src/mc/compare.cpp

   1 /* Copyright (c) 2008-2023. 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 /** \file compare.cpp Memory snapshotting and comparison                    */
   7
   8 #include "src/mc/mc_config.hpp"
   9 #include "src/mc/mc_private.hpp"
  10 #include "src/mc/sosp/Snapshot.hpp"
  11 #include "xbt/ex.h"
  12
  13 #include <algorithm>
  14
  15 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_compare, mc, "Logging specific to mc_compare in mc");
  16
  17 namespace simgrid::mc {
  18
  19 /*********************************** Heap comparison ***********************************/
  20 /***************************************************************************************/
  21
  22 class HeapLocation {
  23 public:
  24   int block_    = 0;
  25   int fragment_ = 0;
  26
  27   HeapLocation() = default;
  28   explicit HeapLocation(int block, int fragment = 0) : block_(block), fragment_(fragment) {}
  29
  30   bool operator==(HeapLocation const& that) const
  31   {
  32     return block_ == that.block_ && fragment_ == that.fragment_;
  33   }
  34   bool operator<(HeapLocation const& that) const
  35   {
  36     return std::make_pair(block_, fragment_) < std::make_pair(that.block_, that.fragment_);
  37   }
  38 };
  39
  40 using HeapLocationPair  = std::array<HeapLocation, 2>;
  41 using HeapLocationPairs = std::set<HeapLocationPair>;
  42
  43 class HeapArea : public HeapLocation {
  44 public:
  45   bool valid_ = false;
  46   HeapArea() = default;
  47   explicit HeapArea(int block) : valid_(true) { block_ = block; }
  48   HeapArea(int block, int fragment) : valid_(true)
  49   {
  50     block_    = block;
  51     fragment_ = fragment;
  52   }
  53 };
  54
  55 class ProcessComparisonState {
  56 public:
  57   const std::vector<IgnoredHeapRegion>* to_ignore = nullptr;
  58   std::vector<HeapArea> equals_to;
  59   std::vector<Type*> types;
  60   std::size_t heapsize = 0;
  61
  62   void initHeapInformation(const s_xbt_mheap_t* heap, const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i);
  63 };
  64
  65 class StateComparator {
  66 public:
  67   s_xbt_mheap_t std_heap_copy;
  68   std::size_t heaplimit;
  69   std::array<ProcessComparisonState, 2> processStates;
  70
  71   std::unordered_set<std::pair<const void*, const void*>, simgrid::xbt::hash<std::pair<const void*, const void*>>>
  72       compared_pointers;
  73
  74   void clear()
  75   {
  76     compared_pointers.clear();
  77   }
  78
  79   int initHeapInformation(const s_xbt_mheap_t* heap1, const s_xbt_mheap_t* heap2,
  80                           const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i1, const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i2);
  81
  82   template <int rank> HeapArea& equals_to_(std::size_t i, std::size_t j)
  83   {
  84     return processStates[rank - 1].equals_to[MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK * i + j];
  85   }
  86   template <int rank> Type*& types_(std::size_t i, std::size_t j)
  87   {
  88     return processStates[rank - 1].types[MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK * i + j];
  89   }
  90
  91   template <int rank> HeapArea const& equals_to_(std::size_t i, std::size_t j) const
  92   {
  93     return processStates[rank - 1].equals_to[MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK * i + j];
  94   }
  95   template <int rank> Type* const& types_(std::size_t i, std::size_t j) const
  96   {
  97     return processStates[rank - 1].types[MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK * i + j];
  98   }
  99
 100   /** Check whether two blocks are known to be matching
 101    *
 102    *  @param b1     Block of state 1
 103    *  @param b2     Block of state 2
 104    *  @return       if the blocks are known to be matching
 105    */
 106   bool blocksEqual(int b1, int b2) const
 107   {
 108     return this->equals_to_<1>(b1, 0).block_ == b2 && this->equals_to_<2>(b2, 0).block_ == b1;
 109   }
 110
 111   /** Check whether two fragments are known to be matching
 112    *
 113    *  @param b1     Block of state 1
 114    *  @param f1     Fragment of state 1
 115    *  @param b2     Block of state 2
 116    *  @param f2     Fragment of state 2
 117    *  @return       if the fragments are known to be matching
 118    */
 119   int fragmentsEqual(int b1, int f1, int b2, int f2) const
 120   {
 121     return this->equals_to_<1>(b1, f1).block_ == b2 && this->equals_to_<1>(b1, f1).fragment_ == f2 &&
 122            this->equals_to_<2>(b2, f2).block_ == b1 && this->equals_to_<2>(b2, f2).fragment_ == f1;
 123   }
 124
 125   void match_equals(const HeapLocationPairs* list);
 126 };
 127
 128 } // namespace simgrid::mc
 129
 130 /************************************************************************************/
 131
 132 static ssize_t heap_comparison_ignore_size(const std::vector<simgrid::mc::IgnoredHeapRegion>* ignore_list,
 133                                            const void* address)
 134 {
 135   auto pos = std::lower_bound(ignore_list->begin(), ignore_list->end(), address,
 136                               [](auto const& reg, auto const* addr) { return reg.address < addr; });
 137   return (pos != ignore_list->end() && pos->address == address) ? pos->size : -1;
 138 }
 139
 140 static bool is_stack(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process, const void* address)
 141 {
 142   auto const& stack_areas = process.stack_areas();
 143   return std::any_of(stack_areas.begin(), stack_areas.end(),
 144                      [address](auto const& stack) { return stack.address == address; });
 145 }
 146
 147 // TODO, this should depend on the snapshot?
 148 static bool is_block_stack(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process, int block)
 149 {
 150   auto const& stack_areas = process.stack_areas();
 151   return std::any_of(stack_areas.begin(), stack_areas.end(),
 152                      [block](auto const& stack) { return stack.block == block; });
 153 }
 154
 155 namespace simgrid::mc {
 156
 157 void StateComparator::match_equals(const HeapLocationPairs* list)
 158 {
 159   for (auto const& pair : *list) {
 160     if (pair[0].fragment_ != -1) {
 161       this->equals_to_<1>(pair[0].block_, pair[0].fragment_) = HeapArea(pair[1].block_, pair[1].fragment_);
 162       this->equals_to_<2>(pair[1].block_, pair[1].fragment_) = HeapArea(pair[0].block_, pair[0].fragment_);
 163     } else {
 164       this->equals_to_<1>(pair[0].block_, 0) = HeapArea(pair[1].block_, pair[1].fragment_);
 165       this->equals_to_<2>(pair[1].block_, 0) = HeapArea(pair[0].block_, pair[0].fragment_);
 166     }
 167   }
 168 }
 169
 170 void ProcessComparisonState::initHeapInformation(const s_xbt_mheap_t* heap, const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i)
 171 {
 172   auto heaplimit  = heap->heaplimit;
 173   this->heapsize  = heap->heapsize;
 174   this->to_ignore = &i;
 175   this->equals_to.assign(heaplimit * MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK, HeapArea());
 176   this->types.assign(heaplimit * MAX_FRAGMENT_PER_BLOCK, nullptr);
 177 }
 178
 179 int StateComparator::initHeapInformation(const s_xbt_mheap_t* heap1, const s_xbt_mheap_t* heap2,
 180                                          const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i1,
 181                                          const std::vector<IgnoredHeapRegion>& i2)
 182 {
 183   if ((heap1->heaplimit != heap2->heaplimit) || (heap1->heapsize != heap2->heapsize))
 184     return -1;
 185   this->heaplimit     = heap1->heaplimit;
 186   this->std_heap_copy = *mc_model_checker->get_remote_process_memory().get_heap();
 187   this->processStates[0].initHeapInformation(heap1, i1);
 188   this->processStates[1].initHeapInformation(heap2, i2);
 189   return 0;
 190 }
 191
 192 // TODO, have a robust way to find it in O(1)
 193 static inline Region* MC_get_heap_region(const Snapshot& snapshot)
 194 {
 195   for (auto const& region : snapshot.snapshot_regions_)
 196     if (region->region_type() == RegionType::Heap)
 197       return region.get();
 198   xbt_die("No heap region");
 199 }
 200
 201 static bool heap_area_differ(const RemoteProcessMemory& process, StateComparator& state, const void* area1,
 202                              const void* area2, const Snapshot& snapshot1, const Snapshot& snapshot2,
 203                              HeapLocationPairs* previous, Type* type, int pointer_level);
 204
 205 /* Compares the content of each heap fragment between the two states, at the bit level.
 206  *
 207  * This operation is costly (about 5 seconds per snapshots' pair to compare on a small program),
 208  * but hard to optimize because our algorithm is too hackish.
 209  *
 210  * Going at bit level can trigger syntaxtic differences on states that are semantically equivalent.
 211  *
 212  * Padding bytes constitute the first source of such syntaxtic difference: Any malloced memory contains spaces that
 213  * are not used to enforce the memory alignment constraints of the CPU. So, cruft of irrelevant changes could get
 214  * added on these bits. But this case is handled properly, as any memory block is zeroed by mmalloc before being handled
 215  * back, not only for calloc but also for malloc. So the memory interstices due to padding bytes are properly zeroed.
 216  *
 217  * Another source of such change comes from the order of mallocs, that may well change from one execution path to
 218  * another. This will change the malloc fragment in which the data is stored and the pointer values (syntaxtic
 219  * difference) while the semantic of the state remains the same.
 220  *
 221  * To fix this, this code relies on a hugly hack. When we see a difference during the bit-level comparison,
 222  * we first check if it could be explained by a pointer-to-block difference. Ie, if when interpreting the memory
 223  * area containing that difference as a pointer, I get the pointer to a valid fragment in the heap (in both snapshots).
 224  *
 225  * This is why we cannot pre-compute a bit-level hash of the heap content: we discover the pointers to other memory
 226  * fragment when a difference is found during the bit-level exploration. Fixing this would require to save typing
 227  * information about the memory fragments, which is something that could be done with https://github.com/tudasc/TypeART
 228  * This would give us all pointers in the mallocated memory, allowing the graph traversal needed to precompute the hash.
 229  *
 230  * Using a hash without paying attention to malloc fragment reordering would lead to false negatives:
 231  * semantically equivalent states would be detected as [syntaxically] different. It's of no importance for the
 232  * state-equality reduction (we would re-explore semantically equivalent states), but it would endanger the soundness
 233  * of the liveness model-checker, as state-equality is used to detect the loops that constitute the accepting states of
 234  * the verified property. So we could miss counter-examples to the verified property. Not good. Not good at all.
 235  */
 236 static bool mmalloc_heap_differ(const RemoteProcessMemory& process, StateComparator& state, const Snapshot& snapshot1,
 237                                 const Snapshot& snapshot2)
 238 {
 239   /* Check busy blocks */
 240   size_t i1 = 1;
 241
 242   malloc_info heapinfo_temp1;
 243   malloc_info heapinfo_temp2;
 244   malloc_info heapinfo_temp2b;
 245
 246   const Region* heap_region1 = MC_get_heap_region(snapshot1);
 247   const Region* heap_region2 = MC_get_heap_region(snapshot2);
 248
 249   // This is the address of std_heap->heapinfo in the application process:
 250   uint64_t heapinfo_address = process.heap_address.address() + offsetof(s_xbt_mheap_t, heapinfo);
 251
 252   // This is in snapshot do not use them directly:
 253   const malloc_info* heapinfos1 = snapshot1.read(remote<malloc_info*>(heapinfo_address));
 254   const malloc_info* heapinfos2 = snapshot2.read(remote<malloc_info*>(heapinfo_address));
 255
 256   while (i1 < state.heaplimit) {
 257     const auto* heapinfo1 =
 258         static_cast<malloc_info*>(heap_region1->read(&heapinfo_temp1, &heapinfos1[i1], sizeof(malloc_info)));
 259     const auto* heapinfo2 =
 260         static_cast<malloc_info*>(heap_region2->read(&heapinfo_temp2, &heapinfos2[i1], sizeof(malloc_info)));
 261
 262     if (heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_FREE || heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_HEAPINFO) {      /* Free block */
 263       i1 ++;
 264       continue;
 265     }
 266
 267     xbt_assert(heapinfo1->type >= 0, "Unknown mmalloc block type: %d", heapinfo1->type);
 268
 269     void* addr_block1 = (ADDR2UINT(i1) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 270
 271     if (heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED) { /* Large block */
 272       if (is_stack(process, addr_block1)) {
 273         for (size_t k = 0; k < heapinfo1->busy_block.size; k++)
 274           state.equals_to_<1>(i1 + k, 0) = HeapArea(i1, -1);
 275         for (size_t k = 0; k < heapinfo2->busy_block.size; k++)
 276           state.equals_to_<2>(i1 + k, 0) = HeapArea(i1, -1);
 277         i1 += heapinfo1->busy_block.size;
 278         continue;
 279       }
 280
 281       if (state.equals_to_<1>(i1, 0).valid_) {
 282         i1++;
 283         continue;
 284       }
 285
 286       size_t i2 = 1;
 287       bool equal = false;
 288
 289       /* Try first to associate to same block in the other heap */
 290       if (heapinfo2->type == heapinfo1->type && state.equals_to_<2>(i1, 0).valid_ == 0) {
 291         const void* addr_block2 = (ADDR2UINT(i1) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 292         if (not heap_area_differ(process, state, addr_block1, addr_block2, snapshot1, snapshot2, nullptr, nullptr, 0)) {
 293           for (size_t k = 1; k < heapinfo2->busy_block.size; k++)
 294             state.equals_to_<2>(i1 + k, 0) = HeapArea(i1, -1);
 295           for (size_t k = 1; k < heapinfo1->busy_block.size; k++)
 296             state.equals_to_<1>(i1 + k, 0) = HeapArea(i1, -1);
 297           equal = true;
 298           i1 += heapinfo1->busy_block.size;
 299         }
 300       }
 301
 302       while (i2 < state.heaplimit && not equal) {
 303         const void* addr_block2 = (ADDR2UINT(i2) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 304
 305         if (i2 == i1) {
 306           i2++;
 307           continue;
 308         }
 309
 310         const auto* heapinfo2b =
 311             static_cast<malloc_info*>(heap_region2->read(&heapinfo_temp2b, &heapinfos2[i2], sizeof(malloc_info)));
 312
 313         if (heapinfo2b->type != MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED) {
 314           i2++;
 315           continue;
 316         }
 317
 318         if (state.equals_to_<2>(i2, 0).valid_) {
 319           i2++;
 320           continue;
 321         }
 322
 323         if (not heap_area_differ(process, state, addr_block1, addr_block2, snapshot1, snapshot2, nullptr, nullptr, 0)) {
 324           for (size_t k = 1; k < heapinfo2b->busy_block.size; k++)
 325             state.equals_to_<2>(i2 + k, 0) = HeapArea(i1, -1);
 326           for (size_t k = 1; k < heapinfo1->busy_block.size; k++)
 327             state.equals_to_<1>(i1 + k, 0) = HeapArea(i2, -1);
 328           equal = true;
 329           i1 += heapinfo1->busy_block.size;
 330         }
 331         i2++;
 332       }
 333
 334       if (not equal) {
 335         XBT_DEBUG("Block %zu not found (size_used = %zu, addr = %p)", i1, heapinfo1->busy_block.busy_size, addr_block1);
 336         return true;
 337       }
 338     } else { /* Fragmented block */
 339       for (size_t j1 = 0; j1 < (size_t)(BLOCKSIZE >> heapinfo1->type); j1++) {
 340         if (heapinfo1->busy_frag.frag_size[j1] == -1) /* Free fragment_ */
 341           continue;
 342
 343         if (state.equals_to_<1>(i1, j1).valid_)
 344           continue;
 345
 346         void* addr_frag1 = (char*)addr_block1 + (j1 << heapinfo1->type);
 347
 348         size_t i2 = 1;
 349         bool equal = false;
 350
 351         /* Try first to associate to same fragment_ in the other heap */
 352         if (heapinfo2->type == heapinfo1->type && not state.equals_to_<2>(i1, j1).valid_) {
 353           const void* addr_block2 = (ADDR2UINT(i1) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 354           const void* addr_frag2  = (const char*)addr_block2 + (j1 << heapinfo2->type);
 355           if (not heap_area_differ(process, state, addr_frag1, addr_frag2, snapshot1, snapshot2, nullptr, nullptr, 0))
 356             equal = true;
 357         }
 358
 359         while (i2 < state.heaplimit && not equal) {
 360           const auto* heapinfo2b =
 361               static_cast<malloc_info*>(heap_region2->read(&heapinfo_temp2b, &heapinfos2[i2], sizeof(malloc_info)));
 362
 363           if (heapinfo2b->type == MMALLOC_TYPE_FREE || heapinfo2b->type == MMALLOC_TYPE_HEAPINFO) {
 364             i2 ++;
 365             continue;
 366           }
 367
 368           // We currently do not match fragments with unfragmented blocks (maybe we should).
 369           if (heapinfo2b->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED) {
 370             i2++;
 371             continue;
 372           }
 373
 374           xbt_assert(heapinfo2b->type >= 0, "Unknown mmalloc block type: %d", heapinfo2b->type);
 375
 376           for (size_t j2 = 0; j2 < (size_t)(BLOCKSIZE >> heapinfo2b->type); j2++) {
 377             if (i2 == i1 && j2 == j1)
 378               continue;
 379
 380             if (state.equals_to_<2>(i2, j2).valid_)
 381               continue;
 382
 383             const void* addr_block2 = (ADDR2UINT(i2) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 384             const void* addr_frag2  = (const char*)addr_block2 + (j2 << heapinfo2b->type);
 385
 386             if (not heap_area_differ(process, state, addr_frag1, addr_frag2, snapshot1, snapshot2, nullptr, nullptr,
 387                                      0)) {
 388               equal = true;
 389               break;
 390             }
 391           }
 392           i2++;
 393         }
 394
 395         if (not equal) {
 396           XBT_DEBUG("Block %zu, fragment_ %zu not found (size_used = %zd, address = %p)\n", i1, j1,
 397                     heapinfo1->busy_frag.frag_size[j1], addr_frag1);
 398           return true;
 399         }
 400       }
 401       i1++;
 402     }
 403   }
 404
 405   /* All blocks/fragments are equal to another block/fragment_ ? */
 406   for (size_t i = 1; i < state.heaplimit; i++) {
 407     const auto* heapinfo1 =
 408         static_cast<malloc_info*>(heap_region1->read(&heapinfo_temp1, &heapinfos1[i], sizeof(malloc_info)));
 409
 410     if (heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED && i1 == state.heaplimit && heapinfo1->busy_block.busy_size > 0 &&
 411         not state.equals_to_<1>(i, 0).valid_) {
 412       XBT_DEBUG("Block %zu not found (size used = %zu)", i, heapinfo1->busy_block.busy_size);
 413       return true;
 414     }
 415
 416     if (heapinfo1->type <= 0)
 417       continue;
 418     for (size_t j = 0; j < (size_t)(BLOCKSIZE >> heapinfo1->type); j++)
 419       if (i1 == state.heaplimit && heapinfo1->busy_frag.frag_size[j] > 0 && not state.equals_to_<1>(i, j).valid_) {
 420         XBT_DEBUG("Block %zu, Fragment %zu not found (size used = %zd)", i, j, heapinfo1->busy_frag.frag_size[j]);
 421         return true;
 422       }
 423   }
 424
 425   for (size_t i = 1; i < state.heaplimit; i++) {
 426     const auto* heapinfo2 =
 427         static_cast<malloc_info*>(heap_region2->read(&heapinfo_temp2, &heapinfos2[i], sizeof(malloc_info)));
 428     if (heapinfo2->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED && i1 == state.heaplimit && heapinfo2->busy_block.busy_size > 0 &&
 429         not state.equals_to_<2>(i, 0).valid_) {
 430       XBT_DEBUG("Block %zu not found (size used = %zu)", i,
 431                 heapinfo2->busy_block.busy_size);
 432       return true;
 433     }
 434
 435     if (heapinfo2->type <= 0)
 436       continue;
 437
 438     for (size_t j = 0; j < (size_t)(BLOCKSIZE >> heapinfo2->type); j++)
 439       if (i1 == state.heaplimit && heapinfo2->busy_frag.frag_size[j] > 0 && not state.equals_to_<2>(i, j).valid_) {
 440         XBT_DEBUG("Block %zu, Fragment %zu not found (size used = %zd)",
 441           i, j, heapinfo2->busy_frag.frag_size[j]);
 442         return true;
 443       }
 444   }
 445   return false;
 446 }
 447
 448 /**
 449  *
 450  * @param state
 451  * @param real_area1     Process address for state 1
 452  * @param real_area2     Process address for state 2
 453  * @param snapshot1      Snapshot of state 1
 454  * @param snapshot2      Snapshot of state 2
 455  * @param previous
 456  * @param size
 457  * @param check_ignore
 458  * @return true when different, false otherwise (same or unknown)
 459  */
 460 static bool heap_area_differ_without_type(const RemoteProcessMemory& process, StateComparator& state,
 461                                           const void* real_area1, const void* real_area2, const Snapshot& snapshot1,
 462                                           const Snapshot& snapshot2, HeapLocationPairs* previous, int size,
 463                                           int check_ignore)
 464 {
 465   const Region* heap_region1  = MC_get_heap_region(snapshot1);
 466   const Region* heap_region2  = MC_get_heap_region(snapshot2);
 467
 468   for (int i = 0; i < size; ) {
 469     if (check_ignore > 0) {
 470       ssize_t ignore1 = heap_comparison_ignore_size(state.processStates[0].to_ignore, (const char*)real_area1 + i);
 471       if (ignore1 != -1) {
 472         ssize_t ignore2 = heap_comparison_ignore_size(state.processStates[1].to_ignore, (const char*)real_area2 + i);
 473         if (ignore2 == ignore1) {
 474           if (ignore1 == 0) {
 475             return false;
 476           } else {
 477             i = i + ignore2;
 478             check_ignore--;
 479             continue;
 480           }
 481         }
 482       }
 483     }
 484
 485     if (MC_snapshot_region_memcmp((const char*)real_area1 + i, heap_region1, (const char*)real_area2 + i, heap_region2,
 486                                   1) != 0) {
 487       int pointer_align = (i / sizeof(void *)) * sizeof(void *);
 488       const void* addr_pointed1 = snapshot1.read(remote((void* const*)((const char*)real_area1 + pointer_align)));
 489       const void* addr_pointed2 = snapshot2.read(remote((void* const*)((const char*)real_area2 + pointer_align)));
 490
 491       if (process.in_maestro_stack(remote(addr_pointed1)) && process.in_maestro_stack(remote(addr_pointed2))) {
 492         i = pointer_align + sizeof(void *);
 493         continue;
 494       }
 495
 496       if (snapshot1.on_heap(addr_pointed1) && snapshot2.on_heap(addr_pointed2)) {
 497         // Both addresses are in the heap:
 498         if (heap_area_differ(process, state, addr_pointed1, addr_pointed2, snapshot1, snapshot2, previous, nullptr, 0))
 499           return true;
 500         i = pointer_align + sizeof(void *);
 501         continue;
 502       }
 503       return true;
 504     }
 505     i++;
 506   }
 507   return false;
 508 }
 509
 510 /**
 511  *
 512  * @param state
 513  * @param real_area1     Process address for state 1
 514  * @param real_area2     Process address for state 2
 515  * @param snapshot1      Snapshot of state 1
 516  * @param snapshot2      Snapshot of state 2
 517  * @param previous
 518  * @param type
 519  * @param area_size      either a byte_size or an elements_count (?)
 520  * @param check_ignore
 521  * @param pointer_level
 522  * @return               true when different, false otherwise (same or unknown)
 523  */
 524 static bool heap_area_differ_with_type(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process, StateComparator& state,
 525                                        const void* real_area1, const void* real_area2, const Snapshot& snapshot1,
 526                                        const Snapshot& snapshot2, HeapLocationPairs* previous, const Type* type,
 527                                        int area_size, int check_ignore, int pointer_level)
 528 {
 529   // HACK: This should not happen but in practice, there are some
 530   // DW_TAG_typedef without an associated DW_AT_type:
 531   //<1><538832>: Abbrev Number: 111 (DW_TAG_typedef)
 532   //    <538833>   DW_AT_name        : (indirect string, offset: 0x2292f3): gregset_t
 533   //    <538837>   DW_AT_decl_file   : 98
 534   //    <538838>   DW_AT_decl_line   : 37
 535   if (type == nullptr)
 536     return false;
 537
 538   if (is_stack(process, real_area1) && is_stack(process, real_area2))
 539     return false;
 540
 541   if (check_ignore > 0) {
 542     ssize_t ignore1 = heap_comparison_ignore_size(state.processStates[0].to_ignore, real_area1);
 543     if (ignore1 > 0 && heap_comparison_ignore_size(state.processStates[1].to_ignore, real_area2) == ignore1)
 544       return false;
 545   }
 546
 547   const Type* subtype;
 548   const Type* subsubtype;
 549   int elm_size;
 550   const void* addr_pointed1;
 551   const void* addr_pointed2;
 552
 553   const Region* heap_region1 = MC_get_heap_region(snapshot1);
 554   const Region* heap_region2 = MC_get_heap_region(snapshot2);
 555
 556   switch (type->type) {
 557     case DW_TAG_unspecified_type:
 558       return true;
 559
 560     case DW_TAG_base_type:
 561       if (not type->name.empty() && type->name == "char") { /* String, hence random (arbitrary ?) size */
 562         if (real_area1 == real_area2)
 563           return false;
 564         else
 565           return MC_snapshot_region_memcmp(real_area1, heap_region1, real_area2, heap_region2, area_size) != 0;
 566       } else {
 567         if (area_size != -1 && type->byte_size != area_size)
 568           return false;
 569         else
 570           return MC_snapshot_region_memcmp(real_area1, heap_region1, real_area2, heap_region2, type->byte_size) != 0;
 571       }
 572
 573     case DW_TAG_enumeration_type:
 574       if (area_size != -1 && type->byte_size != area_size)
 575         return false;
 576       return MC_snapshot_region_memcmp(real_area1, heap_region1, real_area2, heap_region2, type->byte_size) != 0;
 577
 578     case DW_TAG_typedef:
 579     case DW_TAG_const_type:
 580     case DW_TAG_volatile_type:
 581       return heap_area_differ_with_type(process, state, real_area1, real_area2, snapshot1, snapshot2, previous,
 582                                         type->subtype, area_size, check_ignore, pointer_level);
 583
 584     case DW_TAG_array_type:
 585       subtype = type->subtype;
 586       switch (subtype->type) {
 587         case DW_TAG_unspecified_type:
 588           return true;
 589
 590         case DW_TAG_base_type:
 591         case DW_TAG_enumeration_type:
 592         case DW_TAG_pointer_type:
 593         case DW_TAG_reference_type:
 594         case DW_TAG_rvalue_reference_type:
 595         case DW_TAG_structure_type:
 596         case DW_TAG_class_type:
 597         case DW_TAG_union_type:
 598           if (subtype->full_type)
 599             subtype = subtype->full_type;
 600           elm_size  = subtype->byte_size;
 601           break;
 602         // TODO, just remove the type indirection?
 603         case DW_TAG_const_type:
 604         case DW_TAG_typedef:
 605         case DW_TAG_volatile_type:
 606           subsubtype = subtype->subtype;
 607           if (subsubtype->full_type)
 608             subsubtype = subsubtype->full_type;
 609           elm_size     = subsubtype->byte_size;
 610           break;
 611         default:
 612           return false;
 613       }
 614       for (int i = 0; i < type->element_count; i++) {
 615         // TODO, add support for variable stride (DW_AT_byte_stride)
 616         if (heap_area_differ_with_type(process, state, (const char*)real_area1 + (i * elm_size),
 617                                        (const char*)real_area2 + (i * elm_size), snapshot1, snapshot2, previous,
 618                                        type->subtype, subtype->byte_size, check_ignore, pointer_level))
 619           return true;
 620       }
 621       return false;
 622
 623     case DW_TAG_reference_type:
 624     case DW_TAG_rvalue_reference_type:
 625     case DW_TAG_pointer_type:
 626       if (type->subtype && type->subtype->type == DW_TAG_subroutine_type) {
 627         addr_pointed1 = snapshot1.read(remote((void* const*)real_area1));
 628         addr_pointed2 = snapshot2.read(remote((void* const*)real_area2));
 629         return (addr_pointed1 != addr_pointed2);
 630       }
 631       pointer_level++;
 632       if (pointer_level <= 1) {
 633         addr_pointed1 = snapshot1.read(remote((void* const*)real_area1));
 634         addr_pointed2 = snapshot2.read(remote((void* const*)real_area2));
 635         if (snapshot1.on_heap(addr_pointed1) && snapshot2.on_heap(addr_pointed2))
 636           return heap_area_differ(process, state, addr_pointed1, addr_pointed2, snapshot1, snapshot2, previous,
 637                                   type->subtype, pointer_level);
 638         else
 639           return (addr_pointed1 != addr_pointed2);
 640       }
 641       for (size_t i = 0; i < (area_size / sizeof(void*)); i++) {
 642         addr_pointed1 = snapshot1.read(remote((void* const*)((const char*)real_area1 + i * sizeof(void*))));
 643         addr_pointed2 = snapshot2.read(remote((void* const*)((const char*)real_area2 + i * sizeof(void*))));
 644         bool differ   = snapshot1.on_heap(addr_pointed1) && snapshot2.on_heap(addr_pointed2)
 645                             ? heap_area_differ(process, state, addr_pointed1, addr_pointed2, snapshot1, snapshot2,
 646                                              previous, type->subtype, pointer_level)
 647                             : addr_pointed1 != addr_pointed2;
 648         if (differ)
 649           return true;
 650       }
 651       return false;
 652
 653     case DW_TAG_structure_type:
 654     case DW_TAG_class_type:
 655       if (type->full_type)
 656         type = type->full_type;
 657       if (type->byte_size == 0)
 658         return false;
 659       if (area_size != -1 && type->byte_size != area_size) {
 660         if (area_size <= type->byte_size || area_size % type->byte_size != 0)
 661           return false;
 662         for (size_t i = 0; i < (size_t)(area_size / type->byte_size); i++) {
 663           if (heap_area_differ_with_type(process, state, (const char*)real_area1 + i * type->byte_size,
 664                                          (const char*)real_area2 + i * type->byte_size, snapshot1, snapshot2, previous,
 665                                          type, -1, check_ignore, 0))
 666             return true;
 667         }
 668         } else {
 669           for (const simgrid::mc::Member& member : type->members) {
 670             // TODO, optimize this? (for the offset case)
 671             const void* real_member1 = dwarf::resolve_member(real_area1, type, &member, &snapshot1);
 672             const void* real_member2 = dwarf::resolve_member(real_area2, type, &member, &snapshot2);
 673             if (heap_area_differ_with_type(process, state, real_member1, real_member2, snapshot1, snapshot2, previous,
 674                                            member.type, -1, check_ignore, 0))
 675               return true;
 676           }
 677         }
 678         return false;
 679
 680     case DW_TAG_union_type:
 681       return heap_area_differ_without_type(process, state, real_area1, real_area2, snapshot1, snapshot2, previous,
 682                                            type->byte_size, check_ignore);
 683
 684     default:
 685       THROW_IMPOSSIBLE;
 686   }
 687 }
 688
 689 /** Infer the type of a part of the block from the type of the block
 690  *
 691  * TODO, handle DW_TAG_array_type as well as arrays of the object ((*p)[5], p[5])
 692  *
 693  * TODO, handle subfields ((*p).bar.foo, (*p)[5].bar…)
 694  *
 695  * @param  type               DWARF type ID of the root address
 696  * @param  area_size
 697  * @return                    DWARF type ID for given offset
 698  */
 699 static Type* get_offset_type(void* real_base_address, Type* type, int offset, int area_size, const Snapshot& snapshot)
 700 {
 701   // Beginning of the block, the inferred variable type if the type of the block:
 702   if (offset == 0)
 703     return type;
 704
 705   switch (type->type) {
 706   case DW_TAG_structure_type:
 707   case DW_TAG_class_type:
 708     if (type->full_type)
 709       type = type->full_type;
 710     if (area_size != -1 && type->byte_size != area_size) {
 711       if (area_size > type->byte_size && area_size % type->byte_size == 0)
 712         return type;
 713       else
 714         return nullptr;
 715     }
 716
 717     for (const simgrid::mc::Member& member : type->members) {
 718       if (member.has_offset_location()) {
 719         // We have the offset, use it directly (shortcut):
 720         if (member.offset() == offset)
 721           return member.type;
 722       } else {
 723         void* real_member = dwarf::resolve_member(real_base_address, type, &member, &snapshot);
 724         if ((char*)real_member - (char*)real_base_address == offset)
 725           return member.type;
 726       }
 727     }
 728     return nullptr;
 729
 730   default:
 731     /* FIXME: other cases ? */
 732     return nullptr;
 733   }
 734 }
 735
 736 /**
 737  *
 738  * @param area1          Process address for state 1
 739  * @param area2          Process address for state 2
 740  * @param snapshot1      Snapshot of state 1
 741  * @param snapshot2      Snapshot of state 2
 742  * @param previous       Pairs of blocks already compared on the current path (or nullptr)
 743  * @param type_id        Type of variable
 744  * @param pointer_level
 745  * @return true when different, false otherwise (same or unknown)
 746  */
 747 static bool heap_area_differ(const RemoteProcessMemory& process, StateComparator& state, const void* area1,
 748                              const void* area2, const Snapshot& snapshot1, const Snapshot& snapshot2,
 749                              HeapLocationPairs* previous, Type* type, int pointer_level)
 750 {
 751   ssize_t block1;
 752   ssize_t block2;
 753   ssize_t size;
 754   int check_ignore = 0;
 755
 756   int type_size = -1;
 757   int offset1   = 0;
 758   int offset2   = 0;
 759   int new_size1 = -1;
 760   int new_size2 = -1;
 761
 762   Type* new_type1 = nullptr;
 763
 764   bool match_pairs = false;
 765
 766   // This is the address of std_heap->heapinfo in the application process:
 767   uint64_t heapinfo_address = process.heap_address.address() + offsetof(s_xbt_mheap_t, heapinfo);
 768
 769   const malloc_info* heapinfos1 = snapshot1.read(remote<malloc_info*>(heapinfo_address));
 770   const malloc_info* heapinfos2 = snapshot2.read(remote<malloc_info*>(heapinfo_address));
 771
 772   malloc_info heapinfo_temp1;
 773   malloc_info heapinfo_temp2;
 774
 775   simgrid::mc::HeapLocationPairs current;
 776   if (previous == nullptr) {
 777     previous = &current;
 778     match_pairs = true;
 779   }
 780
 781   // Get block number:
 782   block1 = ((const char*)area1 - (const char*)state.std_heap_copy.heapbase) / BLOCKSIZE + 1;
 783   block2 = ((const char*)area2 - (const char*)state.std_heap_copy.heapbase) / BLOCKSIZE + 1;
 784
 785   // If either block is a stack block:
 786   if (is_block_stack(process, (int)block1) && is_block_stack(process, (int)block2)) {
 787     previous->insert(HeapLocationPair{{HeapLocation(block1, -1), HeapLocation(block2, -1)}});
 788     if (match_pairs)
 789       state.match_equals(previous);
 790     return false;
 791   }
 792
 793   // If either block is not in the expected area of memory:
 794   if (((const char*)area1 < (const char*)state.std_heap_copy.heapbase) ||
 795       (block1 > (ssize_t)state.processStates[0].heapsize) ||
 796       ((const char*)area2 < (const char*)state.std_heap_copy.heapbase) ||
 797       (block2 > (ssize_t)state.processStates[1].heapsize)) {
 798     return true;
 799   }
 800
 801   // Process address of the block:
 802   void* real_addr_block1 = (ADDR2UINT(block1) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 803   void* real_addr_block2 = (ADDR2UINT(block2) - 1) * BLOCKSIZE + (char*)state.std_heap_copy.heapbase;
 804
 805   if (type) {
 806     if (type->full_type)
 807       type = type->full_type;
 808
 809     // This assume that for "boring" types (volatile ...) byte_size is absent:
 810     while (type->byte_size == 0 && type->subtype != nullptr)
 811       type = type->subtype;
 812
 813     // Find type_size:
 814     if (type->type == DW_TAG_pointer_type ||
 815         (type->type == DW_TAG_base_type && not type->name.empty() && type->name == "char"))
 816       type_size = -1;
 817     else
 818       type_size = type->byte_size;
 819   }
 820
 821   const Region* heap_region1 = MC_get_heap_region(snapshot1);
 822   const Region* heap_region2 = MC_get_heap_region(snapshot2);
 823
 824   const auto* heapinfo1 =
 825       static_cast<malloc_info*>(heap_region1->read(&heapinfo_temp1, &heapinfos1[block1], sizeof(malloc_info)));
 826   const auto* heapinfo2 =
 827       static_cast<malloc_info*>(heap_region2->read(&heapinfo_temp2, &heapinfos2[block2], sizeof(malloc_info)));
 828
 829   if ((heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_FREE || heapinfo1->type==MMALLOC_TYPE_HEAPINFO)
 830     && (heapinfo2->type == MMALLOC_TYPE_FREE || heapinfo2->type ==MMALLOC_TYPE_HEAPINFO)) {
 831     /* Free block */
 832     if (match_pairs)
 833       state.match_equals(previous);
 834     return false;
 835   }
 836
 837   if (heapinfo1->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED && heapinfo2->type == MMALLOC_TYPE_UNFRAGMENTED) {
 838     /* Complete block */
 839
 840     // TODO, lookup variable type from block type as done for fragmented blocks
 841
 842     if (state.equals_to_<1>(block1, 0).valid_ && state.equals_to_<2>(block2, 0).valid_ &&
 843         state.blocksEqual(block1, block2)) {
 844       if (match_pairs)
 845         state.match_equals(previous);
 846       return false;
 847     }
 848
 849     if (type_size != -1 && type_size != (ssize_t)heapinfo1->busy_block.busy_size &&
 850         type_size != (ssize_t)heapinfo2->busy_block.busy_size && type->name.empty()) {
 851       if (match_pairs)
 852         state.match_equals(previous);
 853       return false;
 854     }
 855
 856     if (heapinfo1->busy_block.size != heapinfo2->busy_block.size ||
 857         heapinfo1->busy_block.busy_size != heapinfo2->busy_block.busy_size)
 858       return true;
 859
 860     if (not previous->insert(HeapLocationPair{{HeapLocation(block1, -1), HeapLocation(block2, -1)}}).second) {
 861       if (match_pairs)
 862         state.match_equals(previous);
 863       return false;
 864     }
 865
 866     size = heapinfo1->busy_block.busy_size;
 867
 868     // Remember (basic) type inference.
 869     // The current data structure only allows us to do this for the whole block.
 870     if (type != nullptr && area1 == real_addr_block1)
 871       state.types_<1>(block1, 0) = type;
 872     if (type != nullptr && area2 == real_addr_block2)
 873       state.types_<2>(block2, 0) = type;
 874
 875     if (size <= 0) {
 876       if (match_pairs)
 877         state.match_equals(previous);
 878       return false;
 879     }
 880
 881     if (heapinfo1->busy_block.ignore > 0 && heapinfo2->busy_block.ignore == heapinfo1->busy_block.ignore)
 882       check_ignore = heapinfo1->busy_block.ignore;
 883
 884   } else if ((heapinfo1->type > 0) && (heapinfo2->type > 0)) {      /* Fragmented block */
 885     // Fragment number:
 886     ssize_t frag1 = (ADDR2UINT(area1) % BLOCKSIZE) >> heapinfo1->type;
 887     ssize_t frag2 = (ADDR2UINT(area2) % BLOCKSIZE) >> heapinfo2->type;
 888
 889     // Process address of the fragment_:
 890     void* real_addr_frag1 = (char*)real_addr_block1 + (frag1 << heapinfo1->type);
 891     void* real_addr_frag2 = (char*)real_addr_block2 + (frag2 << heapinfo2->type);
 892
 893     // Check the size of the fragments against the size of the type:
 894     if (type_size != -1) {
 895       if (heapinfo1->busy_frag.frag_size[frag1] == -1 || heapinfo2->busy_frag.frag_size[frag2] == -1) {
 896         if (match_pairs)
 897           state.match_equals(previous);
 898         return false;
 899       }
 900       // ?
 901       if (type_size != heapinfo1->busy_frag.frag_size[frag1]
 902           || type_size != heapinfo2->busy_frag.frag_size[frag2]) {
 903         if (match_pairs)
 904           state.match_equals(previous);
 905         return false;
 906       }
 907     }
 908
 909     // Check if the blocks are already matched together:
 910     if (state.equals_to_<1>(block1, frag1).valid_ && state.equals_to_<2>(block2, frag2).valid_ &&
 911         state.fragmentsEqual(block1, frag1, block2, frag2)) {
 912       if (match_pairs)
 913         state.match_equals(previous);
 914       return false;
 915     }
 916     // Compare the size of both fragments:
 917     if (heapinfo1->busy_frag.frag_size[frag1] != heapinfo2->busy_frag.frag_size[frag2]) {
 918       if (type_size == -1) {
 919         if (match_pairs)
 920           state.match_equals(previous);
 921         return false;
 922       } else
 923         return true;
 924     }
 925
 926     // Size of the fragment_:
 927     size = heapinfo1->busy_frag.frag_size[frag1];
 928
 929     // Remember (basic) type inference.
 930     // The current data structure only allows us to do this for the whole fragment_.
 931     if (type != nullptr && area1 == real_addr_frag1)
 932       state.types_<1>(block1, frag1) = type;
 933     if (type != nullptr && area2 == real_addr_frag2)
 934       state.types_<2>(block2, frag2) = type;
 935
 936     // The type of the variable is already known:
 937     if (type) {
 938       new_type1 = type;
 939     }
 940     // Type inference from the block type.
 941     else if (state.types_<1>(block1, frag1) != nullptr || state.types_<2>(block2, frag2) != nullptr) {
 942       Type* new_type2 = nullptr;
 943
 944       offset1 = (const char*)area1 - (const char*)real_addr_frag1;
 945       offset2 = (const char*)area2 - (const char*)real_addr_frag2;
 946
 947       if (state.types_<1>(block1, frag1) != nullptr && state.types_<2>(block2, frag2) != nullptr) {
 948         new_type1 = get_offset_type(real_addr_frag1, state.types_<1>(block1, frag1), offset1, size, snapshot1);
 949         new_type2 = get_offset_type(real_addr_frag2, state.types_<2>(block2, frag2), offset1, size, snapshot2);
 950       } else if (state.types_<1>(block1, frag1) != nullptr) {
 951         new_type1 = get_offset_type(real_addr_frag1, state.types_<1>(block1, frag1), offset1, size, snapshot1);
 952         new_type2 = get_offset_type(real_addr_frag2, state.types_<1>(block1, frag1), offset2, size, snapshot2);
 953       } else if (state.types_<2>(block2, frag2) != nullptr) {
 954         new_type1 = get_offset_type(real_addr_frag1, state.types_<2>(block2, frag2), offset1, size, snapshot1);
 955         new_type2 = get_offset_type(real_addr_frag2, state.types_<2>(block2, frag2), offset2, size, snapshot2);
 956       } else {
 957         if (match_pairs)
 958           state.match_equals(previous);
 959         return false;
 960       }
 961
 962       if (new_type1 != nullptr && new_type2 != nullptr && new_type1 != new_type2) {
 963         type = new_type1;
 964         while (type->byte_size == 0 && type->subtype != nullptr)
 965           type = type->subtype;
 966         new_size1 = type->byte_size;
 967
 968         type = new_type2;
 969         while (type->byte_size == 0 && type->subtype != nullptr)
 970           type = type->subtype;
 971         new_size2 = type->byte_size;
 972
 973       } else {
 974         if (match_pairs)
 975           state.match_equals(previous);
 976         return false;
 977       }
 978     }
 979
 980     if (new_size1 > 0 && new_size1 == new_size2) {
 981       type = new_type1;
 982       size = new_size1;
 983     }
 984
 985     if (offset1 == 0 && offset2 == 0 &&
 986         not previous->insert(HeapLocationPair{{HeapLocation(block1, frag1), HeapLocation(block2, frag2)}}).second) {
 987       if (match_pairs)
 988         state.match_equals(previous);
 989       return false;
 990     }
 991
 992     if (size <= 0) {
 993       if (match_pairs)
 994         state.match_equals(previous);
 995       return false;
 996     }
 997
 998     if ((heapinfo1->busy_frag.ignore[frag1] > 0) &&
 999         (heapinfo2->busy_frag.ignore[frag2] == heapinfo1->busy_frag.ignore[frag1]))
1000       check_ignore = heapinfo1->busy_frag.ignore[frag1];
1001   } else
1002     return true;
1003
1004   /* Start comparison */
1005   if (type ? heap_area_differ_with_type(process, state, area1, area2, snapshot1, snapshot2, previous, type, size,
1006                                         check_ignore, pointer_level)
1007            : heap_area_differ_without_type(process, state, area1, area2, snapshot1, snapshot2, previous, size,
1008                                            check_ignore))
1009     return true;
1010
1011   if (match_pairs)
1012     state.match_equals(previous);
1013   return false;
1014 }
1015 } // namespace simgrid::mc
1016
1017 /************************** Snapshot comparison *******************************/
1018 /******************************************************************************/
1019
1020 static bool areas_differ_with_type(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process, simgrid::mc::StateComparator& state,
1021                                    const void* real_area1, const simgrid::mc::Snapshot& snapshot1,
1022                                    simgrid::mc::Region* region1, const void* real_area2,
1023                                    const simgrid::mc::Snapshot& snapshot2, simgrid::mc::Region* region2,
1024                                    const simgrid::mc::Type* type, int pointer_level)
1025 {
1026   const simgrid::mc::Type* subtype;
1027   const simgrid::mc::Type* subsubtype;
1028   int elm_size;
1029
1030   xbt_assert(type != nullptr);
1031   switch (type->type) {
1032     case DW_TAG_unspecified_type:
1033       return true;
1034
1035     case DW_TAG_base_type:
1036     case DW_TAG_enumeration_type:
1037     case DW_TAG_union_type:
1038       return MC_snapshot_region_memcmp(real_area1, region1, real_area2, region2, type->byte_size) != 0;
1039     case DW_TAG_typedef:
1040     case DW_TAG_volatile_type:
1041     case DW_TAG_const_type:
1042       return areas_differ_with_type(process, state, real_area1, snapshot1, region1, real_area2, snapshot2, region2,
1043                                     type->subtype, pointer_level);
1044     case DW_TAG_array_type:
1045       subtype = type->subtype;
1046       switch (subtype->type) {
1047         case DW_TAG_unspecified_type:
1048           return true;
1049
1050         case DW_TAG_base_type:
1051         case DW_TAG_enumeration_type:
1052         case DW_TAG_pointer_type:
1053         case DW_TAG_reference_type:
1054         case DW_TAG_rvalue_reference_type:
1055         case DW_TAG_structure_type:
1056         case DW_TAG_class_type:
1057         case DW_TAG_union_type:
1058           if (subtype->full_type)
1059             subtype = subtype->full_type;
1060           elm_size  = subtype->byte_size;
1061           break;
1062         case DW_TAG_const_type:
1063         case DW_TAG_typedef:
1064         case DW_TAG_volatile_type:
1065           subsubtype = subtype->subtype;
1066           if (subsubtype->full_type)
1067             subsubtype = subsubtype->full_type;
1068           elm_size     = subsubtype->byte_size;
1069           break;
1070         default:
1071           return false;
1072       }
1073       for (int i = 0; i < type->element_count; i++) {
1074         size_t off = i * elm_size;
1075         if (areas_differ_with_type(process, state, (const char*)real_area1 + off, snapshot1, region1,
1076                                    (const char*)real_area2 + off, snapshot2, region2, type->subtype, pointer_level))
1077           return true;
1078       }
1079       break;
1080     case DW_TAG_pointer_type:
1081     case DW_TAG_reference_type:
1082     case DW_TAG_rvalue_reference_type: {
1083       const void* addr_pointed1 = MC_region_read_pointer(region1, real_area1);
1084       const void* addr_pointed2 = MC_region_read_pointer(region2, real_area2);
1085
1086       if (type->subtype && type->subtype->type == DW_TAG_subroutine_type)
1087         return (addr_pointed1 != addr_pointed2);
1088       if (addr_pointed1 == nullptr && addr_pointed2 == nullptr)
1089         return false;
1090       if (addr_pointed1 == nullptr || addr_pointed2 == nullptr)
1091         return true;
1092       if (not state.compared_pointers.insert(std::make_pair(addr_pointed1, addr_pointed2)).second)
1093         return false;
1094
1095       pointer_level++;
1096
1097       // Some cases are not handled here:
1098       // * the pointers lead to different areas (one to the heap, the other to the RW segment ...)
1099       // * a pointer leads to the read-only segment of the current object
1100       // * a pointer lead to a different ELF object
1101
1102       if (snapshot1.on_heap(addr_pointed1)) {
1103         if (not snapshot2.on_heap(addr_pointed2))
1104           return true;
1105         // The pointers are both in the heap:
1106         return simgrid::mc::heap_area_differ(process, state, addr_pointed1, addr_pointed2, snapshot1, snapshot2,
1107                                              nullptr, type->subtype, pointer_level);
1108
1109       } else if (region1->contain(simgrid::mc::remote(addr_pointed1))) {
1110         // The pointers are both in the current object R/W segment:
1111         if (not region2->contain(simgrid::mc::remote(addr_pointed2)))
1112           return true;
1113         if (not type->type_id)
1114           return (addr_pointed1 != addr_pointed2);
1115         else
1116           return areas_differ_with_type(process, state, addr_pointed1, snapshot1, region1, addr_pointed2, snapshot2,
1117                                         region2, type->subtype, pointer_level);
1118       } else {
1119         // TODO, We do not handle very well the case where
1120         // it belongs to a different (non-heap) region from the current one.
1121
1122         return (addr_pointed1 != addr_pointed2);
1123       }
1124     }
1125     case DW_TAG_structure_type:
1126     case DW_TAG_class_type:
1127       for (const simgrid::mc::Member& member : type->members) {
1128         const void* member1             = simgrid::dwarf::resolve_member(real_area1, type, &member, &snapshot1);
1129         const void* member2             = simgrid::dwarf::resolve_member(real_area2, type, &member, &snapshot2);
1130         simgrid::mc::Region* subregion1 = snapshot1.get_region(member1, region1); // region1 is hinted
1131         simgrid::mc::Region* subregion2 = snapshot2.get_region(member2, region2); // region2 is hinted
1132         if (areas_differ_with_type(process, state, member1, snapshot1, subregion1, member2, snapshot2, subregion2,
1133                                    member.type, pointer_level))
1134           return true;
1135       }
1136       break;
1137     case DW_TAG_subroutine_type:
1138       return false;
1139     default:
1140       XBT_VERB("Unknown case: %d", type->type);
1141       break;
1142   }
1143
1144   return false;
1145 }
1146
1147 static bool global_variables_differ(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process,
1148                                     simgrid::mc::StateComparator& state,
1149                                     const simgrid::mc::ObjectInformation* object_info, simgrid::mc::Region* r1,
1150                                     simgrid::mc::Region* r2, const simgrid::mc::Snapshot& snapshot1,
1151                                     const simgrid::mc::Snapshot& snapshot2)
1152 {
1153   xbt_assert(r1 && r2, "Missing region.");
1154
1155   const std::vector<simgrid::mc::Variable>& variables = object_info->global_variables;
1156
1157   for (simgrid::mc::Variable const& current_var : variables) {
1158     // If the variable is not in this object, skip it:
1159     // We do not expect to find a pointer to something which is not reachable
1160     // by the global variables.
1161     if ((char*)current_var.address < object_info->start_rw || (char*)current_var.address > object_info->end_rw)
1162       continue;
1163
1164     const simgrid::mc::Type* bvariable_type = current_var.type;
1165     if (areas_differ_with_type(process, state, current_var.address, snapshot1, r1, current_var.address, snapshot2, r2,
1166                                bvariable_type, 0)) {
1167       XBT_VERB("Global variable %s (%p) is different between snapshots", current_var.name.c_str(), current_var.address);
1168       return true;
1169     }
1170   }
1171
1172   return false;
1173 }
1174
1175 static bool local_variables_differ(const simgrid::mc::RemoteProcessMemory& process, simgrid::mc::StateComparator& state,
1176                                    const simgrid::mc::Snapshot& snapshot1, const simgrid::mc::Snapshot& snapshot2,
1177                                    const_mc_snapshot_stack_t stack1, const_mc_snapshot_stack_t stack2)
1178 {
1179   if (stack1->local_variables.size() != stack2->local_variables.size()) {
1180     XBT_VERB("Different number of local variables");
1181     return true;
1182   }
1183
1184   for (unsigned int cursor = 0; cursor < stack1->local_variables.size(); cursor++) {
1185     const_local_variable_t current_var1 = &stack1->local_variables[cursor];
1186     const_local_variable_t current_var2 = &stack2->local_variables[cursor];
1187     if (current_var1->name != current_var2->name || current_var1->subprogram != current_var2->subprogram ||
1188         current_var1->ip != current_var2->ip) {
1189       // TODO, fix current_varX->subprogram->name to include name if DW_TAG_inlined_subprogram
1190       XBT_VERB("Different name of variable (%s - %s) or frame (%s - %s) or ip (%lu - %lu)", current_var1->name.c_str(),
1191                current_var2->name.c_str(), current_var1->subprogram->name.c_str(),
1192                current_var2->subprogram->name.c_str(), current_var1->ip, current_var2->ip);
1193       return true;
1194     }
1195
1196     if (areas_differ_with_type(process, state, current_var1->address, snapshot1,
1197                                snapshot1.get_region(current_var1->address), current_var2->address, snapshot2,
1198                                snapshot2.get_region(current_var2->address), current_var1->type, 0)) {
1199       XBT_VERB("Local variable %s (%p - %p) in frame %s is different between snapshots", current_var1->name.c_str(),
1200                current_var1->address, current_var2->address, current_var1->subprogram->name.c_str());
1201       return true;
1202     }
1203   }
1204   return false;
1205 }
1206
1207 namespace simgrid::mc {
1208
1209 bool Snapshot::operator==(const Snapshot& other)
1210 {
1211   // TODO, make this a field of ModelChecker or something similar
1212   static StateComparator state_comparator;
1213
1214   const RemoteProcessMemory& process = mc_model_checker->get_remote_process_memory();
1215
1216   if (hash_ != other.hash_) {
1217     XBT_VERB("(%ld - %ld) Different hash: 0x%" PRIx64 "--0x%" PRIx64, this->num_state_, other.num_state_, this->hash_,
1218              other.hash_);
1219     return false;
1220   }
1221   XBT_VERB("(%ld - %ld) Same hash: 0x%" PRIx64, this->num_state_, other.num_state_, this->hash_);
1222
1223   /* TODO: re-enable the quick filter of counting enabled processes in each snapshots */
1224
1225   /* Compare size of stacks */
1226   for (unsigned long i = 0; i < this->stacks_.size(); i++) {
1227     size_t size_used1 = this->stack_sizes_[i];
1228     size_t size_used2 = other.stack_sizes_[i];
1229     if (size_used1 != size_used2) {
1230       XBT_VERB("(%ld - %ld) Different size used in stacks: %zu - %zu", num_state_, other.num_state_, size_used1,
1231                size_used2);
1232       return false;
1233     }
1234   }
1235
1236   /* Init heap information used in heap comparison algorithm */
1237   const s_xbt_mheap_t* heap1 = static_cast<xbt_mheap_t>(this->read_bytes(
1238       alloca(sizeof(s_xbt_mheap_t)), sizeof(s_xbt_mheap_t), process.heap_address, ReadOptions::lazy()));
1239   const s_xbt_mheap_t* heap2 = static_cast<xbt_mheap_t>(other.read_bytes(
1240       alloca(sizeof(s_xbt_mheap_t)), sizeof(s_xbt_mheap_t), process.heap_address, ReadOptions::lazy()));
1241   if (state_comparator.initHeapInformation(heap1, heap2, this->to_ignore_, other.to_ignore_) == -1) {
1242     XBT_VERB("(%ld - %ld) Different heap information", this->num_state_, other.num_state_);
1243     return false;
1244   }
1245
1246   /* Stacks comparison */
1247   for (unsigned int cursor = 0; cursor < this->stacks_.size(); cursor++) {
1248     const_mc_snapshot_stack_t stack1 = &this->stacks_[cursor];
1249     const_mc_snapshot_stack_t stack2 = &other.stacks_[cursor];
1250
1251     if (local_variables_differ(process, state_comparator, *this, other, stack1, stack2)) {
1252       XBT_VERB("(%ld - %ld) Different local variables between stacks %u", this->num_state_, other.num_state_,
1253                cursor + 1);
1254       return false;
1255     }
1256   }
1257
1258   size_t regions_count = this->snapshot_regions_.size();
1259   if (regions_count != other.snapshot_regions_.size())
1260     return false;
1261
1262   for (size_t k = 0; k != regions_count; ++k) {
1263     Region* region1 = this->snapshot_regions_[k].get();
1264     Region* region2 = other.snapshot_regions_[k].get();
1265
1266     // Preconditions:
1267     if (region1->region_type() != RegionType::Data)
1268       continue;
1269
1270     xbt_assert(region1->region_type() == region2->region_type());
1271     xbt_assert(region1->object_info() == region2->object_info());
1272     xbt_assert(region1->object_info());
1273
1274     /* Compare global variables */
1275     if (global_variables_differ(process, state_comparator, region1->object_info(), region1, region2, *this, other)) {
1276       std::string const& name = region1->object_info()->file_name;
1277       XBT_VERB("(%ld - %ld) Different global variables in %s", this->num_state_, other.num_state_, name.c_str());
1278       return false;
1279     }
1280   }
1281
1282   XBT_VERB("   Compare heap...");
1283   /* Compare heap */
1284   if (mmalloc_heap_differ(process, state_comparator, *this, other)) {
1285     XBT_VERB("(%ld - %ld) Different heap (mmalloc_heap_differ)", this->num_state_, other.num_state_);
1286     return false;
1287   }
1288
1289   XBT_VERB("(%ld - %ld) No difference found", this->num_state_, other.num_state_);
1290
1291   return true;
1292 }
1293 } // namespace simgrid::mc