action.h

   1 /** @file action.h
   2  *  @brief Models actions taken by threads.
   3  */
   4
   5 #ifndef __ACTION_H__
   6 #define __ACTION_H__
   7
   8 #include <list>
   9 #include <cstddef>
  10 #include <inttypes.h>
  11
  12 #include "mymemory.h"
  13 #include "memoryorder.h"
  14 #include "modeltypes.h"
  15
  16 class ClockVector;
  17 class Thread;
  18
  19 using std::memory_order;
  20 using std::memory_order_relaxed;
  21 using std::memory_order_acquire;
  22 using std::memory_order_release;
  23 using std::memory_order_acq_rel;
  24 using std::memory_order_seq_cst;
  25
  26 /** Note that this value can be legitimately used by a program, and
  27  *  hence by iteself does not indicate no value. */
  28 #define VALUE_NONE 0xdeadbeef
  29
  30 /** A special value to represent a successful trylock */
  31 #define VALUE_TRYSUCCESS 1
  32
  33 /** A special value to represent a failed trylock */
  34 #define VALUE_TRYFAILED 0
  35
  36 /** @brief Represents an action type, identifying one of several types of
  37  * ModelAction */
  38 typedef enum action_type {
  39         MODEL_FIXUP_RELSEQ,   /**< Special ModelAction: finalize a release
  40                                *   sequence */
  41         THREAD_CREATE,        /**< A thread creation action */
  42         THREAD_START,         /**< First action in each thread */
  43         THREAD_YIELD,         /**< A thread yield action */
  44         THREAD_JOIN,          /**< A thread join action */
  45         THREAD_FINISH,        /**< A thread completion action */
  46         ATOMIC_UNINIT,        /**< Represents an uninitialized atomic */
  47         ATOMIC_READ,          /**< An atomic read action */
  48         ATOMIC_WRITE,         /**< An atomic write action */
  49         ATOMIC_RMWR,          /**< The read part of an atomic RMW action */
  50         ATOMIC_RMW,           /**< The write part of an atomic RMW action */
  51         ATOMIC_RMWC,          /**< Convert an atomic RMW action into a READ */
  52         ATOMIC_INIT,          /**< Initialization of an atomic object (e.g.,
  53                                *   atomic_init()) */
  54         ATOMIC_FENCE,         /**< A fence action */
  55         ATOMIC_LOCK,          /**< A lock action */
  56         ATOMIC_TRYLOCK,       /**< A trylock action */
  57         ATOMIC_UNLOCK,        /**< An unlock action */
  58         ATOMIC_NOTIFY_ONE,    /**< A notify_one action */
  59         ATOMIC_NOTIFY_ALL,    /**< A notify all action */
  60         ATOMIC_WAIT           /**< A wait action */
  61 } action_type_t;
  62
  63 /* Forward declaration */
  64 class Node;
  65 class ClockVector;
  66
  67 /**
  68  * The ModelAction class encapsulates an atomic action.
  69  */
  70 class ModelAction {
  71 public:
  72         ModelAction(action_type_t type, memory_order order, void *loc, uint64_t value = VALUE_NONE, Thread *thread = NULL);
  73         ~ModelAction();
  74         void print() const;
  75
  76         thread_id_t get_tid() const { return tid; }
  77         action_type get_type() const { return type; }
  78         memory_order get_mo() const { return order; }
  79         void * get_location() const { return location; }
  80         modelclock_t get_seq_number() const { return seq_number; }
  81         uint64_t get_value() const { return value; }
  82         void set_value(uint64_t v) { value = v; }
  83         const ModelAction * get_reads_from() const { return reads_from; }
  84
  85         Node * get_node() const;
  86         void set_node(Node *n) { node = n; }
  87
  88         void set_read_from(const ModelAction *act);
  89
  90         /** Store the most recent fence-release from the same thread
  91          *  @param fence The fence-release that occured prior to this */
  92         void set_last_fence_release(const ModelAction *fence) { last_fence_release = fence; }
  93         /** @return The most recent fence-release from the same thread */
  94         const ModelAction * get_last_fence_release() const { return last_fence_release; }
  95
  96         void copy_from_new(ModelAction *newaction);
  97         void set_seq_number(modelclock_t num);
  98         void set_try_lock(bool obtainedlock);
  99         bool is_thread_start() const;
 100         bool is_relseq_fixup() const;
 101         bool is_mutex_op() const;
 102         bool is_lock() const;
 103         bool is_trylock() const;
 104         bool is_unlock() const;
 105         bool is_wait() const;
 106         bool is_notify() const;
 107         bool is_notify_one() const;
 108         bool is_success_lock() const;
 109         bool is_failed_trylock() const;
 110         bool is_atomic_var() const;
 111         bool is_uninitialized() const;
 112         bool is_read() const;
 113         bool is_write() const;
 114         bool could_be_write() const;
 115         bool is_rmwr() const;
 116         bool is_rmwc() const;
 117         bool is_rmw() const;
 118         bool is_fence() const;
 119         bool is_initialization() const;
 120         bool is_relaxed() const;
 121         bool is_acquire() const;
 122         bool is_release() const;
 123         bool is_seqcst() const;
 124         bool same_var(const ModelAction *act) const;
 125         bool same_thread(const ModelAction *act) const;
 126         bool is_conflicting_lock(const ModelAction *act) const;
 127         bool could_synchronize_with(const ModelAction *act) const;
 128
 129         Thread * get_thread_operand() const;
 130
 131         void create_cv(const ModelAction *parent = NULL);
 132         ClockVector * get_cv() const { return cv; }
 133         bool synchronize_with(const ModelAction *act);
 134
 135         bool has_synchronized_with(const ModelAction *act) const;
 136         bool happens_before(const ModelAction *act) const;
 137
 138         inline bool operator <(const ModelAction& act) const {
 139                 return get_seq_number() < act.get_seq_number();
 140         }
 141         inline bool operator >(const ModelAction& act) const {
 142                 return get_seq_number() > act.get_seq_number();
 143         }
 144
 145         void process_rmw(ModelAction * act);
 146         void copy_typeandorder(ModelAction * act);
 147
 148         void set_sleep_flag() { sleep_flag=true; }
 149         bool get_sleep_flag() { return sleep_flag; }
 150         unsigned int hash() const;
 151
 152         MEMALLOC
 153 private:
 154
 155         /** Type of action (read, write, thread create, thread yield, thread join) */
 156         action_type type;
 157
 158         /** The memory order for this operation. */
 159         memory_order order;
 160
 161         /** A pointer to the memory location for this action. */
 162         void *location;
 163
 164         /** The thread id that performed this action. */
 165         thread_id_t tid;
 166
 167         /** The value written (for write or RMW; undefined for read) */
 168         uint64_t value;
 169
 170         /** The action that this action reads from. Only valid for reads */
 171         const ModelAction *reads_from;
 172
 173         /** The last fence release from the same thread */
 174         const ModelAction *last_fence_release;
 175
 176         /** A back reference to a Node in NodeStack, if this ModelAction is
 177          * saved on the NodeStack. */
 178         Node *node;
 179
 180         modelclock_t seq_number;
 181
 182         /** The clock vector stored with this action; only needed if this
 183          * action is a store release? */
 184         ClockVector *cv;
 185
 186         bool sleep_flag;
 187 };
 188
 189 typedef std::list< ModelAction *, SnapshotAlloc<ModelAction *> > action_list_t;
 190
 191 #endif /* __ACTION_H__ */