nodestack.h

   1 /** @file nodestack.h
   2  *  @brief Stack of operations for use in backtracking.
   3 */
   4
   5 #ifndef __NODESTACK_H__
   6 #define __NODESTACK_H__
   7
   8 #include <vector>
   9 #include <cstddef>
  10 #include <inttypes.h>
  11
  12 #include "mymemory.h"
  13 #include "modeltypes.h"
  14 #include "schedule.h"
  15
  16 class ModelAction;
  17 class Thread;
  18
  19 /**
  20  * A flag used for the promise counting/combination problem within a node,
  21  * denoting whether a particular Promise is
  22  * <ol><li>@b applicable: can be satisfied by this Node's ModelAction and</li>
  23  * <li>@b fulfilled: satisfied by this Node's ModelAction under the current
  24  * configuration.</li></ol>
  25  */
  26
  27 #define PROMISE_IGNORE 0 /**< This promise is inapplicable; ignore it */
  28 #define PROMISE_UNFULFILLED 1 /**< This promise is applicable but unfulfilled */
  29 #define PROMISE_FULFILLED 2 /**< This promise is applicable and fulfilled */
  30 #define PROMISE_MASK 0xf
  31 #define PROMISE_RMW 0x10
  32
  33 typedef int promise_t;
  34
  35 struct future_value {
  36         uint64_t value;
  37         modelclock_t expiration;
  38 };
  39
  40 struct fairness_info {
  41         unsigned int enabled_count;
  42         unsigned int turns;
  43         bool priority;
  44 };
  45
  46 /**
  47  * @brief A single node in a NodeStack
  48  *
  49  * Represents a single node in the NodeStack. Each Node is associated with up
  50  * to one action and up to one parent node. A node holds information
  51  * regarding the last action performed (the "associated action"), the thread
  52  * choices that have been explored (explored_children) and should be explored
  53  * (backtrack), and the actions that the last action may read from.
  54  */
  55 class Node {
  56 public:
  57         Node(ModelAction *act, Node *par, int nthreads, Node *prevfairness);
  58         ~Node();
  59         /* return true = thread choice has already been explored */
  60         bool has_been_explored(thread_id_t tid) const;
  61         /* return true = backtrack set is empty */
  62         bool backtrack_empty() const;
  63
  64         void explore_child(ModelAction *act, enabled_type_t *is_enabled);
  65         /* return false = thread was already in backtrack */
  66         bool set_backtrack(thread_id_t id);
  67         thread_id_t get_next_backtrack();
  68         bool is_enabled(Thread *t) const;
  69         bool is_enabled(thread_id_t tid) const;
  70         enabled_type_t enabled_status(thread_id_t tid) const;
  71
  72         ModelAction * get_action() const { return action; }
  73         bool has_priority(thread_id_t tid) const;
  74         int get_num_threads() const { return num_threads; }
  75         /** @return the parent Node to this Node; that is, the action that
  76          * occurred previously in the stack. */
  77         Node * get_parent() const { return parent; }
  78
  79         bool add_future_value(uint64_t value, modelclock_t expiration);
  80         struct future_value get_future_value() const;
  81         bool increment_future_value();
  82         bool future_value_empty() const;
  83
  84         void add_read_from(const ModelAction *act);
  85         const ModelAction * get_read_from() const;
  86         bool increment_read_from();
  87         bool read_from_empty() const;
  88         int get_read_from_size() const;
  89         const ModelAction * get_read_from_at(int i) const;
  90
  91         void set_promise(unsigned int i, bool is_rmw);
  92         bool get_promise(unsigned int i) const;
  93         bool increment_promise();
  94         bool promise_empty() const;
  95         enabled_type_t *get_enabled_array() {return enabled_array;}
  96
  97         void set_misc_max(int i);
  98         int get_misc() const;
  99         bool increment_misc();
 100         bool misc_empty() const;
 101
 102         void add_relseq_break(const ModelAction *write);
 103         const ModelAction * get_relseq_break() const;
 104         bool increment_relseq_break();
 105         bool relseq_break_empty() const;
 106
 107         void print();
 108         void print_may_read_from();
 109
 110         MEMALLOC
 111 private:
 112         void explore(thread_id_t tid);
 113
 114         ModelAction * const action;
 115         Node * const parent;
 116         const int num_threads;
 117         std::vector< bool, ModelAlloc<bool> > explored_children;
 118         std::vector< bool, ModelAlloc<bool> > backtrack;
 119         std::vector< struct fairness_info, ModelAlloc< struct fairness_info> > fairness;
 120         int numBacktracks;
 121         enabled_type_t *enabled_array;
 122
 123         /** The set of ModelActions that this the action at this Node may read
 124          *  from. Only meaningful if this Node represents a 'read' action. */
 125         std::vector< const ModelAction *, ModelAlloc< const ModelAction * > > may_read_from;
 126
 127         unsigned int read_from_index;
 128
 129         std::vector< struct future_value, ModelAlloc<struct future_value> > future_values;
 130         std::vector< promise_t, ModelAlloc<promise_t> > promises;
 131         int future_index;
 132
 133         std::vector< const ModelAction *, ModelAlloc<const ModelAction *> > relseq_break_writes;
 134         int relseq_break_index;
 135
 136         int misc_index;
 137         int misc_max;
 138 };
 139
 140 typedef std::vector< Node *, ModelAlloc< Node * > > node_list_t;
 141
 142 /**
 143  * @brief A stack of nodes
 144  *
 145  * Holds a Node linked-list that can be used for holding backtracking,
 146  * may-read-from, and replay information. It is used primarily as a
 147  * stack-like structure, in that backtracking points and replay nodes are
 148  * only removed from the top (most recent).
 149  */
 150 class NodeStack {
 151 public:
 152         NodeStack();
 153         ~NodeStack();
 154         ModelAction * explore_action(ModelAction *act, enabled_type_t * is_enabled);
 155         Node * get_head() const;
 156         Node * get_next() const;
 157         void reset_execution();
 158         void pop_restofstack(int numAhead);
 159         int get_total_nodes() { return total_nodes; }
 160
 161         void print() const;
 162
 163         MEMALLOC
 164 private:
 165         node_list_t node_list;
 166
 167         /**
 168          * @brief the index position of the current head Node
 169          *
 170          * This index is relative to node_list. The index should point to the
 171          * current head Node. It is negative when the list is empty.
 172          */
 173         int head_idx;
 174
 175         int total_nodes;
 176 };
 177
 178 #endif /* __NODESTACK_H__ */