snapshot: define macros with type size_t
[c11tester.git] / snapshot.cc
index ff9fd56039bc6e01782bc43770c800fff3f2d6d3..01811ca862621f616f670ea2a35df7889e746302 100644 (file)
 #include <sys/wait.h>
 #include <ucontext.h>
 
-//extern declaration definition
-#define FAILURE(mesg) { printf("failed in the API: %s with errno relative message: %s\n", mesg, strerror( errno ) ); exit( -1 ); }
+#define FAILURE(mesg) { printf("failed in the API: %s with errno relative message: %s\n", mesg, strerror( errno ) ); exit(EXIT_FAILURE); }
+
+#ifdef CONFIG_SSDEBUG
+#define SSDEBUG                printf
+#else
+#define SSDEBUG(...)   do { } while (0)
+#endif
+
+/* extern declaration definition */
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
 struct SnapShot * snapshotrecord = NULL;
-struct Snapshot_t * sTheRecord = NULL;
 #else
-struct Snapshot_t * sTheRecord = NULL;
+struct Snapshot * sTheRecord = NULL;
 #endif
-void DumpIntoLog( const char * filename, const char * message ){
-#if SSDEBUG
-       static pid_t thePID = getpid();
-       char newFn[ 1024 ] ={ 0 };
-       sprintf( newFn,"%s-%d.txt", filename, thePID );
-       FILE * myFile = fopen( newFn, "w+" );
-       fprintf( myFile, "the message %s: the process id %d\n", message, thePID );
-       fflush( myFile );
-       fclose( myFile );
-       myFile = NULL;
-#endif
-}
+
 #if !USE_MPROTECT_SNAPSHOT
 static ucontext_t savedSnapshotContext;
 static ucontext_t savedUserSnapshotContext;
 static snapshot_id snapshotid = 0;
 #endif
-/* Initialize snapshot data structure */
+
+/** PageAlignedAdressUpdate return a page aligned address for the
+ * address being added as a side effect the numBytes are also changed.
+ */
+static void * PageAlignAddressUpward(void * addr) {
+       return (void *)((((uintptr_t)addr)+PAGESIZE-1)&~(PAGESIZE-1));
+}
+
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
-void initSnapShotRecord(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions) {
+
+/** ReturnPageAlignedAddress returns a page aligned address for the
+ * address being added as a side effect the numBytes are also changed.
+ */
+static void * ReturnPageAlignedAddress(void * addr) {
+       return (void *)(((uintptr_t)addr)&~(PAGESIZE-1));
+}
+
+/** The initSnapShotRecord method initialized the snapshotting data
+ *  structures for the mprotect based snapshot. 
+ */
+static void initSnapShotRecord(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions) {
        snapshotrecord=( struct SnapShot * )MYMALLOC(sizeof(struct SnapShot));
        snapshotrecord->regionsToSnapShot=( struct MemoryRegion * )MYMALLOC(sizeof(struct MemoryRegion)*nummemoryregions);
        snapshotrecord->backingStoreBasePtr= ( struct SnapShotPage * )MYMALLOC( sizeof( struct SnapShotPage ) * (numbackingpages + 1) );
@@ -59,15 +72,17 @@ void initSnapShotRecord(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots,
        snapshotrecord->maxBackingPages=numbackingpages;
        snapshotrecord->maxSnapShots=numsnapshots;
 }
-#endif //nothing to initialize for the fork based snapshotting.
 
-void HandlePF( int sig, siginfo_t *si, void * unused){
-#if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
+/** HandlePF is the page fault handler for mprotect based snapshotting
+ * algorithm.
+ */
+static void HandlePF( int sig, siginfo_t *si, void * unused){
        if( si->si_code == SEGV_MAPERR ){
                printf("Real Fault at %p\n", si->si_addr);
                exit( EXIT_FAILURE );
        }
        void* addr = ReturnPageAlignedAddress(si->si_addr);
+
        unsigned int backingpage=snapshotrecord->lastBackingPage++; //Could run out of pages...
        if (backingpage==snapshotrecord->maxBackingPages) {
                printf("Out of backing pages at %p\n", si->si_addr);
@@ -83,44 +98,34 @@ void HandlePF( int sig, siginfo_t *si, void * unused){
                perror("mprotect");
                // Handle error by quitting?
        }
-#endif //nothing to handle for non snapshotting case.
-}
-
-//Return a page aligned address for the address being added
-//as a side effect the numBytes are also changed.
-void * ReturnPageAlignedAddress(void * addr) {
-       return (void *)(((uintptr_t)addr)&~(PAGESIZE-1));
 }
+#endif //nothing to handle for non snapshotting case.
 
-//Return a page aligned address for the address being added
-//as a side effect the numBytes are also changed.
-void * PageAlignAddressUpward(void * addr) {
-       return (void *)((((uintptr_t)addr)+PAGESIZE-1)&~(PAGESIZE-1));
-}
-#ifdef __cplusplus
-extern "C" {
-#endif
-       void createSharedLibrary(){
+void createSharedLibrary(){
 #if !USE_MPROTECT_SNAPSHOT
-               //step 1. create shared memory.
-               if( sTheRecord ) return;
-               int fd = shm_open( "/ModelChecker-Snapshotter", O_RDWR | O_CREAT, 0777 ); //universal permissions.
-               if( -1 == fd ) FAILURE("shm_open");
-               if( -1 == ftruncate( fd, ( size_t )SHARED_MEMORY_DEFAULT + ( size_t )STACK_SIZE_DEFAULT ) ) FAILURE( "ftruncate" );
-               char * memMapBase = ( char * ) mmap( 0, ( size_t )SHARED_MEMORY_DEFAULT + ( size_t )STACK_SIZE_DEFAULT, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0 );
-               if( MAP_FAILED == memMapBase ) FAILURE("mmap");
-               sTheRecord = ( struct Snapshot_t * )memMapBase;
-               sTheRecord->mSharedMemoryBase = memMapBase + sizeof( struct Snapshot_t );
-               sTheRecord->mStackBase = ( char * )memMapBase + ( size_t )SHARED_MEMORY_DEFAULT;
-               sTheRecord->mStackSize = STACK_SIZE_DEFAULT;
-               sTheRecord->mIDToRollback = -1;
-               sTheRecord->currSnapShotID = 0;
+       //step 1. create shared memory.
+       if( sTheRecord ) return;
+       int fd = shm_open( "/ModelChecker-Snapshotter", O_RDWR | O_CREAT, 0777 ); //universal permissions.
+       if( -1 == fd ) FAILURE("shm_open");
+       if( -1 == ftruncate( fd, SHARED_MEMORY_DEFAULT + STACK_SIZE_DEFAULT ) ) FAILURE( "ftruncate" );
+       void * memMapBase = mmap( 0, SHARED_MEMORY_DEFAULT + STACK_SIZE_DEFAULT, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0 );
+       if( MAP_FAILED == memMapBase ) FAILURE("mmap");
+       sTheRecord = ( struct Snapshot * )memMapBase;
+       sTheRecord->mSharedMemoryBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + sizeof(struct Snapshot));
+       sTheRecord->mStackBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + SHARED_MEMORY_DEFAULT);
+       sTheRecord->mStackSize = STACK_SIZE_DEFAULT;
+       sTheRecord->mIDToRollback = -1;
+       sTheRecord->currSnapShotID = 0;
+       sTheRecord->mbFinalize = false;
 #endif
-       }
-#ifdef __cplusplus
 }
-#endif
-void initSnapShotLibrary(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions, unsigned int numheappages, MyFuncPtr entryPoint){
+
+/** The initSnapShotLibrary function initializes the Snapshot library.
+ *  @param entryPoint the function that should run the program.
+ */
+void initSnapShotLibrary(unsigned int numbackingpages,
+               unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions,
+               unsigned int numheappages, VoidFuncPtr entryPoint) {
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
        /* Setup a stack for our signal handler....  */
        stack_t ss;
@@ -133,27 +138,39 @@ void initSnapShotLibrary(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots
        sa.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_NODEFER | SA_RESTART | SA_ONSTACK;
        sigemptyset( &sa.sa_mask );
        sa.sa_sigaction = HandlePF;
+#ifdef MAC
+       if( sigaction( SIGBUS, &sa, NULL ) == -1 ){
+               printf("SIGACTION CANNOT BE INSTALLED\n");
+               exit(EXIT_FAILURE);
+       }
+#endif
        if( sigaction( SIGSEGV, &sa, NULL ) == -1 ){
                printf("SIGACTION CANNOT BE INSTALLED\n");
-               exit(-1);
+               exit(EXIT_FAILURE);
        }
+
        initSnapShotRecord(numbackingpages, numsnapshots, nummemoryregions);
 
+       // EVIL HACK: We need to make sure that calls into the HandlePF method don't cause dynamic links
+       // The problem is that we end up protecting state in the dynamic linker...
+       // Solution is to call our signal handler before we start protecting stuff...
+
+       siginfo_t si;
+       memset(&si, 0, sizeof(si));
+       si.si_addr=ss.ss_sp;
+       HandlePF(SIGSEGV, &si, NULL);
+       snapshotrecord->lastBackingPage--; //remove the fake page we copied
+
        basemySpace=MYMALLOC((numheappages+1)*PAGESIZE);
        void * pagealignedbase=PageAlignAddressUpward(basemySpace);
        mySpace = create_mspace_with_base(pagealignedbase,  numheappages*PAGESIZE, 1 );
        addMemoryRegionToSnapShot(pagealignedbase, numheappages);
        entryPoint();
 #else
-       //add a signal to indicate that the process is going to terminate.
-       struct sigaction sa;
-       sa.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_NODEFER | SA_RESTART;
-       sigemptyset( &sa.sa_mask );
-       sa.sa_sigaction = HandlePF;
-       if( sigaction( SIGUSR1, &sa, NULL ) == -1 ){
-               printf("SIGACTION CANNOT BE INSTALLED\n");
-               exit(-1);
-       }
+
+       basemySpace=system_malloc((numheappages+1)*PAGESIZE);
+       void * pagealignedbase=PageAlignAddressUpward(basemySpace);
+       mySpace = create_mspace_with_base(pagealignedbase,  numheappages*PAGESIZE, 1 );
        createSharedLibrary();
 
        //step 2 setup the stack context.
@@ -193,17 +210,16 @@ void initSnapShotLibrary(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots
                } else {
                        int status;
                        int retVal;
-#if SSDEBUG
-                       char mesg[ 1024 ] = { 0 };
-                       sprintf( mesg, "The process id of child is %d and the process id of this process is %d and snapshot id is %d", forkedID, getpid(), snapshotid );
-                       DumpIntoLog( "ModelSnapshot", mesg );
-#endif
+
+                       SSDEBUG("The process id of child is %d and the process id of this process is %d and snapshot id is %d",
+                               forkedID, getpid(), snapshotid );
+
                        do {
                                retVal=waitpid( forkedID, &status, 0 );
                        } while( -1 == retVal && errno == EINTR );
 
                        if( sTheRecord->mIDToRollback != snapshotid )
-                               exit(0);
+                               exit(EXIT_SUCCESS);
                        else{
                                swapContext = true;
                        }
@@ -212,33 +228,38 @@ void initSnapShotLibrary(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots
 
 #endif
 }
-/* This function assumes that addr is page aligned */
+
+/** The addMemoryRegionToSnapShot function assumes that addr is page aligned. 
+ */
 void addMemoryRegionToSnapShot( void * addr, unsigned int numPages) {
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
        unsigned int memoryregion=snapshotrecord->lastRegion++;
        if (memoryregion==snapshotrecord->maxRegions) {
                printf("Exceeded supported number of memory regions!\n");
-               exit(-1);
+               exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
        snapshotrecord->regionsToSnapShot[ memoryregion ].basePtr=addr;
        snapshotrecord->regionsToSnapShot[ memoryregion ].sizeInPages=numPages;
 #endif //NOT REQUIRED IN THE CASE OF FORK BASED SNAPSHOTS.
 }
-//take snapshot
+
+/** The takeSnapshot function takes a snapshot.
+ * @return The snapshot identifier.
+ */
 snapshot_id takeSnapshot( ){
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
        for(unsigned int region=0; region<snapshotrecord->lastRegion;region++) {
                if( mprotect(snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].basePtr, snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].sizeInPages*sizeof(struct SnapShotPage), PROT_READ ) == -1 ){
                        perror("mprotect");
                        printf("Failed to mprotect inside of takeSnapShot\n");
-                       exit(-1);
+                       exit(EXIT_FAILURE);
                }
        }
        unsigned int snapshot=snapshotrecord->lastSnapShot++;
        if (snapshot==snapshotrecord->maxSnapShots) {
                printf("Out of snapshots\n");
-               exit(-1);
+               exit(EXIT_FAILURE);
        }
        snapshotrecord->snapShots[snapshot].firstBackingPage=snapshotrecord->lastBackingPage;
 
@@ -248,6 +269,10 @@ snapshot_id takeSnapshot( ){
        return snapshotid;
 #endif
 }
+
+/** The rollBack function rollback to the given snapshot identifier.
+ *  @param theID is the snapshot identifier to rollback to.
+ */
 void rollBack( snapshot_id theID ){
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
        std::map< void *, bool, std::less< void * >, MyAlloc< std::pair< const void *, bool > > > duplicateMap;
@@ -255,7 +280,7 @@ void rollBack( snapshot_id theID ){
                if( mprotect(snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].basePtr, snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].sizeInPages*sizeof(struct SnapShotPage), PROT_READ | PROT_WRITE ) == -1 ){
                        perror("mprotect");
                        printf("Failed to mprotect inside of takeSnapShot\n");
-                       exit(-1);
+                       exit(EXIT_FAILURE);
                }
        }
        for(unsigned int page=snapshotrecord->snapShots[theID].firstBackingPage; page<snapshotrecord->lastBackingPage; page++) {
@@ -279,17 +304,17 @@ void rollBack( snapshot_id theID ){
        getcontext( &sTheRecord->mContextToRollback );
        if( !sTemp ){
                sTemp = 1;
-#if SSDEBUG
-               DumpIntoLog( "ModelSnapshot", "Invoked rollback" );
-#endif
-               exit( 0 );
+               SSDEBUG("Invoked rollback");
+               exit(EXIT_SUCCESS);
        }
 #endif
 }
 
+/** The finalize method shuts down the snapshotting system.  */
+//Subramanian -- remove this function from the external interface and
+//have us call it internally
 void finalize(){
 #if !USE_MPROTECT_SNAPSHOT
        sTheRecord->mbFinalize = true;
 #endif
 }
-