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
  29 #define VALUE_NONE 1234567890
  30
  31 /** A special value to represent a successful trylock */
  32
  33 #define VALUE_TRYSUCCESS 1
  34
  35 /** A special value to represent a failed trylock */
  36 #define VALUE_TRYFAILED 0
  37
  38 /** @brief Represents an action type, identifying one of several types of
  39  * ModelAction */
  40 typedef enum action_type {
  41         MODEL_FIXUP_RELSEQ,   /**< Special ModelAction: finalize a release
  42                                *   sequence */
  43         THREAD_CREATE,        /**< A thread creation action */
  44         THREAD_START,         /**< First action in each thread */
  45         THREAD_YIELD,         /**< A thread yield action */
  46         THREAD_JOIN,          /**< A thread join action */
  47         THREAD_FINISH,        /**< A thread completion action */
  48         ATOMIC_READ,          /**< An atomic read action */
  49         ATOMIC_WRITE,         /**< An atomic write action */
  50         ATOMIC_RMWR,          /**< The read part of an atomic RMW action */
  51         ATOMIC_RMW,           /**< The write part of an atomic RMW action */
  52         ATOMIC_RMWC,          /**< Convert an atomic RMW action into a READ */
  53         ATOMIC_INIT,          /**< Initialization of an atomic object (e.g.,
  54                                *   atomic_init()) */
  55         ATOMIC_FENCE,         /**< A fence action */
  56         ATOMIC_LOCK,          /**< A lock action */
  57         ATOMIC_TRYLOCK,       /**< A trylock action */
  58         ATOMIC_UNLOCK         /**< An unlock action */
  59 } action_type_t;
  60
  61 /* Forward declaration */
  62 class Node;
  63 class ClockVector;
  64
  65 /**
  66  * The ModelAction class encapsulates an atomic action.
  67  */
  68 class ModelAction {
  69 public:
  70         ModelAction(action_type_t type, memory_order order, void *loc, uint64_t value = VALUE_NONE, Thread *thread = NULL);
  71         ~ModelAction();
  72         void print() const;
  73
  74         thread_id_t get_tid() const { return tid; }
  75         action_type get_type() const { return type; }
  76         memory_order get_mo() const { return order; }
  77         void * get_location() const { return location; }
  78         modelclock_t get_seq_number() const { return seq_number; }
  79         uint64_t get_value() const { return value; }
  80         const ModelAction * get_reads_from() const { return reads_from; }
  81
  82         Node * get_node() const { return node; }
  83         void set_node(Node *n) { node = n; }
  84
  85         void copy_from_new(ModelAction *newaction);
  86         void set_seq_number(modelclock_t num);
  87         void set_try_lock(bool obtainedlock);
  88         bool is_relseq_fixup() const;
  89         bool is_mutex_op() const;
  90         bool is_lock() const;
  91         bool is_trylock() const;
  92         bool is_unlock() const;
  93         bool is_success_lock() const;
  94         bool is_failed_trylock() const;
  95         bool is_read() const;
  96         bool is_write() const;
  97         bool could_be_write() const;
  98         bool is_rmwr() const;
  99         bool is_rmwc() const;
 100         bool is_rmw() const;
 101         bool is_fence() const;
 102         bool is_initialization() const;
 103         bool is_acquire() const;
 104         bool is_release() const;
 105         bool is_seqcst() const;
 106         bool same_var(const ModelAction *act) const;
 107         bool same_thread(const ModelAction *act) const;
 108         bool is_conflicting_lock(const ModelAction *act) const;
 109         bool could_synchronize_with(const ModelAction *act) const;
 110
 111         void create_cv(const ModelAction *parent = NULL);
 112         ClockVector * get_cv() const { return cv; }
 113         bool read_from(const ModelAction *act);
 114         bool synchronize_with(const ModelAction *act);
 115
 116         bool has_synchronized_with(const ModelAction *act) const;
 117         bool happens_before(const ModelAction *act) const;
 118
 119         inline bool operator <(const ModelAction& act) const {
 120                 return get_seq_number() < act.get_seq_number();
 121         }
 122         inline bool operator >(const ModelAction& act) const {
 123                 return get_seq_number() > act.get_seq_number();
 124         }
 125
 126         void process_rmw(ModelAction * act);
 127         void copy_typeandorder(ModelAction * act);
 128
 129         void set_sleep_flag() { sleep_flag=true; }
 130         bool get_sleep_flag() { return sleep_flag; }
 131         unsigned int hash() const;
 132
 133         MEMALLOC
 134 private:
 135
 136         /** Type of action (read, write, thread create, thread yield, thread join) */
 137         action_type type;
 138
 139         /** The memory order for this operation. */
 140         memory_order order;
 141
 142         /** A pointer to the memory location for this action. */
 143         void *location;
 144
 145         /** The thread id that performed this action. */
 146         thread_id_t tid;
 147
 148         /** The value written (for write or RMW; undefined for read) */
 149         uint64_t value;
 150
 151         /** The action that this action reads from. Only valid for reads */
 152         const ModelAction *reads_from;
 153
 154         /** A back reference to a Node in NodeStack, if this ModelAction is
 155          * saved on the NodeStack. */
 156         Node *node;
 157
 158         modelclock_t seq_number;
 159
 160         /** The clock vector stored with this action; only needed if this
 161          * action is a store release? */
 162         ClockVector *cv;
 163
 164         bool sleep_flag;
 165 };
 166
 167 typedef std::list< ModelAction *, SnapshotAlloc<ModelAction *> > action_list_t;
 168
 169 #endif /* __ACTION_H__ */