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 /**
  27  * Model checker parameter structure. Holds run-time configuration options for
  28  * the model checker.
  29  */
  30 struct model_params {
  31 };
  32
  33 /** @brief The central structure for model-checking */
  34 class ModelChecker {
  35 public:
  36         ModelChecker(struct model_params params);
  37         ~ModelChecker();
  38
  39         /** @returns the context for the main model-checking system thread */
  40         ucontext_t * get_system_context() { return &system_context; }
  41
  42         void check_current_action(void);
  43
  44         /** Prints an execution summary with trace information. */
  45         void print_summary();
  46
  47         Thread * schedule_next_thread();
  48
  49         void add_thread(Thread *t);
  50         void remove_thread(Thread *t);
  51         Thread * get_thread(thread_id_t tid) { return thread_map->get(id_to_int(tid)); }
  52
  53         thread_id_t get_next_id();
  54         int get_num_threads();
  55         modelclock_t get_next_seq_num();
  56
  57         /** @return The currently executing Thread. */
  58         Thread * get_current_thread() { return scheduler->get_current_thread(); }
  59
  60         int switch_to_master(ModelAction *act);
  61         ClockVector * get_cv(thread_id_t tid);
  62         bool next_execution();
  63         bool isfeasible();
  64         bool isfinalfeasible();
  65         void check_promises(ClockVector *old_cv, ClockVector * merge_cv);
  66
  67         void finish_execution();
  68
  69         MEMALLOC
  70 private:
  71         /** The scheduler to use: tracks the running/ready Threads */
  72         Scheduler *scheduler;
  73
  74         int next_thread_id;
  75         modelclock_t used_sequence_numbers;
  76         int num_executions;
  77
  78         const model_params params;
  79
  80         /**
  81          * Stores the ModelAction for the current thread action.  Call this
  82          * immediately before switching from user- to system-context to pass
  83          * data between them.
  84          * @param act The ModelAction created by the user-thread action
  85          */
  86         void set_current_action(ModelAction *act) { current_action = act; }
  87
  88         bool take_step();
  89
  90         ModelAction * get_last_conflict(ModelAction *act);
  91         void set_backtracking(ModelAction *act);
  92         thread_id_t get_next_replay_thread();
  93         ModelAction * get_next_backtrack();
  94         void reset_to_initial_state();
  95         void resolve_promises(ModelAction *curr);
  96         void compute_promises(ModelAction *curr);
  97
  98         void add_action_to_lists(ModelAction *act);
  99         ModelAction * get_last_action(thread_id_t tid);
 100         ModelAction * get_parent_action(thread_id_t tid);
 101         ModelAction * get_last_seq_cst(const void *location);
 102         void build_reads_from_past(ModelAction *curr);
 103         ModelAction * process_rmw(ModelAction * curr);
 104         void post_r_modification_order(ModelAction * curr, const ModelAction *rf);
 105         void r_modification_order(ModelAction * curr, const ModelAction *rf);
 106         void w_modification_order(ModelAction * curr);
 107
 108         ModelAction *current_action;
 109         ModelAction *diverge;
 110         thread_id_t nextThread;
 111
 112         ucontext_t system_context;
 113         action_list_t *action_trace;
 114         HashTable<int, Thread *, int> *thread_map;
 115
 116         /** Per-object list of actions. Maps an object (i.e., memory location)
 117          * to a trace of all actions performed on the object. */
 118         HashTable<const void *, action_list_t, uintptr_t, 4> *obj_map;
 119
 120         HashTable<void *, std::vector<action_list_t>, uintptr_t, 4 > *obj_thrd_map;
 121         std::vector<Promise *> * promises;
 122         std::vector<ModelAction *> *thrd_last_action;
 123         NodeStack *node_stack;
 124         ModelAction *next_backtrack;
 125         CycleGraph * cyclegraph;
 126         bool failed_promise;
 127 };
 128
 129 extern ModelChecker *model;
 130
 131 #endif /* __MODEL_H__ */