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 <cstddef>
   9 #include <inttypes.h>
  10
  11 #include "mymemory.h"
  12 #include "schedule.h"
  13 #include "promise.h"
  14 #include "stl-model.h"
  15
  16 class ModelAction;
  17 class Thread;
  18
  19 struct fairness_info {
  20         unsigned int enabled_count;
  21         unsigned int turns;
  22         bool priority;
  23 };
  24
  25 typedef enum {
  26         READ_FROM_PAST,
  27         READ_FROM_PROMISE,
  28         READ_FROM_FUTURE,
  29         READ_FROM_NONE,
  30 } read_from_type_t;
  31
  32 #define YIELD_E 1
  33 #define YIELD_D 2
  34 #define YIELD_S 4
  35 #define YIELD_P 8
  36 #define YIELD_INDEX(tid1, tid2, num_threads) (tid1*num_threads+tid2)
  37
  38
  39 /**
  40  * @brief A single node in a NodeStack
  41  *
  42  * Represents a single node in the NodeStack. Each Node is associated with up
  43  * to one action and up to one parent node. A node holds information
  44  * regarding the last action performed (the "associated action"), the thread
  45  * choices that have been explored (explored_children) and should be explored
  46  * (backtrack), and the actions that the last action may read from.
  47  */
  48 class Node {
  49 public:
  50         Node(ModelAction *act, Node *par, int nthreads, Node *prevfairness);
  51         ~Node();
  52         /* return true = thread choice has already been explored */
  53         bool has_been_explored(thread_id_t tid) const;
  54         /* return true = backtrack set is empty */
  55         bool backtrack_empty() const;
  56
  57         void clear_backtracking();
  58         void explore_child(ModelAction *act, enabled_type_t *is_enabled);
  59         /* return false = thread was already in backtrack */
  60         bool set_backtrack(thread_id_t id);
  61         thread_id_t get_next_backtrack();
  62         bool is_enabled(Thread *t) const;
  63         bool is_enabled(thread_id_t tid) const;
  64         enabled_type_t enabled_status(thread_id_t tid) const;
  65
  66         ModelAction * get_action() const { return action; }
  67         void set_uninit_action(ModelAction *act) { uninit_action = act; }
  68         ModelAction * get_uninit_action() const { return uninit_action; }
  69
  70         bool has_priority(thread_id_t tid) const;
  71         void update_yield(Scheduler *);
  72         bool has_priority_over(thread_id_t tid, thread_id_t tid2) const;
  73         int get_num_threads() const { return num_threads; }
  74         /** @return the parent Node to this Node; that is, the action that
  75          * occurred previously in the stack. */
  76         Node * get_parent() const { return parent; }
  77
  78         read_from_type_t get_read_from_status();
  79         bool increment_read_from();
  80         bool read_from_empty() const;
  81         unsigned int read_from_size() const;
  82
  83         void print_read_from_past();
  84         void add_read_from_past(const ModelAction *act);
  85         const ModelAction * get_read_from_past() const;
  86         const ModelAction * get_read_from_past(int i) const;
  87         int get_read_from_past_size() const;
  88
  89         void add_read_from_promise(const ModelAction *reader);
  90         Promise * get_read_from_promise() const;
  91         Promise * get_read_from_promise(int i) const;
  92         int get_read_from_promise_size() const;
  93
  94         bool add_future_value(struct future_value fv);
  95         struct future_value get_future_value() const;
  96
  97         void set_promise(unsigned int i);
  98         bool get_promise(unsigned int i) const;
  99         bool increment_promise();
 100         bool promise_empty() const;
 101         void clear_promise_resolutions();
 102
 103         enabled_type_t *get_enabled_array() {return enabled_array;}
 104
 105         void set_misc_max(int i);
 106         int get_misc() const;
 107         bool increment_misc();
 108         bool misc_empty() const;
 109
 110         void add_relseq_break(const ModelAction *write);
 111         const ModelAction * get_relseq_break() const;
 112         bool increment_relseq_break();
 113         bool relseq_break_empty() const;
 114
 115         bool increment_behaviors();
 116
 117         void print() const;
 118
 119         MEMALLOC
 120 private:
 121         void explore(thread_id_t tid);
 122         int get_yield_data(int tid1, int tid2) const;
 123         bool read_from_past_empty() const;
 124         bool increment_read_from_past();
 125         bool read_from_promise_empty() const;
 126         bool increment_read_from_promise();
 127         bool future_value_empty() const;
 128         bool increment_future_value();
 129         read_from_type_t read_from_status;
 130
 131         ModelAction * const action;
 132
 133         /** @brief ATOMIC_UNINIT action which was created at this Node */
 134         ModelAction *uninit_action;
 135
 136         Node * const parent;
 137         const int num_threads;
 138         ModelVector<bool> explored_children;
 139         ModelVector<bool> backtrack;
 140         ModelVector<struct fairness_info> fairness;
 141         int numBacktracks;
 142         enabled_type_t *enabled_array;
 143
 144         /**
 145          * The set of past ModelActions that this the action at this Node may
 146          * read from. Only meaningful if this Node represents a 'read' action.
 147          */
 148         ModelVector<const ModelAction *> read_from_past;
 149         unsigned int read_from_past_idx;
 150
 151         ModelVector<const ModelAction *> read_from_promises;
 152         int read_from_promise_idx;
 153
 154         ModelVector<struct future_value> future_values;
 155         int future_index;
 156
 157         ModelVector<bool> resolve_promise;
 158         int resolve_promise_idx;
 159
 160         ModelVector<const ModelAction *> relseq_break_writes;
 161         int relseq_break_index;
 162
 163         int misc_index;
 164         int misc_max;
 165         int * yield_data;
 166 };
 167
 168 typedef ModelVector<Node *> node_list_t;
 169
 170 /**
 171  * @brief A stack of nodes
 172  *
 173  * Holds a Node linked-list that can be used for holding backtracking,
 174  * may-read-from, and replay information. It is used primarily as a
 175  * stack-like structure, in that backtracking points and replay nodes are
 176  * only removed from the top (most recent).
 177  */
 178 class NodeStack {
 179 public:
 180         NodeStack();
 181         ~NodeStack();
 182         ModelAction * explore_action(ModelAction *act, enabled_type_t * is_enabled);
 183         Node * get_head() const;
 184         Node * get_next() const;
 185         void reset_execution();
 186         void pop_restofstack(int numAhead);
 187         int get_total_nodes() { return total_nodes; }
 188
 189         void print() const;
 190
 191         MEMALLOC
 192 private:
 193         node_list_t node_list;
 194
 195         /**
 196          * @brief the index position of the current head Node
 197          *
 198          * This index is relative to node_list. The index should point to the
 199          * current head Node. It is negative when the list is empty.
 200          */
 201         int head_idx;
 202
 203         int total_nodes;
 204 };
 205
 206 #endif /* __NODESTACK_H__ */