model.h

   1 /** @file model.h
   2  *  @brief Core model checker.
   3  */
   4
   5 #ifndef __MODEL_H__
   6 #define __MODEL_H__
   7
   8 #include <list>
   9 #include <vector>
  10 #include <cstddef>
  11 #include <ucontext.h>
  12
  13 #include "schedule.h"
  14 #include "mymemory.h"
  15 #include "libthreads.h"
  16 #include "threads.h"
  17 #include "action.h"
  18 #include "clockvector.h"
  19 #include "hashtable.h"
  20
  21 /* Forward declaration */
  22 class NodeStack;
  23 class CycleGraph;
  24 class Promise;
  25
  26 /** @brief The central structure for model-checking */
  27 class ModelChecker {
  28 public:
  29         ModelChecker();
  30         ~ModelChecker();
  31
  32         /** The scheduler to use: tracks the running/ready Threads */
  33         Scheduler *scheduler;
  34
  35         /** Stores the context for the main model-checking system thread (call
  36          * once)
  37          * @param ctxt The system context structure
  38          */
  39         void set_system_context(ucontext_t *ctxt) { system_context = ctxt; }
  40
  41         /** @returns the context for the main model-checking system thread */
  42         ucontext_t * get_system_context(void) { return system_context; }
  43
  44         void check_current_action(void);
  45         void print_summary(void);
  46         Thread * schedule_next_thread();
  47
  48         int add_thread(Thread *t);
  49         void remove_thread(Thread *t);
  50         Thread * get_thread(thread_id_t tid) { return thread_map->get(id_to_int(tid)); }
  51
  52         thread_id_t get_next_id();
  53         int get_num_threads();
  54         modelclock_t get_next_seq_num();
  55
  56         int switch_to_master(ModelAction *act);
  57         ClockVector * get_cv(thread_id_t tid);
  58         bool next_execution();
  59         bool isfeasible();
  60         bool isfinalfeasible();
  61         void check_promises(ClockVector *old_cv, ClockVector * merge_cv);
  62
  63         MEMALLOC
  64 private:
  65         int next_thread_id;
  66         modelclock_t used_sequence_numbers;
  67         int num_executions;
  68
  69         /**
  70          * Stores the ModelAction for the current thread action.  Call this
  71          * immediately before switching from user- to system-context to pass
  72          * data between them.
  73          * @param act The ModelAction created by the user-thread action
  74          */
  75         void set_current_action(ModelAction *act) { current_action = act; }
  76
  77         ModelAction * get_last_conflict(ModelAction *act);
  78         void set_backtracking(ModelAction *act);
  79         thread_id_t get_next_replay_thread();
  80         ModelAction * get_next_backtrack();
  81         void reset_to_initial_state();
  82         void resolve_promises(ModelAction *curr);
  83         void compute_promises(ModelAction *curr);
  84
  85         void add_action_to_lists(ModelAction *act);
  86         ModelAction * get_last_action(thread_id_t tid);
  87         ModelAction * get_parent_action(thread_id_t tid);
  88         ModelAction * get_last_seq_cst(const void *location);
  89         void build_reads_from_past(ModelAction *curr);
  90         ModelAction * process_rmw(ModelAction * curr);
  91         void post_r_modification_order(ModelAction * curr, const ModelAction *rf);
  92         void r_modification_order(ModelAction * curr, const ModelAction *rf);
  93         void w_modification_order(ModelAction * curr);
  94
  95         ModelAction *current_action;
  96         ModelAction *diverge;
  97         thread_id_t nextThread;
  98
  99         ucontext_t *system_context;
 100         action_list_t *action_trace;
 101         HashTable<int, Thread *, int> *thread_map;
 102
 103         /** Per-object list of actions. Maps an object (i.e., memory location)
 104          * to a trace of all actions performed on the object. */
 105         HashTable<const void *, action_list_t, uintptr_t, 4> *obj_map;
 106
 107         HashTable<void *, std::vector<action_list_t>, uintptr_t, 4 > *obj_thrd_map;
 108         std::vector<Promise *> * promises;
 109         std::vector<ModelAction *> *thrd_last_action;
 110         NodeStack *node_stack;
 111         ModelAction *next_backtrack;
 112         CycleGraph * cyclegraph;
 113         bool failed_promise;
 114 };
 115
 116 extern ModelChecker *model;
 117
 118 #endif /* __MODEL_H__ */