Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
[mc] Fix typo in e_mc_region_storage_type_t
[simgrid.git] / src / mc / mc_snapshot.h
index 1d0f9b0..9204ea6 100644 (file)
 #include <xbt/dynar.h>
 
 #include "mc_forward.h"
-#include "mc_model_checker.h"
-#include "mc_page_store.h"
+#include "ModelChecker.hpp"
+#include "PageStore.hpp"
 #include "mc_mmalloc.h"
+#include "mc/AddressSpace.hpp"
+#include "mc_unw.h"
 
 SG_BEGIN_DECL()
 
-void mc_softdirty_reset(void);
-
 // ***** Snapshot region
 
-#define NB_REGIONS 3 /* binary data (data + BSS) (type = 2), libsimgrid data (data + BSS) (type = 1), std_heap (type = 0)*/
+typedef enum e_mc_region_type_t {
+  MC_REGION_TYPE_UNKNOWN = 0,
+  MC_REGION_TYPE_HEAP = 1,
+  MC_REGION_TYPE_DATA = 2
+} mc_region_type_t;
+
+// TODO, use OO instead of this
+typedef enum e_mc_region_storage_type_t {
+  MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE = 0,
+  MC_REGION_STORAGE_TYPE_FLAT = 1,
+  MC_REGION_STORAGE_TYPE_CHUNKED = 2,
+  MC_REGION_STORAGE_TYPE_PRIVATIZED = 3
+} mc_region_storage_type_t;
+
+namespace simgrid {
+namespace mc {
+
+class PerPageCopy {
+  PageStore* store_;
+  std::vector<std::size_t> pagenos_;
+public:
+  PerPageCopy() : store_(nullptr) {}
+  PerPageCopy(PerPageCopy const& that)
+  {
+    store_ = that.store_;
+    pagenos_ = that.pagenos_;
+    for (std::size_t pageno : pagenos_)
+      store_->ref_page(pageno);
+  }
+  void clear()
+  {
+    for (std::size_t pageno : pagenos_)
+      store_->unref_page(pageno);
+    pagenos_.clear();
+  }
+  ~PerPageCopy() {
+    clear();
+  }
+
+  PerPageCopy(PerPageCopy&& that)
+  {
+    store_ = that.store_;
+    that.store_ = nullptr;
+    pagenos_ = std::move(that.pagenos_);
+    that.pagenos_.clear();
+  }
+  PerPageCopy& operator=(PerPageCopy const& that)
+  {
+    this->clear();
+    store_ = that.store_;
+    pagenos_ = that.pagenos_;
+    for (std::size_t pageno : pagenos_)
+      store_->ref_page(pageno);
+    return *this;
+  }
+  PerPageCopy& operator=(PerPageCopy && that)
+  {
+    this->clear();
+    store_ = that.store_;
+    that.store_ = nullptr;
+    pagenos_ = std::move(that.pagenos_);
+    that.pagenos_.clear();
+    return *this;
+  }
+
+  std::size_t page_count() const
+  {
+    return pagenos_.size();
+  }
+
+  std::size_t pageno(std::size_t i) const
+  {
+    return pagenos_[i];
+  }
+
+  const void* page(std::size_t i) const
+  {
+    return store_->get_page(pagenos_[i]);
+  }
+
+  PerPageCopy(PageStore& store, AddressSpace& as,
+    remote_ptr<void> addr, std::size_t page_count);
+};
 
 /** @brief Copy/snapshot of a given memory region
  *
- *  Two types of region snapshots exist:
+ *  Different types of region snapshot storage types exist:
  *  <ul>
  *    <li>flat/dense snapshots are a simple copy of the region;</li>
  *    <li>sparse/per-page snapshots are snaapshots which shared
  *    identical pages.</li>
+ *    <li>privatized (SMPI global variable privatisation).
  *  </ul>
+ *
+ *  This is handled with a variant based approch:
+ *
+ *    * `storage_type` identified the type of storage;
+ *    * an anonymous enum is used to distinguish the relevant types for
+ *      each type.
  */
-typedef struct s_mc_mem_region{
+class RegionSnapshot {
+private:
+  mc_region_type_t region_type_;
+  mc_region_storage_type_t storage_type_;
+  mc_object_info_t object_info_;
+
   /** @brief  Virtual address of the region in the simulated process */
-  void *start_addr;
+  void *start_addr_;
+
+  /** @brief Size of the data region in bytes */
+  size_t size_;
 
   /** @brief Permanent virtual address of the region
    *
@@ -50,87 +147,147 @@ typedef struct s_mc_mem_region{
    * on the region of the global variables.
    *
    * */
-  void *permanent_addr;
+  void *permanent_addr_;
+
+  std::vector<char> flat_data_;
+  PerPageCopy page_numbers_;
+  std::vector<std::unique_ptr<RegionSnapshot>> privatized_regions_;
+public:
+  RegionSnapshot() :
+    region_type_(MC_REGION_TYPE_UNKNOWN),
+    storage_type_(MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE),
+    object_info_(nullptr),
+    start_addr_(nullptr),
+    size_(0),
+    permanent_addr_(nullptr)
+  {}
+  RegionSnapshot(mc_region_type_t type, void *start_addr, void* permanent_addr, size_t size) :
+    region_type_(type),
+    storage_type_(MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE),
+    object_info_(nullptr),
+    start_addr_(start_addr),
+    size_(size),
+    permanent_addr_(permanent_addr)
+  {}
+  ~RegionSnapshot();
+  RegionSnapshot(RegionSnapshot const&) = delete;
+  RegionSnapshot& operator=(RegionSnapshot const&) = delete;
+
+  // Data
+
+  void clear_data()
+  {
+    storage_type_ = MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE;
+    flat_data_.clear();
+    page_numbers_.clear();
+    privatized_regions_.clear();
+  }
+  
+  void flat_data(std::vector<char> data)
+  {
+    storage_type_ = MC_REGION_STORAGE_TYPE_FLAT;
+    flat_data_ = std::move(data);
+    page_numbers_.clear();
+    privatized_regions_.clear();
+  }
+  std::vector<char> const& flat_data() const { return flat_data_; }
+
+  void page_data(PerPageCopy page_data)
+  {
+    storage_type_ = MC_REGION_STORAGE_TYPE_CHUNKED;
+    flat_data_.clear();
+    page_numbers_ = std::move(page_data);
+    privatized_regions_.clear();
+  }
+  PerPageCopy const& page_data() const { return page_numbers_; }
+
+  void privatized_data(std::vector<std::unique_ptr<RegionSnapshot>> data)
+  {
+    storage_type_ = MC_REGION_STORAGE_TYPE_PRIVATIZED;
+    flat_data_.clear();
+    page_numbers_.clear();
+    privatized_regions_ = std::move(data);
+  }
+  std::vector<std::unique_ptr<RegionSnapshot>> const& privatized_data() const
+  {
+    return privatized_regions_;
+  }
 
-  /** @brief Copy of the snapshot for flat snapshots regions (NULL otherwise) */
-  void *data;
+  mc_object_info_t object_info() const { return object_info_; }
+  void object_info(mc_object_info_t info) { object_info_ = info; }
 
-  /** @brief Size of the data region in bytes */
-  size_t size;
+  // Other getters
 
-  /** @brief Pages indices in the page store for per-page snapshots (NULL otherwise) */
-  size_t* page_numbers;
+  remote_ptr<void> start() const { return remote(start_addr_); }
+  remote_ptr<void> end() const { return remote((char*)start_addr_ + size_); }
+  remote_ptr<void> permanent_address() const { return remote(permanent_addr_); }
+  std::size_t size() const { return size_; }
+  mc_region_storage_type_t storage_type() const { return storage_type_; }
+  mc_region_type_t region_type() const { return region_type_; }
 
-} s_mc_mem_region_t, *mc_mem_region_t;
+  bool contain(remote_ptr<void> p) const
+  {
+    return p >= start() && p < end();
+  }
+};
+
+}
+}
 
-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);
-void MC_region_destroy(mc_mem_region_t reg);
-void mc_region_restore_sparse(mc_mem_region_t reg, mc_mem_region_t ref_reg);
+typedef class simgrid::mc::RegionSnapshot s_mc_mem_region_t, *mc_mem_region_t;
+
+MC_SHOULD_BE_INTERNAL mc_mem_region_t mc_region_new_sparse(
+  mc_region_type_t type, void *start_addr, void* data_addr, size_t size);
+XBT_INTERNAL void mc_region_restore_sparse(mc_process_t process, mc_mem_region_t reg);
 
 static inline  __attribute__ ((always_inline))
-bool mc_region_contain(mc_mem_region_t region, void* p)
+bool mc_region_contain(mc_mem_region_t region, const void* p)
 {
-  return p >= region->start_addr &&
-    p < (void*)((char*) region->start_addr + region->size);
+  return region->contain(simgrid::mc::remote(p));
 }
 
 static inline __attribute__((always_inline))
-void* mc_translate_address_region(uintptr_t addr, mc_mem_region_t region)
+void* mc_translate_address_region_chunked(uintptr_t addr, mc_mem_region_t region)
 {
-    size_t pageno = mc_page_number(region->start_addr, (void*) addr);
-    size_t snapshot_pageno = region->page_numbers[pageno];
-    const void* snapshot_page = mc_page_store_get_page(mc_model_checker->pages, snapshot_pageno);
-    return (char*) snapshot_page + mc_page_offset((void*) addr);
+  size_t pageno = mc_page_number((void*)region->start().address(), (void*) addr);
+  const void* snapshot_page =
+    region->page_data().page(pageno);
+  return (char*) snapshot_page + mc_page_offset((void*) addr);
 }
 
-mc_mem_region_t mc_get_snapshot_region(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
-
-/** \brief Translate a pointer from process address space to snapshot address space
- *
- *  The address space contains snapshot of the main/application memory:
- *  this function finds the address in a given snaphot for a given
- *  real/application address.
- *
- *  For read only memory regions and other regions which are not int the
- *  snapshot, the address is not changed.
- *
- *  \param addr     Application address
- *  \param snapshot The snapshot of interest (if NULL no translation is done)
- *  \return         Translated address in the snapshot address space
- * */
 static inline __attribute__((always_inline))
-void* mc_translate_address(uintptr_t addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index)
+void* mc_translate_address_region(uintptr_t addr, mc_mem_region_t region, int process_index)
 {
+  switch (region->storage_type()) {
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE:
+  default:
+    xbt_die("Storage type not supported");
+
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_FLAT:
+    {
+      uintptr_t offset = (uintptr_t) addr - (uintptr_t) region->start().address();
+      return (void *) ((uintptr_t) region->flat_data().data() + offset);
+    }
 
-  // If not in a process state/clone:
-  if (!snapshot) {
-    return (uintptr_t *) addr;
-  }
-
-  mc_mem_region_t region = mc_get_snapshot_region((void*) addr, snapshot, process_index);
-
-  xbt_assert(mc_region_contain(region, (void*) addr), "Trying to read out of the region boundary.");
-
-  if (!region) {
-    return (void *) addr;
-  }
-
-  // Flat snapshot:
-  else if (region->data) {
-    uintptr_t offset = addr - (uintptr_t) region->start_addr;
-    return (void *) ((uintptr_t) region->data + offset);
-  }
-
-  // Per-page snapshot:
-  else if (region->page_numbers) {
-    return mc_translate_address_region(addr, region);
-  }
-
-  else {
-    xbt_die("No data for this memory region");
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_CHUNKED:
+    return mc_translate_address_region_chunked(addr, region);
+
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_PRIVATIZED:
+    {
+      xbt_assert(process_index >=0,
+        "Missing process index for privatized region");
+      xbt_assert((size_t) process_index < region->privatized_data().size(),
+        "Out of range process index");
+      mc_mem_region_t subregion = region->privatized_data()[process_index].get();
+      xbt_assert(subregion, "Missing memory region for process %i", process_index);
+      return mc_translate_address_region(addr, subregion, process_index);
+    }
   }
 }
 
+XBT_INTERNAL mc_mem_region_t mc_get_snapshot_region(
+  const void* addr, const s_mc_snapshot_t *snapshot, int process_index);
+
 // ***** MC Snapshot
 
 /** Ignored data
@@ -151,11 +308,25 @@ typedef struct s_fd_infos{
   int flags;
 }s_fd_infos_t, *fd_infos_t;
 
-struct s_mc_snapshot{
+}
+
+namespace simgrid {
+namespace mc {
+
+class Snapshot : public AddressSpace {
+public:
+  Snapshot();
+  ~Snapshot();
+  const void* read_bytes(void* buffer, std::size_t size,
+    remote_ptr<void> address, int process_index = ProcessIndexAny,
+    ReadMode mode = Normal) const MC_OVERRIDE;
+public: // To be private
+  mc_process_t process;
+  int num_state;
   size_t heap_bytes_used;
-  mc_mem_region_t regions[NB_REGIONS];
+  mc_mem_region_t* snapshot_regions;
+  size_t snapshot_regions_count;
   xbt_dynar_t enabled_processes;
-  mc_mem_region_t* privatization_regions;
   int privatization_index;
   size_t *stack_sizes;
   xbt_dynar_t stacks;
@@ -166,17 +337,10 @@ struct s_mc_snapshot{
   fd_infos_t *current_fd;
 };
 
-/** @brief Process index used when no process is available
- *
- *  The expected behaviour is that if a process index is needed it will fail.
- * */
-#define MC_NO_PROCESS_INDEX -1
+}
+}
 
-/** @brief Process index when any process is suitable
- *
- * We could use a special negative value in the future.
- */
-#define MC_ANY_PROCESS_INDEX 0
+extern "C" {
 
 static inline __attribute__ ((always_inline))
 mc_mem_region_t mc_get_region_hinted(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index, mc_mem_region_t region)
@@ -203,67 +367,47 @@ typedef struct s_mc_stack_frame {
 
 typedef struct s_mc_snapshot_stack{
   xbt_dynar_t local_variables;
+  mc_unw_context_t context;
   xbt_dynar_t stack_frames; // mc_stack_frame_t
   int process_index;
 }s_mc_snapshot_stack_t, *mc_snapshot_stack_t;
 
-typedef struct s_mc_global_t{
+typedef struct s_mc_global_t {
   mc_snapshot_t snapshot;
-  int raw_mem_set;
   int prev_pair;
   char *prev_req;
   int initial_communications_pattern_done;
-  int comm_deterministic;
+  int recv_deterministic;
   int send_deterministic;
+  char *send_diff;
+  char *recv_diff;
 }s_mc_global_t, *mc_global_t;
 
-typedef struct s_mc_checkpoint_ignore_region{
-  void *addr;
-  size_t size;
-}s_mc_checkpoint_ignore_region_t, *mc_checkpoint_ignore_region_t;
-
-static void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot);
-
-mc_snapshot_t MC_take_snapshot(int num_state);
-void MC_restore_snapshot(mc_snapshot_t);
-void MC_free_snapshot(mc_snapshot_t);
-
-int mc_important_snapshot(mc_snapshot_t snapshot);
-
-size_t* mc_take_page_snapshot_region(void* data, size_t page_count, uint64_t* pagemap, size_t* reference_pages);
-void mc_free_page_snapshot_region(size_t* pagenos, size_t page_count);
-void mc_restore_page_snapshot_region(void* start_addr, size_t page_count, size_t* pagenos, uint64_t* pagemap, size_t* reference_pagenos);
+static const void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot);
 
-static inline __attribute__((always_inline))
-bool mc_snapshot_region_linear(mc_mem_region_t region) {
-  return !region || !region->data;
-}
+XBT_INTERNAL mc_snapshot_t MC_take_snapshot(int num_state);
+XBT_INTERNAL void MC_restore_snapshot(mc_snapshot_t);
 
-void* mc_snapshot_read_fragmented(void* addr, mc_mem_region_t region, void* target, size_t size);
+XBT_INTERNAL void mc_restore_page_snapshot_region(
+  mc_process_t process,
+  void* start_addr, simgrid::mc::PerPageCopy const& pagenos);
 
-void* mc_snapshot_read(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index, void* target, size_t size);
-int mc_snapshot_region_memcmp(
-  void* addr1, mc_mem_region_t region1,
-  void* addr2, mc_mem_region_t region2, size_t size);
-int mc_snapshot_memcmp(
-  void* addr1, mc_snapshot_t snapshot1,
-  void* addr2, mc_snapshot_t snapshot2, int process_index, size_t size);
+MC_SHOULD_BE_INTERNAL const void* MC_region_read_fragmented(
+  mc_mem_region_t region, void* target, const void* addr, size_t size);
 
-static void* mc_snapshot_read_pointer(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index);
+MC_SHOULD_BE_INTERNAL int MC_snapshot_region_memcmp(
+  const void* addr1, mc_mem_region_t region1,
+  const void* addr2, mc_mem_region_t region2, size_t size);
+XBT_INTERNAL int MC_snapshot_memcmp(
+  const void* addr1, mc_snapshot_t snapshot1,
+  const void* addr2, mc_snapshot_t snapshot2, int process_index, size_t size);
 
 static inline __attribute__ ((always_inline))
-void* mc_snapshot_read_pointer(void* addr, mc_snapshot_t snapshot, int process_index)
+const void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot)
 {
-  void* res;
-  return *(void**) mc_snapshot_read(addr, snapshot, process_index, &res, sizeof(void*));
-}
-
-static inline __attribute__ ((always_inline))
-  void* mc_snapshot_get_heap_end(mc_snapshot_t snapshot) {
   if(snapshot==NULL)
       xbt_die("snapshot is NULL");
-  void** addr = &(std_heap->breakval);
-  return mc_snapshot_read_pointer(addr, snapshot, MC_ANY_PROCESS_INDEX);
+  return mc_model_checker->process().get_heap()->breakval;
 }
 
 /** @brief Read memory from a snapshot region
@@ -275,44 +419,48 @@ static inline __attribute__ ((always_inline))
  *  @return Pointer where the data is located (target buffer of original location)
  */
 static inline __attribute__((always_inline))
-void* mc_snapshot_read_region(void* addr, mc_mem_region_t region, void* target, size_t size)
+const void* MC_region_read(mc_mem_region_t region, void* target, const void* addr, size_t size)
 {
-  if (region==NULL)
-    return addr;
+  xbt_assert(region);
 
-  uintptr_t offset = (char*) addr - (char*) region->start_addr;
+  uintptr_t offset = (uintptr_t) addr - (uintptr_t) region->start().address();
 
   xbt_assert(mc_region_contain(region, addr),
     "Trying to read out of the region boundary.");
 
-  // Linear memory region:
-  if (region->data) {
-    return (char*) region->data + offset;
-  }
-
-  // Fragmented memory region:
-  else if (region->page_numbers) {
-    // Last byte of the region:
-    void* end = (char*) addr + size - 1;
-    if( mc_same_page(addr, end) ) {
-      // The memory is contained in a single page:
-      return mc_translate_address_region((uintptr_t) addr, region);
-    } else {
-      // The memory spans several pages:
-      return mc_snapshot_read_fragmented(addr, region, target, size);
+  switch (region->storage_type()) {
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_NONE:
+  default:
+    xbt_die("Storage type not supported");
+
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_FLAT:
+    return (char*) region->flat_data().data() + offset;
+
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_CHUNKED:
+    {
+      // Last byte of the region:
+      void* end = (char*) addr + size - 1;
+      if (mc_same_page(addr, end) ) {
+        // The memory is contained in a single page:
+        return mc_translate_address_region_chunked((uintptr_t) addr, region);
+      } else {
+        // The memory spans several pages:
+        return MC_region_read_fragmented(region, target, addr, size);
+      }
     }
-  }
 
-  else {
-    xbt_die("No data available for this region");
+  // We currently do not pass the process_index to this function so we assume
+  // that the privatized region has been resolved in the callers:
+  case MC_REGION_STORAGE_TYPE_PRIVATIZED:
+    xbt_die("Storage type not supported");
   }
 }
 
 static inline __attribute__ ((always_inline))
-void* mc_snapshot_read_pointer_region(void* addr, mc_mem_region_t region)
+void* MC_region_read_pointer(mc_mem_region_t region, const void* addr)
 {
   void* res;
-  return *(void**) mc_snapshot_read_region(addr, region, &res, sizeof(void*));
+  return *(void**) MC_region_read(region, &res, addr, sizeof(void*));
 }
 
 SG_END_DECL()