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[simgrid.git] / src / mc / transition / TransitionSynchro.cpp
1 /* Copyright (c) 2015-2023. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
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6 #include "src/mc/transition/TransitionSynchro.hpp"
7 #include "xbt/asserts.h"
8 #include "xbt/ex.h"
9 #include "xbt/string.hpp"
10
11 #include <inttypes.h>
12 #include <sstream>
13
14 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_trans_synchro, mc_transition, "Logging specific to MC synchronization transitions");
15
16 namespace simgrid::mc {
17
18 std::string BarrierTransition::to_string(bool verbose) const
19 {
20   return xbt::string_printf("%s(barrier: %u)", Transition::to_c_str(type_), bar_);
21 }
22 BarrierTransition::BarrierTransition(aid_t issuer, int times_considered, Type type, std::stringstream& stream)
23     : Transition(type, issuer, times_considered)
24 {
25   xbt_assert(stream >> bar_);
26 }
27 bool BarrierTransition::depends(const Transition* o) const
28 {
29   if (o->type_ < type_)
30     return o->depends(this);
31
32   // Actions executed by the same actor are always dependent
33   if (o->aid_ == aid_)
34     return true;
35
36   if (const auto* other = dynamic_cast<const BarrierTransition*>(o)) {
37     if (bar_ != other->bar_)
38       return false;
39
40     // LOCK indep LOCK: requests are not ordered in a barrier
41     if (type_ == Type::BARRIER_ASYNC_LOCK && other->type_ == Type::BARRIER_ASYNC_LOCK)
42       return false;
43
44     // WAIT indep WAIT: requests are not ordered
45     if (type_ == Type::BARRIER_WAIT && other->type_ == Type::BARRIER_WAIT)
46       return false;
47
48     return true; // LOCK/WAIT is dependent because lock may enable wait
49   }
50
51   return false; // barriers are INDEP with non-barrier transitions
52 }
53
54 std::string MutexTransition::to_string(bool verbose) const
55 {
56   return xbt::string_printf("%s(mutex: %" PRIxPTR ", owner: %ld)", Transition::to_c_str(type_), mutex_, owner_);
57 }
58
59 MutexTransition::MutexTransition(aid_t issuer, int times_considered, Type type, std::stringstream& stream)
60     : Transition(type, issuer, times_considered)
61 {
62   xbt_assert(stream >> mutex_ >> owner_);
63 }
64
65 bool MutexTransition::depends(const Transition* o) const
66 {
67   if (o->type_ < type_)
68     return o->depends(this);
69
70   // Actions executed by the same actor are always dependent
71   if (o->aid_ == aid_)
72     return true;
73
74   // type_ <= other->type_ in  MUTEX_LOCK, MUTEX_TEST, MUTEX_TRYLOCK, MUTEX_UNLOCK, MUTEX_WAIT,
75
76   if (const auto* other = dynamic_cast<const MutexTransition*>(o)) {
77     // Theorem 4.4.7: Any pair of synchronization actions of distinct actors concerning distinct mutexes are independent
78     if (mutex_ != other->mutex_)
79       return false;
80
81     // Theorem 4.4.11: LOCK indep TEST/WAIT.
82     //  If both enabled, the result does not depend on their order. If WAIT is not enabled, LOCK won't enable it.
83     if (type_ == Type::MUTEX_ASYNC_LOCK && (other->type_ == Type::MUTEX_TEST || other->type_ == Type::MUTEX_WAIT))
84       return false;
85
86     // Theorem 4.4.8: LOCK indep UNLOCK.
87     //  pop_front and push_back are independent.
88     if (type_ == Type::MUTEX_ASYNC_LOCK && other->type_ == Type::MUTEX_UNLOCK)
89       return false;
90
91     // TEST is a pure function; TEST/WAIT won't change the owner; TRYLOCK will always fail if TEST is enabled (because a
92     // request is queued)
93     if (type_ == Type::MUTEX_TEST &&
94         (other->type_ == Type::MUTEX_TEST || other->type_ == Type::MUTEX_TRYLOCK || other->type_ == Type::MUTEX_WAIT))
95       return false;
96
97     // TRYLOCK will always fail if TEST is enabled (because a request is queued), and may not overpass the WAITed
98     // request in the queue
99     if (type_ == Type::MUTEX_TRYLOCK && other->type_ == Type::MUTEX_WAIT)
100       return false;
101
102     // FIXME: UNLOCK indep WAIT/TEST iff wait/test are not first in the waiting queue
103     return true;
104   }
105
106   return false; // mutexes are INDEP with non-mutex transitions
107 }
108
109 std::string SemaphoreTransition::to_string(bool verbose) const
110 {
111   if (type_ == Type::SEM_ASYNC_LOCK || type_ == Type::SEM_UNLOCK)
112     return xbt::string_printf("%s(semaphore: %" PRIxPTR ")", Transition::to_c_str(type_), sem_);
113   if (type_ == Type::SEM_WAIT)
114     return xbt::string_printf("%s(semaphore: %" PRIxPTR ", granted: %s)", Transition::to_c_str(type_), sem_,
115                               granted_ ? "yes" : "no");
116   THROW_IMPOSSIBLE;
117 }
118 SemaphoreTransition::SemaphoreTransition(aid_t issuer, int times_considered, Type type, std::stringstream& stream)
119     : Transition(type, issuer, times_considered)
120 {
121   xbt_assert(stream >> sem_ >> granted_);
122 }
123 bool SemaphoreTransition::depends(const Transition* o) const
124 {
125   if (o->type_ < type_)
126     return o->depends(this);
127
128   if (const auto* other = dynamic_cast<const SemaphoreTransition*>(o)) {
129     if (sem_ != other->sem_)
130       return false;
131
132     // LOCK indep UNLOCK: pop_front and push_back are independent.
133     if (type_ == Type::SEM_ASYNC_LOCK && other->type_ == Type::SEM_UNLOCK)
134       return false;
135
136     // LOCK indep WAIT: If both enabled, ordering has no impact on the result. If WAIT is not enabled, LOCK won't enable
137     // it.
138     if (type_ == Type::SEM_ASYNC_LOCK && other->type_ == Type::SEM_WAIT)
139       return false;
140
141     // UNLOCK indep UNLOCK: ordering of two pop_front has no impact
142     if (type_ == Type::SEM_UNLOCK && other->type_ == Type::SEM_UNLOCK)
143       return false;
144
145     // WAIT indep WAIT:
146     // if both enabled (may happen in the initial value is sufficient), the ordering has no impact on the result.
147     // If only one enabled, the other won't be enabled by the first one.
148     // If none enabled, well, nothing will change.
149     if (type_ == Type::SEM_WAIT && other->type_ == Type::SEM_WAIT)
150       return false;
151
152     return true; // Other semaphore cases are dependent
153   }
154
155   return false; // semaphores are INDEP with non-semaphore transitions
156 }
157
158 } // namespace simgrid::mc