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Move another function of ModelChecker to RemoteProcessMemory
[simgrid.git] / src / mc / ModelChecker.cpp
index 1a52b69..10f0ba3 100644 (file)
@@ -1,20 +1,21 @@
-/* Copyright (c) 2008-2021. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
+/* Copyright (c) 2008-2023. 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 "src/mc/ModelChecker.hpp"
-#include "src/mc/Session.hpp"
-#include "src/mc/Transition.hpp"
-#include "src/mc/checker/Checker.hpp"
+#include "src/mc/explo/Exploration.hpp"
+#include "src/mc/explo/LivenessChecker.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 "src/mc/sosp/RemoteProcessMemory.hpp"
+#include "src/mc/transition/TransitionComm.hpp"
 #include "xbt/automaton.hpp"
 #include "xbt/system_error.hpp"
 
 #include <array>
+#include <csignal>
 #include <sys/ptrace.h>
 #include <sys/wait.h>
 
@@ -22,59 +23,53 @@ 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 {
+namespace simgrid::mc {
 
-ModelChecker::ModelChecker(std::unique_ptr<RemoteProcess> remote_simulation, int sockfd)
-    : checker_side_(sockfd), remote_process_(std::move(remote_simulation))
+ModelChecker::ModelChecker(std::unique_ptr<RemoteProcessMemory> remote_memory, int sockfd)
+    : checker_side_(sockfd), remote_process_memory_(std::move(remote_memory))
 {
 }
 
 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");
-    }
-  });
+  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 signal: %d", sig);
+        } 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();
+  const pid_t pid = remote_process_memory_->pid();
 
-  pid_t res = waitpid(pid, &status, WAITPID_CHECKED_FLAGS);
-  if (res < 0 || not WIFSTOPPED(status) || WSTOPSIG(status) != SIGSTOP)
-    xbt_die("Could not wait model-checked process");
-
-  remote_process_->init();
-
-  if (not _sg_mc_dot_output_file.get().empty())
-    MC_init_dot_output();
-
-  setup_ignore();
+  xbt_assert(waitpid(pid, &status, WAITPID_CHECKED_FLAGS) == pid && WIFSTOPPED(status) && WSTOPSIG(status) == SIGSTOP,
+             "Could not wait model-checked process");
 
+  errno = 0;
 #ifdef __linux__
   ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, pid, nullptr, PTRACE_O_TRACEEXIT);
   ptrace(PTRACE_CONT, pid, 0, 0);
@@ -83,80 +78,11 @@ void ModelChecker::start()
 #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 = &this->get_remote_process();
-  if (process->running()) {
-    XBT_DEBUG("Killing process");
-    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->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();
-  }
-}
-
-static void MC_report_assertion_error()
-{
-  XBT_INFO("**************************");
-  XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
-  XBT_INFO("**************************");
-  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->log_state();
+  xbt_assert(errno == 0,
+             "Ptrace does not seem to be usable in your setup (errno: %d). "
+             "If you run from within a docker, adding `--cap-add SYS_PTRACE` to the docker line may help. "
+             "If it does not help, please report this bug.",
+             errno);
 }
 
 bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
@@ -166,6 +92,15 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
   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_memory().init(message.mmalloc_default_mdp);
+      break;
+    }
+
     case MessageType::IGNORE_HEAP: {
       s_mc_message_ignore_heap_t message;
       xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
@@ -176,7 +111,7 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       region.fragment = message.fragment;
       region.address  = message.address;
       region.size     = message.size;
-      get_remote_process().ignore_heap(region);
+      get_remote_process_memory().ignore_heap(region);
       break;
     }
 
@@ -184,7 +119,7 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       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);
+      get_remote_process_memory().unignore_heap((void*)(std::uintptr_t)message.addr, message.size);
       break;
     }
 
@@ -192,7 +127,7 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       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);
+      this->get_remote_process_memory().ignore_region(message.addr, message.size);
       break;
     }
 
@@ -200,7 +135,7 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       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);
+      this->get_remote_process_memory().stack_areas().push_back(message.stack_region);
     } break;
 
     case MessageType::REGISTER_SYMBOL: {
@@ -210,14 +145,8 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       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); });
-
+      LivenessChecker::automaton_register_symbol(get_remote_process_memory(), message.name.data(),
+                                                 remote((int*)message.data));
       break;
     }
 
@@ -225,8 +154,8 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
       return false;
 
     case MessageType::ASSERTION_FAILED:
-      MC_report_assertion_error();
-      this->exit(SIMGRID_MC_EXIT_SAFETY);
+      exploration_->report_assertion_failure();
+      break;
 
     default:
       xbt_die("Unexpected message from model-checked application");
@@ -234,15 +163,6 @@ bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
   return true;
 }
 
-/** Terminate the model-checker application */
-void ModelChecker::exit(int status)
-{
-  // TODO, terminate the model checker politely instead of exiting rudely
-  if (get_remote_process().running())
-    kill(get_remote_process().pid(), SIGKILL);
-  ::exit(status);
-}
-
 void ModelChecker::handle_waitpid()
 {
   XBT_DEBUG("Check for wait event");
@@ -252,7 +172,7 @@ void ModelChecker::handle_waitpid()
     if (pid == -1) {
       if (errno == ECHILD) {
         // No more children:
-        xbt_assert(not this->get_remote_process().running(), "Inconsistent state");
+        xbt_assert(not this->get_remote_process_memory().running(), "Inconsistent state");
         break;
       } else {
         XBT_ERROR("Could not wait for pid");
@@ -260,136 +180,66 @@ void ModelChecker::handle_waitpid()
       }
     }
 
-    if (pid == this->get_remote_process().pid()) {
+    if (pid == this->get_remote_process_memory().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);
-          exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
-        }
+        unsigned long eventmsg;
+        xbt_assert(ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG, get_remote_process_memory().pid(), 0, &eventmsg) != -1,
+                   "Could not get exit status");
+        status = static_cast<int>(eventmsg);
+        if (WIFSIGNALED(status))
+          exploration_->report_crash(status);
       }
 #endif
 
-      // We don't care about signals, just reinject them:
+      // We don't care about non-lethal 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));
+        ptrace(PTRACE_CONT, get_remote_process_memory().pid(), 0, WSTOPSIG(status));
 #elif defined BSD
-        ptrace(PT_CONTINUE, remote_process_->pid(), (caddr_t)1, WSTOPSIG(status));
+        ptrace(PT_CONTINUE, get_remote_process_memory().pid(), (caddr_t)1, WSTOPSIG(status));
 #endif
         xbt_assert(errno == 0, "Could not PTRACE_CONT");
       }
 
       else if (WIFSIGNALED(status)) {
-        MC_report_crash(status);
-        mc_model_checker->exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
+        exploration_->report_crash(status);
       } else if (WIFEXITED(status)) {
         XBT_DEBUG("Child process is over");
-        this->get_remote_process().terminate();
+        this->get_remote_process_memory().terminate();
       }
     }
   }
 }
 
-void ModelChecker::wait_for_requests()
+Transition* ModelChecker::handle_simcall(aid_t aid, int times_considered, bool new_transition)
 {
-  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.pid_              = transition.pid_;
-  m.times_considered_ = transition.times_considered_;
+  s_mc_message_simcall_execute_t m = {};
+  m.type              = MessageType::SIMCALL_EXECUTE;
+  m.aid_              = aid;
+  m.times_considered_ = 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(int 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);
+  this->remote_process_memory_->clear_cache();
+  if (this->remote_process_memory_->running())
+    checker_side_.dispatch(); // The app may send messages while processing the transition
 
-  s_mc_message_simcall_is_visible_answer_t answer;
+  s_mc_message_simcall_execute_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_assert(s == sizeof answer, "Broken message (size=%zd; expected %zu)", s, sizeof answer);
+  xbt_assert(answer.type == MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER,
+             "Received unexpected message %s (%i); expected MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER (%i)",
+             to_c_str(answer.type), (int)answer.type, (int)MessageType::SIMCALL_EXECUTE_ANSWER);
 
-  XBT_DEBUG("is_visible(%d) is returning %s", aid, answer.value ? "true" : "false");
-
-  this->remote_process_->clear_cache();
-  return answer.value;
-}
-
-std::string ModelChecker::simcall_to_string(MessageType type, int 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(int aid, int times_considered)
-{
-  std::string answer = simcall_to_string(MessageType::SIMCALL_TO_STRING, aid, times_considered);
-  XBT_DEBUG("to_string(%d) is returning %s", aid, answer.c_str());
-  return answer;
-}
-
-std::string ModelChecker::simcall_dot_label(int aid, int times_considered)
-{
-  std::string answer = simcall_to_string(MessageType::SIMCALL_DOT_LABEL, aid, times_considered);
-  XBT_DEBUG("dot_label(%d) is returning %s", aid, answer.c_str());
-  return answer;
-}
-
-bool ModelChecker::checkDeadlock()
-{
-  int res = checker_side_.get_channel().send(MessageType::DEADLOCK_CHECK);
-  xbt_assert(res == 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;
+  if (new_transition) {
+    std::stringstream stream(answer.buffer.data());
+    return deserialize_transition(aid, times_considered, stream);
+  } else
+    return nullptr;
 }
 
-} // namespace mc
-} // namespace simgrid
+} // namespace simgrid::mc