nodestack.cc

   1 #include <string.h>
   2
   3 #include "nodestack.h"
   4 #include "action.h"
   5 #include "common.h"
   6 #include "model.h"
   7
   8 /**
   9  * @brief Node constructor
  10  *
  11  * Constructs a single Node for use in a NodeStack. Each Node is associated
  12  * with exactly one ModelAction (exception: the first Node should be created
  13  * as an empty stub, to represent the first thread "choice") and up to one
  14  * parent.
  15  *
  16  * @param act The ModelAction to associate with this Node. May be NULL.
  17  * @param par The parent Node in the NodeStack. May be NULL if there is no
  18  * parent.
  19  * @param nthreads The number of threads which exist at this point in the
  20  * execution trace.
  21  */
  22 Node::Node(ModelAction *act, Node *par, int nthreads, Node *prevfairness)
  23         : action(act),
  24         parent(par),
  25         num_threads(nthreads),
  26         explored_children(num_threads),
  27         backtrack(num_threads),
  28         fairness(num_threads),
  29         numBacktracks(0),
  30         enabled_array(NULL),
  31         may_read_from(),
  32         read_from_index(0),
  33         future_values(),
  34         future_index(-1)
  35 {
  36         if (act) {
  37                 act->set_node(this);
  38                 int currtid=id_to_int(act->get_tid());
  39                 int prevtid=(prevfairness != NULL)?id_to_int(prevfairness->action->get_tid()):0;
  40
  41                 if ( model->params.fairwindow != 0 ) {
  42                         for(int i=0;i<nthreads;i++) {
  43                                 ASSERT(i<((int)fairness.size()));
  44                                 struct fairness_info * fi=& fairness[i];
  45                                 struct fairness_info * prevfi=(par!=NULL)&&(i<par->get_num_threads())?&par->fairness[i]:NULL;
  46                                 if (prevfi) {
  47                                         *fi=*prevfi;
  48                                 }
  49                                 if (parent->enabled_array[i]) {
  50                                         fi->enabled_count++;
  51                                 }
  52                                 if (i==currtid) {
  53                                         fi->turns++;
  54                                         fi->priority = false;
  55                                 }
  56                                 //Do window processing
  57                                 if (prevfairness != NULL) {
  58                                         if (prevfairness -> parent->enabled_array[i])
  59                                                 fi->enabled_count--;
  60                                         if (i==prevtid) {
  61                                                 fi->turns--;
  62                                         }
  63                                         //Need full window to start evaluating conditions
  64                                         //If we meet the enabled count and have no turns, give us priority
  65                                         if ((fi->enabled_count >= model->params.enabledcount) &&
  66                                                         (fi->turns == 0))
  67                                                 fi->priority = true;
  68                                 }
  69                         }
  70                 }
  71         }
  72 }
  73
  74 /** @brief Node desctructor */
  75 Node::~Node()
  76 {
  77         if (action)
  78                 delete action;
  79         if (enabled_array)
  80                 model_free(enabled_array);
  81 }
  82
  83 /** Prints debugging info for the ModelAction associated with this Node */
  84 void Node::print()
  85 {
  86         if (action)
  87                 action->print();
  88         else
  89                 printf("******** empty action ********\n");
  90 }
  91
  92 /** @brief Prints info about may_read_from set */
  93 void Node::print_may_read_from()
  94 {
  95         for (unsigned int i = 0; i < may_read_from.size(); i++)
  96                 may_read_from[i]->print();
  97 }
  98
  99 /**
 100  * Sets a promise to explore meeting with the given node.
 101  * @param i is the promise index.
 102  */
 103 void Node::set_promise(unsigned int i) {
 104         if (i >= promises.size())
 105                 promises.resize(i + 1, PROMISE_IGNORE);
 106         if (promises[i] == PROMISE_IGNORE)
 107                 promises[i] = PROMISE_UNFULFILLED;
 108 }
 109
 110 /**
 111  * Looks up whether a given promise should be satisfied by this node.
 112  * @param i The promise index.
 113  * @return true if the promise should be satisfied by the given model action.
 114  */
 115 bool Node::get_promise(unsigned int i) {
 116         return (i < promises.size()) && (promises[i] == PROMISE_FULFILLED);
 117 }
 118
 119 /**
 120  * Increments to the next combination of promises.
 121  * @return true if we have a valid combination.
 122  */
 123 bool Node::increment_promise() {
 124         DBG();
 125
 126         for (unsigned int i = 0; i < promises.size(); i++) {
 127                 if (promises[i] == PROMISE_UNFULFILLED) {
 128                         promises[i] = PROMISE_FULFILLED;
 129                         while (i > 0) {
 130                                 i--;
 131                                 if (promises[i] == PROMISE_FULFILLED)
 132                                         promises[i] = PROMISE_UNFULFILLED;
 133                         }
 134                         return true;
 135                 }
 136         }
 137         return false;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * Returns whether the promise set is empty.
 142  * @return true if we have explored all promise combinations.
 143  */
 144 bool Node::promise_empty() {
 145         for (unsigned int i = 0; i < promises.size();i++)
 146                 if (promises[i] == PROMISE_UNFULFILLED)
 147                         return false;
 148         return true;
 149 }
 150
 151 /**
 152  * Adds a value from a weakly ordered future write to backtrack to.
 153  * @param value is the value to backtrack to.
 154  */
 155 bool Node::add_future_value(uint64_t value, modelclock_t expiration) {
 156         int suitableindex=-1;
 157         for (unsigned int i = 0; i < future_values.size(); i++) {
 158                 if (future_values[i].value == value) {
 159                         if (future_values[i].expiration>=expiration)
 160                                 return false;
 161                         if (future_index < ((int) i)) {
 162                                 suitableindex=i;
 163                         }
 164                 }
 165         }
 166
 167         if (suitableindex!=-1) {
 168                 future_values[suitableindex].expiration=expiration;
 169                 return true;
 170         }
 171         struct future_value newfv={value, expiration};
 172         future_values.push_back(newfv);
 173         return true;
 174 }
 175
 176 /**
 177  * Checks whether the future_values set for this node is empty.
 178  * @return true if the future_values set is empty.
 179  */
 180 bool Node::future_value_empty() {
 181         return ((future_index + 1) >= ((int)future_values.size()));
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Checks if the Thread associated with this thread ID has been explored from
 186  * this Node already.
 187  * @param tid is the thread ID to check
 188  * @return true if this thread choice has been explored already, false
 189  * otherwise
 190  */
 191 bool Node::has_been_explored(thread_id_t tid)
 192 {
 193         int id = id_to_int(tid);
 194         return explored_children[id];
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Checks if the backtracking set is empty.
 199  * @return true if the backtracking set is empty
 200  */
 201 bool Node::backtrack_empty()
 202 {
 203         return (numBacktracks == 0);
 204 }
 205
 206 /**
 207  * Checks whether the readsfrom set for this node is empty.
 208  * @return true if the readsfrom set is empty.
 209  */
 210 bool Node::read_from_empty() {
 211         return ((read_from_index+1) >= may_read_from.size());
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Mark the appropriate backtracking information for exploring a thread choice.
 216  * @param act The ModelAction to explore
 217  */
 218 void Node::explore_child(ModelAction *act, bool * is_enabled)
 219 {
 220         if ( ! enabled_array )
 221                 enabled_array=(bool *)model_malloc(sizeof(bool)*num_threads);
 222         if (is_enabled != NULL)
 223                 memcpy(enabled_array, is_enabled, sizeof(bool)*num_threads);
 224         else {
 225                 for(int i=0;i<num_threads;i++)
 226                         enabled_array[i]=false;
 227         }
 228
 229         explore(act->get_tid());
 230 }
 231
 232 /**
 233  * Records a backtracking reference for a thread choice within this Node.
 234  * Provides feedback as to whether this thread choice is already set for
 235  * backtracking.
 236  * @return false if the thread was already set to be backtracked, true
 237  * otherwise
 238  */
 239 bool Node::set_backtrack(thread_id_t id)
 240 {
 241         int i = id_to_int(id);
 242         if (backtrack[i])
 243                 return false;
 244         backtrack[i] = true;
 245         numBacktracks++;
 246         return true;
 247 }
 248
 249 thread_id_t Node::get_next_backtrack()
 250 {
 251         /** @todo Find next backtrack */
 252         unsigned int i;
 253         for (i = 0; i < backtrack.size(); i++)
 254                 if (backtrack[i] == true)
 255                         break;
 256         /* Backtrack set was empty? */
 257         ASSERT(i != backtrack.size());
 258
 259         backtrack[i] = false;
 260         numBacktracks--;
 261         return int_to_id(i);
 262 }
 263
 264 bool Node::is_enabled(Thread *t)
 265 {
 266         int thread_id=id_to_int(t->get_id());
 267         return thread_id < num_threads && enabled_array[thread_id];
 268 }
 269
 270 bool Node::is_enabled(thread_id_t tid)
 271 {
 272         int thread_id=id_to_int(tid);
 273         return thread_id < num_threads && enabled_array[thread_id];
 274 }
 275
 276 bool Node::has_priority(thread_id_t tid)
 277 {
 278         return fairness[id_to_int(tid)].priority;
 279 }
 280
 281 /**
 282  * Add an action to the may_read_from set.
 283  * @param act is the action to add
 284  */
 285 void Node::add_read_from(const ModelAction *act)
 286 {
 287         may_read_from.push_back(act);
 288 }
 289
 290 /**
 291  * Gets the next 'future_value' value from this Node. Only valid for a node
 292  * where this->action is a 'read'.
 293  * @return The first element in future_values
 294  */
 295 uint64_t Node::get_future_value() {
 296         ASSERT(future_index<((int)future_values.size()));
 297         return future_values[future_index].value;
 298 }
 299
 300 modelclock_t Node::get_future_value_expiration() {
 301         ASSERT(future_index<((int)future_values.size()));
 302         return future_values[future_index].expiration;
 303 }
 304
 305
 306 int Node::get_read_from_size() {
 307         return may_read_from.size();
 308 }
 309
 310 const ModelAction * Node::get_read_from_at(int i) {
 311         return may_read_from[i];
 312 }
 313
 314 /**
 315  * Gets the next 'may_read_from' action from this Node. Only valid for a node
 316  * where this->action is a 'read'.
 317  * @return The first element in may_read_from
 318  */
 319 const ModelAction * Node::get_read_from() {
 320         if (read_from_index < may_read_from.size())
 321                 return may_read_from[read_from_index];
 322         else
 323                 return NULL;
 324 }
 325
 326 /**
 327  * Increments the index into the readsfrom set to explore the next item.
 328  * @return Returns false if we have explored all items.
 329  */
 330 bool Node::increment_read_from() {
 331         DBG();
 332         promises.clear();
 333         if (read_from_index < may_read_from.size()) {
 334                 read_from_index++;
 335                 return read_from_index < may_read_from.size();
 336         }
 337         return false;
 338 }
 339
 340 /**
 341  * Increments the index into the future_values set to explore the next item.
 342  * @return Returns false if we have explored all values.
 343  */
 344 bool Node::increment_future_value() {
 345         DBG();
 346         promises.clear();
 347         if (future_index < ((int)future_values.size())) {
 348                 future_index++;
 349                 return (future_index < ((int)future_values.size()));
 350         }
 351         return false;
 352 }
 353
 354 void Node::explore(thread_id_t tid)
 355 {
 356         int i = id_to_int(tid);
 357         if (backtrack[i]) {
 358                 backtrack[i] = false;
 359                 numBacktracks--;
 360         }
 361         explored_children[i] = true;
 362 }
 363
 364 NodeStack::NodeStack()
 365         : total_nodes(0)
 366 {
 367         node_list.push_back(new Node());
 368         total_nodes++;
 369         iter = 0;
 370 }
 371
 372 NodeStack::~NodeStack()
 373 {
 374 }
 375
 376 void NodeStack::print()
 377 {
 378         printf("............................................\n");
 379         printf("NodeStack printing node_list:\n");
 380         for (unsigned int it = 0; it < node_list.size(); it++) {
 381                 if (it == this->iter)
 382                         printf("vvv following action is the current iterator vvv\n");
 383                 node_list[it]->print();
 384         }
 385         printf("............................................\n");
 386 }
 387
 388 /** Note: The is_enabled set contains what actions were enabled when
 389  *  act was chosen. */
 390
 391 ModelAction * NodeStack::explore_action(ModelAction *act, bool * is_enabled)
 392 {
 393         DBG();
 394
 395         ASSERT(!node_list.empty());
 396
 397         if ((iter+1) < node_list.size()) {
 398                 iter++;
 399                 return node_list[iter]->get_action();
 400         }
 401
 402         /* Record action */
 403         get_head()->explore_child(act, is_enabled);
 404         Node *prevfairness = NULL;
 405         if ( model->params.fairwindow != 0 && iter > model->params.fairwindow ) {
 406                 prevfairness = node_list[iter-model->params.fairwindow];
 407         }
 408         node_list.push_back(new Node(act, get_head(), model->get_num_threads(), prevfairness));
 409         total_nodes++;
 410         iter++;
 411         return NULL;
 412 }
 413
 414 /**
 415  * Empties the stack of all trailing nodes after a given position and calls the
 416  * destructor for each. This function is provided an offset which determines
 417  * how many nodes (relative to the current replay state) to save before popping
 418  * the stack.
 419  * @param numAhead gives the number of Nodes (including this Node) to skip over
 420  * before removing nodes.
 421  */
 422 void NodeStack::pop_restofstack(int numAhead)
 423 {
 424         /* Diverging from previous execution; clear out remainder of list */
 425         unsigned int it=iter+numAhead;
 426         for(unsigned int i=it;i<node_list.size();i++)
 427                 delete node_list[i];
 428         node_list.resize(it);
 429 }
 430
 431 Node * NodeStack::get_head()
 432 {
 433         if (node_list.empty())
 434                 return NULL;
 435         return node_list[iter];
 436 }
 437
 438 Node * NodeStack::get_next()
 439 {
 440         if (node_list.empty()) {
 441                 DEBUG("Empty\n");
 442                 return NULL;
 443         }
 444         unsigned int it=iter+1;
 445         if (it == node_list.size()) {
 446                 DEBUG("At end\n");
 447                 return NULL;
 448         }
 449         return node_list[it];
 450 }
 451
 452 void NodeStack::reset_execution()
 453 {
 454         iter = 0;
 455 }