Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
correct computation time after changing pstate. Fix issue #95
[simgrid.git] / src / mc / ModelChecker.cpp
index f0f65afe4e3bfa7dd51dbe16bb21154136cdfa21..4da0d06f472ba5b6f2e3fbff16ea1f58948091bd 100644 (file)
-/* Copyright (c) 2008-2015. The SimGrid Team.
- * All rights reserved.                                                     */
+/* Copyright (c) 2008-2021. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
 
-#include <cassert>
+#include "src/mc/ModelChecker.hpp"
+#include "src/mc/Session.hpp"
+#include "src/mc/Transition.hpp"
+#include "src/mc/checker/Checker.hpp"
+#include "src/mc/mc_config.hpp"
+#include "src/mc/mc_exit.hpp"
+#include "src/mc/mc_private.hpp"
+#include "src/mc/remote/RemoteProcess.hpp"
+#include "xbt/automaton.hpp"
+#include "xbt/system_error.hpp"
 
-#include "ModelChecker.hpp"
-#include "PageStore.hpp"
+#include <array>
+#include <csignal>
+#include <sys/ptrace.h>
+#include <sys/wait.h>
 
-::simgrid::mc::ModelChecker* mc_model_checker = NULL;
+XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_ModelChecker, mc, "ModelChecker");
+
+::simgrid::mc::ModelChecker* mc_model_checker = nullptr;
+
+using simgrid::mc::remote;
+
+#ifdef __linux__
+# define WAITPID_CHECKED_FLAGS __WALL
+#else
+# define WAITPID_CHECKED_FLAGS 0
+#endif
 
 namespace simgrid {
 namespace mc {
 
-ModelChecker::ModelChecker(pid_t pid, int socket) :
-  hostnames_(xbt_dict_new()),
-  page_store_(500),
-  process_(pid, socket),
-  parent_snapshot_(nullptr)
+ModelChecker::ModelChecker(std::unique_ptr<RemoteProcess> remote_simulation, int sockfd)
+    : checker_side_(sockfd), remote_process_(std::move(remote_simulation))
+{
+}
+
+void ModelChecker::start()
 {
+  checker_side_.start(
+      [](evutil_socket_t sig, short events, void* arg) {
+        auto mc = static_cast<simgrid::mc::ModelChecker*>(arg);
+        if (events == EV_READ) {
+          std::array<char, MC_MESSAGE_LENGTH> buffer;
+          ssize_t size = mc->checker_side_.get_channel().receive(buffer.data(), buffer.size(), false);
+          if (size == -1 && errno != EAGAIN)
+            throw simgrid::xbt::errno_error();
+
+          if (not mc->handle_message(buffer.data(), size))
+            mc->checker_side_.break_loop();
+        } else if (events == EV_SIGNAL) {
+          if (sig == SIGCHLD)
+            mc->handle_waitpid();
+        } else {
+          xbt_die("Unexpected event");
+        }
+      },
+      this);
+
+  XBT_DEBUG("Waiting for the model-checked process");
+  int status;
+
+  // The model-checked process SIGSTOP itself to signal it's ready:
+  const pid_t pid = remote_process_->pid();
+
+  xbt_assert(waitpid(pid, &status, WAITPID_CHECKED_FLAGS) == pid && WIFSTOPPED(status) && WSTOPSIG(status) == SIGSTOP,
+             "Could not wait model-checked process");
+
+  if (not _sg_mc_dot_output_file.get().empty())
+    MC_init_dot_output();
+
+  setup_ignore();
+
+#ifdef __linux__
+  ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, pid, nullptr, PTRACE_O_TRACEEXIT);
+  ptrace(PTRACE_CONT, pid, 0, 0);
+#elif defined BSD
+  ptrace(PT_CONTINUE, pid, (caddr_t)1, 0);
+#else
+# error "no ptrace equivalent coded for this platform"
+#endif
+}
+
+static constexpr auto ignored_local_variables = {
+    std::make_pair("e", "*"),
+    std::make_pair("_log_ev", "*"),
+
+    /* Ignore local variable about time used for tracing */
+    std::make_pair("start_time", "*"),
+};
+
+void ModelChecker::setup_ignore()
+{
+  const RemoteProcess& process = this->get_remote_process();
+  for (auto const& var : ignored_local_variables)
+    process.ignore_local_variable(var.first, var.second);
+
+  /* Static variable used for tracing */
+  process.ignore_global_variable("counter");
+}
+
+void ModelChecker::shutdown()
+{
+  XBT_DEBUG("Shutting down model-checker");
+
+  RemoteProcess& process = get_remote_process();
+  if (process.running()) {
+    XBT_DEBUG("Killing process");
+    finalize_app(true);
+    kill(process.pid(), SIGKILL);
+    process.terminate();
+  }
+}
+
+void ModelChecker::resume()
+{
+  int res = checker_side_.get_channel().send(MessageType::CONTINUE);
+  if (res)
+    throw xbt::errno_error();
+  remote_process_->clear_cache();
+}
+
+static void MC_report_crash(int status)
+{
+  XBT_INFO("**************************");
+  XBT_INFO("** CRASH IN THE PROGRAM **");
+  XBT_INFO("**************************");
+  if (WIFSIGNALED(status))
+    XBT_INFO("From signal: %s", strsignal(WTERMSIG(status)));
+  else if (WIFEXITED(status))
+    XBT_INFO("From exit: %i", WEXITSTATUS(status));
+  if (not xbt_log_no_loc)
+    XBT_INFO("%s core dump was generated by the system.", WCOREDUMP(status) ? "A" : "No");
+  XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+  for (auto const& s : mc_model_checker->getChecker()->get_textual_trace())
+    XBT_INFO("  %s", s.c_str());
+  dumpRecordPath();
+  session_singleton->log_state();
+  if (xbt_log_no_loc) {
+    XBT_INFO("Stack trace not displayed because you passed --log=no_loc");
+  } else {
+    XBT_INFO("Stack trace:");
+    mc_model_checker->get_remote_process().dump_stack();
+  }
+}
+
+bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
+{
+  s_mc_message_t base_message;
+  xbt_assert(size >= (ssize_t)sizeof(base_message), "Broken message");
+  memcpy(&base_message, buffer, sizeof(base_message));
+
+  switch(base_message.type) {
+    case MessageType::INITIAL_ADDRESSES: {
+      s_mc_message_initial_addresses_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message. Got %d bytes instead of %d.", (int)size, (int)sizeof(message));
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+
+      get_remote_process().init(message.mmalloc_default_mdp, message.maxpid, message.actors, message.dead_actors);
+      break;
+    }
+
+    case MessageType::IGNORE_HEAP: {
+      s_mc_message_ignore_heap_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+
+      IgnoredHeapRegion region;
+      region.block    = message.block;
+      region.fragment = message.fragment;
+      region.address  = message.address;
+      region.size     = message.size;
+      get_remote_process().ignore_heap(region);
+      break;
+    }
+
+    case MessageType::UNIGNORE_HEAP: {
+      s_mc_message_ignore_memory_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+      get_remote_process().unignore_heap((void*)(std::uintptr_t)message.addr, message.size);
+      break;
+    }
+
+    case MessageType::IGNORE_MEMORY: {
+      s_mc_message_ignore_memory_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+      this->get_remote_process().ignore_region(message.addr, message.size);
+      break;
+    }
+
+    case MessageType::STACK_REGION: {
+      s_mc_message_stack_region_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+      this->get_remote_process().stack_areas().push_back(message.stack_region);
+    } break;
+
+    case MessageType::REGISTER_SYMBOL: {
+      s_mc_message_register_symbol_t message;
+      xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
+      memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
+      xbt_assert(not message.callback, "Support for client-side function proposition is not implemented.");
+      XBT_DEBUG("Received symbol: %s", message.name.data());
+
+      if (property_automaton == nullptr)
+        property_automaton = xbt_automaton_new();
+
+      const RemoteProcess* process    = &this->get_remote_process();
+      RemotePtr<int> address          = remote((int*)message.data);
+      xbt::add_proposition(property_automaton, message.name.data(),
+                           [process, address]() { return process->read(address); });
+
+      break;
+    }
+
+    case MessageType::WAITING:
+      return false;
+
+    case MessageType::ASSERTION_FAILED:
+      XBT_INFO("**************************");
+      XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
+      XBT_INFO("**************************");
+      XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
+      for (auto const& s : getChecker()->get_textual_trace())
+        XBT_INFO("  %s", s.c_str());
+      dumpRecordPath();
+      session_singleton->log_state();
+
+      this->exit(SIMGRID_MC_EXIT_SAFETY);
+
+    default:
+      xbt_die("Unexpected message from model-checked application");
+  }
+  return true;
 }
 
-ModelChecker::~ModelChecker()
+/** Terminate the model-checker application */
+void ModelChecker::exit(int status)
 {
-  xbt_dict_free(&this->hostnames_);
+  shutdown();
+  ::exit(status);
 }
 
-const char* ModelChecker::get_host_name(const char* hostname)
+void ModelChecker::handle_waitpid()
 {
-  // Lookup the host name in the dictionary (or create it):
-  xbt_dictelm_t elt = xbt_dict_get_elm_or_null(this->hostnames_, hostname);
-  if (!elt) {
-    xbt_dict_set(this->hostnames_, hostname, NULL, NULL);
-    elt = xbt_dict_get_elm_or_null(this->hostnames_, hostname);
-    assert(elt);
+  XBT_DEBUG("Check for wait event");
+  int status;
+  pid_t pid;
+  while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) != 0) {
+    if (pid == -1) {
+      if (errno == ECHILD) {
+        // No more children:
+        xbt_assert(not this->get_remote_process().running(), "Inconsistent state");
+        break;
+      } else {
+        XBT_ERROR("Could not wait for pid");
+        throw simgrid::xbt::errno_error();
+      }
+    }
+
+    if (pid == this->get_remote_process().pid()) {
+      // From PTRACE_O_TRACEEXIT:
+#ifdef __linux__
+      if (status>>8 == (SIGTRAP | (PTRACE_EVENT_EXIT<<8))) {
+        xbt_assert(ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG, remote_process_->pid(), 0, &status) != -1, "Could not get exit status");
+        if (WIFSIGNALED(status)) {
+          MC_report_crash(status);
+          this->get_remote_process().terminate();
+          this->exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
+        }
+      }
+#endif
+
+      // We don't care about signals, just reinject them:
+      if (WIFSTOPPED(status)) {
+        XBT_DEBUG("Stopped with signal %i", (int) WSTOPSIG(status));
+        errno = 0;
+#ifdef __linux__
+        ptrace(PTRACE_CONT, remote_process_->pid(), 0, WSTOPSIG(status));
+#elif defined BSD
+        ptrace(PT_CONTINUE, remote_process_->pid(), (caddr_t)1, WSTOPSIG(status));
+#endif
+        xbt_assert(errno == 0, "Could not PTRACE_CONT");
+      }
+
+      else if (WIFSIGNALED(status)) {
+        MC_report_crash(status);
+        this->get_remote_process().terminate();
+        this->exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
+      } else if (WIFEXITED(status)) {
+        XBT_DEBUG("Child process is over");
+        this->get_remote_process().terminate();
+      }
+    }
   }
-  return elt->key;
 }
 
+void ModelChecker::wait_for_requests()
+{
+  this->resume();
+  if (this->get_remote_process().running())
+    checker_side_.dispatch();
+}
+
+void ModelChecker::handle_simcall(Transition const& transition)
+{
+  s_mc_message_simcall_handle_t m;
+  memset(&m, 0, sizeof(m));
+  m.type  = MessageType::SIMCALL_HANDLE;
+  m.aid_              = transition.aid_;
+  m.times_considered_ = transition.times_considered_;
+  checker_side_.get_channel().send(m);
+  this->remote_process_->clear_cache();
+  if (this->remote_process_->running())
+    checker_side_.dispatch();
 }
+bool ModelChecker::simcall_is_visible(aid_t aid)
+{
+  xbt_assert(mc_model_checker != nullptr, "This should be called from the checker side");
+
+  s_mc_message_simcall_is_visible_t m;
+  memset(&m, 0, sizeof(m));
+  m.type = MessageType::SIMCALL_IS_VISIBLE;
+  m.aid  = aid;
+  checker_side_.get_channel().send(m);
+
+  s_mc_message_simcall_is_visible_answer_t answer;
+  ssize_t s = checker_side_.get_channel().receive(answer);
+  xbt_assert(s != -1, "Could not receive message");
+  xbt_assert(s == sizeof(answer) && answer.type == MessageType::SIMCALL_IS_VISIBLE_ANSWER,
+             "Received unexpected message %s (%i, size=%i) "
+             "expected MessageType::SIMCALL_IS_VISIBLE_ANSWER (%i, size=%i)",
+             to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)s, (int)MessageType::SIMCALL_IS_VISIBLE_ANSWER,
+             (int)sizeof(answer));
+
+  XBT_DEBUG("is_visible(%ld) is returning %s", aid, answer.value ? "true" : "false");
+
+  this->remote_process_->clear_cache();
+  return answer.value;
 }
+
+std::string ModelChecker::simcall_to_string(MessageType type, aid_t aid, int times_considered)
+{
+  xbt_assert(mc_model_checker != nullptr, "This should be called from the checker side");
+
+  s_mc_message_simcall_to_string_t m;
+  memset(&m, 0, sizeof(m));
+  m.type            = type;
+  m.aid             = aid;
+  m.time_considered = times_considered;
+  checker_side_.get_channel().send(m);
+
+  s_mc_message_simcall_to_string_answer_t answer;
+  ssize_t s = checker_side_.get_channel().receive(answer);
+  xbt_assert(s != -1, "Could not receive message");
+  xbt_assert(s == sizeof(answer) && answer.type == MessageType::SIMCALL_TO_STRING_ANSWER,
+             "Received unexpected message %s (%i, size=%i) "
+             "expected MessageType::SIMCALL_TO_STRING_ANSWER (%i, size=%i)",
+             to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)s, (int)MessageType::SIMCALL_TO_STRING_ANSWER,
+             (int)sizeof(answer));
+
+  return std::string(answer.value);
+}
+
+std::string ModelChecker::simcall_to_string(aid_t aid, int times_considered)
+{
+  std::string answer = simcall_to_string(MessageType::SIMCALL_TO_STRING, aid, times_considered);
+  XBT_DEBUG("to_string(%ld) is returning %s", aid, answer.c_str());
+  return answer;
+}
+
+std::string ModelChecker::simcall_dot_label(aid_t aid, int times_considered)
+{
+  std::string answer = simcall_to_string(MessageType::SIMCALL_DOT_LABEL, aid, times_considered);
+  XBT_DEBUG("dot_label(%ld) is returning %s", aid, answer.c_str());
+  return answer;
+}
+
+void ModelChecker::finalize_app(bool terminate_asap)
+{
+  s_mc_message_int_t m;
+  memset(&m, 0, sizeof m);
+  m.type  = MessageType::FINALIZE;
+  m.value = terminate_asap;
+  xbt_assert(checker_side_.get_channel().send(m) == 0, "Could not ask the app to finalize on need");
+
+  s_mc_message_t answer;
+  xbt_assert(checker_side_.get_channel().receive(answer) != -1, "Could not receive answer to FINALIZE");
+}
+
+bool ModelChecker::checkDeadlock()
+{
+  xbt_assert(checker_side_.get_channel().send(MessageType::DEADLOCK_CHECK) == 0, "Could not check deadlock state");
+  s_mc_message_int_t message;
+  ssize_t s = checker_side_.get_channel().receive(message);
+  xbt_assert(s != -1, "Could not receive message");
+  xbt_assert(s == sizeof(message) && message.type == MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY,
+             "Received unexpected message %s (%i, size=%i) "
+             "expected MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY (%i, size=%i)",
+             to_c_str(message.type), (int)message.type, (int)s, (int)MessageType::DEADLOCK_CHECK_REPLY,
+             (int)sizeof(message));
+  return message.value != 0;
+}
+
+} // namespace mc
+} // namespace simgrid