int acceptance_removed;
 445   int visited_removed;
 446 }s_mc_visited_pair_t, *mc_visited_pair_t;
 447
 448 mc_pair_t MC_pair_new(void);
 449 void MC_pair_delete(mc_pair_t);
 450 void mc_pair_free_voidp(void *p);
 451 mc_visited_pair_t MC_visited_pair_new(int pair_num, xbt_automaton_state_t automaton_state, xbt_dynar_t atomic_propositions);
 452 void MC_visited_pair_delete(mc_visited_pair_t p);
 453
 454 void MC_pre_modelcheck_liveness(void);
 455 void MC_modelcheck_liveness(void);
 456 void MC_show_stack_liveness(xbt_fifo_t stack);
 457 void MC_dump_stack_liveness(xbt_fifo_t stack);
 458
 459 extern xbt_dynar_t visited_pairs;
 460 int is_visited_pair(mc_visited_pair_t pair, int pair_num, xbt_automaton_state_t automaton_state, xbt_dynar_t atomic_propositions);
 461
 462
 463 /********************************** Variables with DWARF **********************************/
 464
 465 #define MC_OBJECT_INFO_EXECUTABLE 1
 466
 467 struct s_mc_object_info {
 468   size_t flags;
 469   char* file_name;
 470   char *start_exec, *end_exec; // Executable segment
 471   char *start_rw, *end_rw; // Read-write segment
 472   char *start_ro, *end_ro; // read-only segment
 473   xbt_dict_t subprograms; // xbt_dict_t<origin as hexadecimal string, dw_frame_t>
 474   xbt_dynar_t global_variables; // xbt_dynar_t<dw_variable_t>
 475   xbt_dict_t types; // xbt_dict_t<origin as hexadecimal string, dw_type_t>
 476   xbt_dict_t full_types_by_name; // xbt_dict_t<name, dw_type_t> (full defined type only)
 477
 478   // Here we sort the minimal information for an efficient (and cache-efficient)
 479   // lookup of a function given an instruction pointer.
 480   // The entries are sorted by low_pc and a binary search can be used to look them up.
 481   xbt_dynar_t functions_index;
 482 };
 483
 484 mc_object_info_t MC_new_object_info(void);
 485 mc_object_info_t MC_find_object_info(memory_map_t maps, char* name, int executable);
 486 void MC_free_object_info(mc_object_info_t* p);
 487
 488 void MC_dwarf_get_variables(mc_object_info_t info);
 489 void MC_dwarf_get_variables_libdw(mc_object_info_t info);
 490 const char* MC_dwarf_attrname(int attr);
 491 const char* MC_dwarf_tagname(int tag);
 492
 493 dw_frame_t MC_find_function_by_ip(void* ip);
 494 mc_object_info_t MC_ip_find_object_info(void* ip);
 495
 496 extern mc_object_info_t mc_libsimgrid_info;
 497 extern mc_object_info_t mc_binary_info;
 498 extern mc_object_info_t mc_object_infos[2];
 499 extern size_t mc_object_infos_size;
 500
 501 void MC_find_object_address(memory_map_t maps, mc_object_info_t result);
 502 void MC_post_process_types(mc_object_info_t info);
 503 void MC_post_process_object_info(mc_object_info_t info);
 504
 505 // ***** Expressions
 506
 507 /** \brief a DWARF expression with optional validity contraints */
 508 typedef struct s_mc_expression {
 509   size_t size;
 510   Dwarf_Op* ops;
 511   // Optional validity:
 512   void* lowpc, *highpc;
 513 } s_mc_expression_t, *mc_expression_t;
 514
 515 /** A location list (list of location expressions) */
 516 typedef struct s_mc_location_list {
 517   size_t size;
 518   mc_expression_t locations;
 519 } s_mc_location_list_t, *mc_location_list_t;
 520
 521 /** A location is either a location in memory of a register location
 522  *
 523  *  Usage:
 524  *
 525  *    * mc_dwarf_resolve_locations or mc_dwarf_resolve_location is used
 526  *      to find the location of a given location expression or location list;
 527  *
 528  *    * mc_get_location_type MUST be used to find the location type;
 529  *
 530  *    * for MC_LOCATION_TYPE_ADDRESS, memory_address is the resulting address
 531  *
 532  *    * for MC_LOCATION_TYPE_REGISTER, unw_get_reg(l.cursor, l.register_id, value)
 533  *        and unw_get_reg(l.cursor, l.register_id, value) can be used to read/write
 534  *        the value.
 535  *  </ul>
 536  */
 537 typedef struct s_mc_location {
 538   void* memory_location;
 539   unw_cursor_t* cursor;
 540   int register_id;
 541 } s_mc_location_t, *mc_location_t;
 542
 543 /** Type of a given location
 544  *
 545  *  Use `mc_get_location_type(location)` to find the type.
 546  * */
 547 typedef enum mc_location_type {
 548   MC_LOCATION_TYPE_ADDRESS,
 549   MC_LOCATION_TYPE_REGISTER
 550 } mc_location_type;
 551
 552 /** Find the type of a location */
 553 static inline __attribute__ ((always_inline))
 554 enum mc_location_type mc_get_location_type(mc_location_t location) {
 555   if (location->cursor) {
 556     return MC_LOCATION_TYPE_REGISTER;
 557   } else {
 558     return MC_LOCATION_TYPE_ADDRESS;
 559   }
 560 }
 561
 562 void mc_dwarf_resolve_location(mc_location_t location, mc_expression_t expression, mc_object_info_t object_info, unw_cursor_t* c, void* frame_pointer_address, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
 563 void mc_dwarf_resolve_locations(mc_location_t location, mc_location_list_t locations, mc_object_info_t object_info, unw_cursor_t* c, void* frame_pointer_address, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
 564
 565 void mc_dwarf_expression_clear(mc_expression_t expression);
 566 void mc_dwarf_expression_init(mc_expression_t expression, size_t len, Dwarf_Op* ops);
 567
 568 void mc_dwarf_location_list_clear(mc_location_list_t list);
 569
 570 void mc_dwarf_location_list_init_from_expression(mc_location_list_t target, size_t len, Dwarf_Op* ops);
 571 void mc_dwarf_location_list_init(mc_location_list_t target, mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Attribute* attr);
 572
 573 // ***** Variables and functions
 574
 575 struct s_dw_type{
 576   e_dw_type_type type;
 577   Dwarf_Off id; /* Offset in the section (in hexadecimal form) */
 578   char *name; /* Name of the type */
 579   int byte_size; /* Size in bytes */
 580   int element_count; /* Number of elements for array type */
 581   char *dw_type_id; /* DW_AT_type id */
 582   xbt_dynar_t members; /* if DW_TAG_structure_type, DW_TAG_class_type, DW_TAG_union_type*/
 583   int is_pointer_type;
 584
 585   // Location (for members) is either of:
 586   struct s_mc_expression location;
 587   int offset;
 588
 589   dw_type_t subtype; // DW_AT_type
 590   dw_type_t full_type; // The same (but more complete) type
 591 };
 592
 593 void* mc_member_resolve(const void* base, dw_type_t type, dw_type_t member, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
 594
 595 typedef struct s_dw_variable{
 596   Dwarf_Off dwarf_offset; /* Global offset of the field. */
 597   int global;
 598   char *name;
 599   char *type_origin;
 600   dw_type_t type;
 601
 602   // Use either of:
 603   s_mc_location_list_t locations;
 604   void* address;
 605
 606   size_t start_scope;
 607   mc_object_info_t object_info;
 608
 609 }s_dw_variable_t, *dw_variable_t;
 610
 611 struct s_dw_frame{
 612   int tag;
 613   char *name;
 614   void *low_pc;
 615   void *high_pc;
 616   s_mc_location_list_t frame_base;
 617   xbt_dynar_t /* <dw_variable_t> */ variables; /* Cannot use dict, there may be several variables with the same name (in different lexical blocks)*/
 618   unsigned long int id; /* DWARF offset of the subprogram */
 619   xbt_dynar_t /* <dw_frame_t> */ scopes;
 620   Dwarf_Off abstract_origin_id;
 621   mc_object_info_t object_info;
 622 };
 623
 624 struct s_mc_function_index_item {
 625   void* low_pc, *high_pc;
 626   dw_frame_t function;
 627 };
 628
 629 void mc_frame_free(dw_frame_t freme);
 630
 631 void dw_type_free(dw_type_t t);
 632 void dw_variable_free(dw_variable_t v);
 633 void dw_variable_free_voidp(void *t);
 634
 635 void MC_dwarf_register_global_variable(mc_object_info_t info, dw_variable_t variable);
 636 void MC_register_variable(mc_object_info_t info, dw_frame_t frame, dw_variable_t variable);
 637 void MC_dwarf_register_non_global_variable(mc_object_info_t info, dw_frame_t frame, dw_variable_t variable);
 638 void MC_dwarf_register_variable(mc_object_info_t info, dw_frame_t frame, dw_variable_t variable);
 639
 640 /** Find the DWARF offset for this ELF object
 641  *
 642  *  An offset is applied to address found in DWARF:
 643  *
 644  *  <ul>
 645  *    <li>for an executable obejct, addresses are virtual address
 646  *        (there is no offset) i.e. \f$\text{virtual address} = \{dwarf address}\f$;</li>
 647  *    <li>for a shared object, the addreses are offset from the begining
 648  *        of the shared object (the base address of the mapped shared
 649  *        object must be used as offset
 650  *        i.e. \f$\text{virtual address} = \text{shared object base address}
 651  *             + \text{dwarf address}\f$.</li>
 652  *
 653  */
 654 void* MC_object_base_address(mc_object_info_t info);
 655
 656 /********************************** DWARF **********************************/
 657
 658 #define MC_EXPRESSION_STACK_SIZE 64
 659
 660 #define MC_EXPRESSION_OK 0
 661 #define MC_EXPRESSION_E_UNSUPPORTED_OPERATION 1
 662 #define MC_EXPRESSION_E_STACK_OVERFLOW 2
 663 #define MC_EXPRESSION_E_STACK_UNDERFLOW 3
 664 #define MC_EXPRESSION_E_MISSING_STACK_CONTEXT 4
 665 #define MC_EXPRESSION_E_MISSING_FRAME_BASE 5
 666 #define MC_EXPRESSION_E_NO_BASE_ADDRESS 6
 667
 668 typedef struct s_mc_expression_state {
 669   uintptr_t stack[MC_EXPRESSION_STACK_SIZE];
 670   size_t stack_size;
 671
 672   unw_cursor_t* cursor;
 673   void* frame_base;
 674   mc_snapshot_t snapshot;
 675   mc_object_info_t object_info;
 676   int process_index;
 677 } s_mc_expression_state_t, *mc_expression_state_t;
 678
 679 int mc_dwarf_execute_expression(size_t n, const Dwarf_Op* ops, mc_expression_state_t state);
 680
 681 void* mc_find_frame_base(dw_frame_t frame, mc_object_info_t object_info, unw_cursor_t* unw_cursor);
 682
 683 /********************************** Miscellaneous **********************************/
 684
 685 typedef struct s_local_variable{
 686   dw_frame_t subprogram;
 687   unsigned long ip;
 688   char *name;
 689   dw_type_t type;
 690   void *address;
 691   int region;
 692 }s_local_variable_t, *local_variable_t;
 693
 694 /********************************* Communications pattern ***************************/
 695
 696 typedef struct s_mc_comm_pattern{
 697   int num;
 698   smx_action_t comm;
 699   e_smx_comm_type_t type;
 700   unsigned long src_proc;
 701   unsigned long dst_proc;
 702   const char *src_host;
 703   const char *dst_host;
 704   char *rdv;
 705   ssize_t data_size;
 706   void *data;
 707 }s_mc_comm_pattern_t, *mc_comm_pattern_t;
 708
 709 extern xbt_dynar_t initial_communications_pattern;
 710 extern xbt_dynar_t communications_pattern;
 711 extern xbt_dynar_t incomplete_communications_pattern;
 712
 713 void get_comm_pattern(xbt_dynar_t communications_pattern, smx_simcall_t request, int call);
 714 void complete_comm_pattern(xbt_dynar_t list, smx_action_t comm);
 715 void MC_pre_modelcheck_comm_determinism(void);
 716 void MC_modelcheck_comm_determinism(void);
 717
 718 /* *********** Sets *********** */
 719
 720 typedef struct s_mc_address_set *mc_address_set_t;
 721
 722 mc_address_set_t mc_address_set_new();
 723 void mc_address_set_free(mc_address_set_t* p);
 724 void mc_address_add(mc_address_set_t p, const void* value);
 725 bool mc_address_test(mc_address_set_t p, const void* value);
 726
 727 /* *********** Hash *********** */
 728
 729 /** \brief Hash the current state
 730  *  \param num_state number of states
 731  *  \param stacks stacks (mc_snapshot_stak_t) used fot the stack unwinding informations
 732  *  \result resulting hash
 733  * */
 734 uint64_t mc_hash_processes_state(int num_state, xbt_dynar_t stacks);
 735
 736 /* *********** Snapshot *********** */
 737
 738 static inline __attribute__((always_inline))
 739 void* mc_translate_address_region(uintptr_t addr, mc_mem_region_t region)
 740 {
 741     size_t pageno = mc_page_number(region->start_addr, (void*) addr);
 742     size_t snapshot_pageno = region->page_numbers[pageno];
 743     const void* snapshot_page = mc_page_store_get_page(mc_model_checker->pages, snapshot_pageno);
 744     return (char*) snapshot_page + mc_page_offset((void*) addr);
 745 }
 746
 747 /** \brief Translate a pointer from process address space to snapshot address space
 748  *
 749  *  The address space contains snapshot of the main/application memory:
 750  *  this function finds the address in a given snaphot for a given
 751  *  real/application address.
 752  *
 753  *  For read only memory regions and other regions which are not int the
 754  *  snapshot, the address is not changed.
 755  *
 756  *  \param addr     Application address
 757  *  \param snapshot The snapshot of interest (if NULL no translation is done)
 758  *  \return         Translated address in the snapshot address space
 759  * */
 760 static inline __attribute__((always_inline))
 761 void* mc_translate_address(uintptr_t addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index)
 762 {
 763
 764   // If not in a process state/clone:
 765   if (!snapshot) {
 766     return (uintptr_t *) addr;
 767   }
 768
 769   mc_mem_region_t region = mc_get_snapshot_region((void*) addr, snapshot, process_index);
 770
 771   xbt_assert(mc_region_contain(region, (void*) addr), "Trying to read out of the region boundary.");
 772
 773   if (!region) {
 774     return (void *) addr;
 775   }
 776
 777   // Flat snapshot:
 778   else if (region->data) {
 779     uintptr_t offset = addr - (uintptr_t) region->start_addr;
 780     return (void *) ((uintptr_t) region->data + offset);
 781   }
 782
 783   // Per-page snapshot:
 784   else if (region->page_numbers) {
 785     return mc_translate_address_region(addr, region);
 786   }
 787
 788   else {
 789     xbt_die("No data for this memory region");
 790   }
 791 }
 792
 793 static inline __attribute__ ((always_inline))
 794   void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot) {
 795   if(snapshot==NULL)
 796       xbt_die("snapshot is NULL");
 797   void** addr = &(std_heap->breakval);
 798   return mc_snapshot_read_pointer(addr, snapshot, MC_ANY_PROCESS_INDEX);
 799 }
 800
 801 static inline __attribute__ ((always_inline))
 802 void* mc_snapshot_read_pointer(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index)
 803 {
 804   void* res;
 805   return *(void**) mc_snapshot_read(addr, snapshot, process_index, &res, sizeof(void*));
 806 }
 807
 808 /** @brief Read memory from a snapshot region
 809  *
 810  *  @param addr    Process (non-snapshot) address of the data
 811  *  @param region  Snapshot memory region where the data is located
 812  *  @param target  Buffer to store the value
 813  *  @param size    Size of the data to read in bytes
 814  *  @return Pointer where the data is located (target buffer of original location)
 815  */
 816 static inline __attribute__((always_inline))
 817 void* mc_snapshot_read_region(void* addr, mc_mem_region_t region, void* target, size_t size)
 818 {
 819   if (region==NULL)
 820     return addr;
 821
 822   uintptr_t offset = (char*) addr - (char*) region->start_addr;
 823
 824   xbt_assert(mc_region_contain(region, addr),
 825     "Trying to read out of the region boundary.");
 826
 827   // Linear memory region:
 828   if (region->data) {
 829     return (char*) region->data + offset;
 830   }
 831
 832   // Fragmented memory region:
 833   else if (region->page_numbers) {
 834     // Last byte of the region:
 835     void* end = (char*) addr + size - 1;
 836     if( mc_same_page(addr, end) ) {
 837       // The memory is contained in a single page:
 838       return mc_translate_address_region((uintptr_t) addr, region);
 839     } else {
 840       // The memory spans several pages:
 841       return mc_snapshot_read_fragmented(addr, region, target, size);
 842     }
 843   }
 844
 845   else {
 846     xbt_die("No data available for this region");
 847   }
 848 }
 849
 850 static inline __attribute__ ((always_inline))
 851 void* mc_snapshot_read_pointer_region(void* addr, mc_mem_region_t region)
 852 {
 853   void* res;
 854   return *(void**) mc_snapshot_read_region(addr, region, &res, sizeof(void*));
 855 }
 856
 857 SG_END_DECL()
 858
 859 #endif