action.cc

   1 #include <stdio.h>
   2 #define __STDC_FORMAT_MACROS
   3 #include <inttypes.h>
   4
   5 #include "model.h"
   6 #include "action.h"
   7 #include "clockvector.h"
   8 #include "common.h"
   9
  10 ModelAction::ModelAction(action_type_t type, memory_order order, void *loc, uint64_t value) :
  11         type(type),
  12         order(order),
  13         location(loc),
  14         value(value),
  15         reads_from(NULL),
  16         cv(NULL)
  17 {
  18         Thread *t = thread_current();
  19         this->tid = t->get_id();
  20         this->seq_number = model->get_next_seq_num();
  21 }
  22
  23 ModelAction::~ModelAction()
  24 {
  25         if (cv)
  26                 delete cv;
  27 }
  28
  29 bool ModelAction::is_read() const
  30 {
  31         return type == ATOMIC_READ || type == ATOMIC_RMWR || type == ATOMIC_RMW;
  32 }
  33
  34 bool ModelAction::is_write() const
  35 {
  36         return type == ATOMIC_WRITE || type == ATOMIC_RMW || type == ATOMIC_INIT;
  37 }
  38
  39 bool ModelAction::is_rmwr() const
  40 {
  41         return type == ATOMIC_RMWR;
  42 }
  43
  44 bool ModelAction::is_rmw() const
  45 {
  46         return type == ATOMIC_RMW;
  47 }
  48
  49 bool ModelAction::is_rmwc() const
  50 {
  51         return type == ATOMIC_RMWC;
  52 }
  53
  54 bool ModelAction::is_initialization() const
  55 {
  56         return type == ATOMIC_INIT;
  57 }
  58
  59 bool ModelAction::is_acquire() const
  60 {
  61         switch (order) {
  62         case std::memory_order_acquire:
  63         case std::memory_order_acq_rel:
  64         case std::memory_order_seq_cst:
  65                 return true;
  66         default:
  67                 return false;
  68         }
  69 }
  70
  71 bool ModelAction::is_release() const
  72 {
  73         switch (order) {
  74         case std::memory_order_release:
  75         case std::memory_order_acq_rel:
  76         case std::memory_order_seq_cst:
  77                 return true;
  78         default:
  79                 return false;
  80         }
  81 }
  82
  83 bool ModelAction::is_seqcst() const
  84 {
  85         return order==std::memory_order_seq_cst;
  86 }
  87
  88 bool ModelAction::same_var(const ModelAction *act) const
  89 {
  90         return location == act->location;
  91 }
  92
  93 bool ModelAction::same_thread(const ModelAction *act) const
  94 {
  95         return tid == act->tid;
  96 }
  97
  98 void ModelAction::copy_typeandorder(ModelAction * act) {
  99         this->type=act->type;
 100         this->order=act->order;
 101 }
 102
 103 /** This method changes an existing read part of an RMW action into either:
 104  *  (1) a full RMW action in case of the completed write or
 105  *  (2) a READ action in case a failed action.
 106  * @todo  If the memory_order changes, we may potentially need to update our
 107  * clock vector.
 108  */
 109 void ModelAction::process_rmw(ModelAction * act) {
 110         this->order=act->order;
 111         if (act->is_rmwc())
 112                 this->type=ATOMIC_READ;
 113         else if (act->is_rmw()) {
 114                 this->type=ATOMIC_RMW;
 115                 this->value=act->value;
 116         }
 117 }
 118
 119 /** The is_synchronizing method should only explore interleavings if:
 120  *  (1) the operations are seq_cst and don't commute or
 121  *  (2) the reordering may establish or break a synchronization relation.
 122  *  Other memory operations will be dealt with by using the reads_from
 123  *  relation.
 124  *
 125  *  @param act is the action to consider exploring a reordering.
 126  *  @return tells whether we have to explore a reordering.
 127  */
 128 bool ModelAction::is_synchronizing(const ModelAction *act) const
 129 {
 130         //Same thread can't be reordered
 131         if (same_thread(act))
 132                 return false;
 133
 134         // Different locations commute
 135         if (!same_var(act))
 136                 return false;
 137
 138         // Explore interleavings of seqcst writes to guarantee total order
 139         // of seq_cst operations that don't commute
 140         if (is_write() && is_seqcst() && act->is_write() && act->is_seqcst())
 141                 return true;
 142
 143         // Explore synchronizing read/write pairs
 144         if (is_read() && is_acquire() && act->is_write() && act->is_release())
 145                 return true;
 146         if (is_write() && is_release() && act->is_read() && act->is_acquire())
 147                 return true;
 148
 149         // Otherwise handle by reads_from relation
 150         return false;
 151 }
 152
 153 void ModelAction::create_cv(const ModelAction *parent)
 154 {
 155         if (cv)
 156                 delete cv;
 157
 158         if (parent)
 159                 cv = new ClockVector(parent->cv, this);
 160         else
 161                 cv = new ClockVector(NULL, this);
 162 }
 163
 164 /** Update the model action's read_from action */
 165 void ModelAction::read_from(const ModelAction *act)
 166 {
 167         ASSERT(cv);
 168         if (act!=NULL && act->is_release() && this->is_acquire()) {
 169                 synchronize_with(act);
 170         }
 171         reads_from = act;
 172 }
 173
 174 /**
 175  * Synchronize the current thread with the thread corresponding to the
 176  * ModelAction parameter.
 177  * @param act The ModelAction to synchronize with
 178  */
 179 void ModelAction::synchronize_with(const ModelAction *act) {
 180         model->check_promises(cv, act->cv);
 181         cv->merge(act->cv);
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Check whether 'this' happens before act, according to the memory-model's
 186  * happens before relation. This is checked via the ClockVector constructs.
 187  * @return true if this action's thread has synchronized with act's thread
 188  * since the execution of act, false otherwise.
 189  */
 190 bool ModelAction::happens_before(const ModelAction *act) const
 191 {
 192         return act->cv->synchronized_since(this);
 193 }
 194
 195 void ModelAction::print(void) const
 196 {
 197         const char *type_str, *mo_str;
 198         switch (this->type) {
 199         case THREAD_CREATE:
 200                 type_str = "thread create";
 201                 break;
 202         case THREAD_START:
 203                 type_str = "thread start";
 204                 break;
 205         case THREAD_YIELD:
 206                 type_str = "thread yield";
 207                 break;
 208         case THREAD_JOIN:
 209                 type_str = "thread join";
 210                 break;
 211         case ATOMIC_READ:
 212                 type_str = "atomic read";
 213                 break;
 214         case ATOMIC_WRITE:
 215                 type_str = "atomic write";
 216                 break;
 217         case ATOMIC_RMW:
 218                 type_str = "atomic rmw";
 219                 break;
 220         case ATOMIC_RMWR:
 221                 type_str = "atomic rmwr";
 222                 break;
 223         case ATOMIC_RMWC:
 224                 type_str = "atomic rmwc";
 225                 break;
 226         case ATOMIC_INIT:
 227                 type_str = "init atomic";
 228                 break;
 229         default:
 230                 type_str = "unknown type";
 231         }
 232
 233         uint64_t valuetoprint=type==ATOMIC_READ?(reads_from!=NULL?reads_from->value:VALUE_NONE):value;
 234
 235         switch (this->order) {
 236         case std::memory_order_relaxed:
 237                 mo_str = "relaxed";
 238                 break;
 239         case std::memory_order_acquire:
 240                 mo_str = "acquire";
 241                 break;
 242         case std::memory_order_release:
 243                 mo_str = "release";
 244                 break;
 245         case std::memory_order_acq_rel:
 246                 mo_str = "acq_rel";
 247                 break;
 248         case std::memory_order_seq_cst:
 249                 mo_str = "seq_cst";
 250                 break;
 251         default:
 252                 mo_str = "unknown";
 253                 break;
 254         }
 255
 256         printf("(%3d) Thread: %-2d   Action: %-13s   MO: %7s  Loc: %14p  Value: %-12" PRIu64,
 257                         seq_number, id_to_int(tid), type_str, mo_str, location, valuetoprint);
 258         if (reads_from)
 259                 printf(" Rf: %d", reads_from->get_seq_number());
 260         if (cv) {
 261                 printf("\t");
 262                 cv->print();
 263         } else
 264                 printf("\n");
 265 }