threads.h

   1 /** @file threads.h
   2  *  @brief Model Checker Thread class.
   3  */
   4
   5 #ifndef __THREADS_H__
   6 #define __THREADS_H__
   7
   8 #include <ucontext.h>
   9 #include <stdint.h>
  10 #include <vector>
  11
  12 #include "mymemory.h"
  13 #include "libthreads.h"
  14 #include "modeltypes.h"
  15
  16 /** @brief Represents the state of a user Thread */
  17 typedef enum thread_state {
  18         /** Thread was just created and hasn't run yet */
  19         THREAD_CREATED,
  20         /** Thread is running */
  21         THREAD_RUNNING,
  22         /** Thread is not currently running but is ready to run */
  23         THREAD_READY,
  24         /**
  25          * Thread is waiting on another action (e.g., thread completion, lock
  26          * release, etc.)
  27          */
  28         THREAD_BLOCKED,
  29         /** Thread has completed its execution */
  30         THREAD_COMPLETED
  31 } thread_state;
  32
  33 class ModelAction;
  34
  35 /** @brief A Thread is created for each user-space thread */
  36 class Thread {
  37 public:
  38         Thread(thrd_t *t, void (*func)(void *), void *a);
  39         ~Thread();
  40         void complete();
  41
  42         static int swap(ucontext_t *ctxt, Thread *t);
  43         static int swap(Thread *t, ucontext_t *ctxt);
  44
  45         thread_state get_state() { return state; }
  46         void set_state(thread_state s) { state = s; }
  47         thread_id_t get_id();
  48         thrd_t get_thrd_t() { return *user_thread; }
  49         Thread * get_parent() { return parent; }
  50
  51         void set_creation(ModelAction *act) { creation = act; }
  52         ModelAction * get_creation() { return creation; }
  53
  54         /**
  55          * Set a return value for the last action in this thread (e.g., for an
  56          * atomic read).
  57          * @param value The value to return
  58          */
  59         void set_return_value(uint64_t value) { last_action_val = value; }
  60
  61         /**
  62          * Retrieve a return value for the last action in this thread. Used,
  63          * for instance, for an atomic read to return the 'read' value. Should
  64          * be called from a user context.
  65          * @return The value 'returned' by the action
  66          */
  67         uint64_t get_return_value() { return last_action_val; }
  68
  69         /** @return True if this thread is finished executing */
  70         bool is_complete() { return state == THREAD_COMPLETED; }
  71
  72         /** @return True if this thread is blocked */
  73         bool is_blocked() { return state == THREAD_BLOCKED; }
  74
  75         /** @return True if no threads are waiting on this Thread */
  76         bool wait_list_empty() { return wait_list.empty(); }
  77
  78         /**
  79          * Add a ModelAction to the waiting list for this thread.
  80          * @param t The ModelAction to add. Must be a JOIN.
  81          */
  82         void push_wait_list(ModelAction *act) { wait_list.push_back(act); }
  83
  84         unsigned int num_wait_list() {
  85                 return wait_list.size();
  86         }
  87
  88         ModelAction * get_waiter(unsigned int i) {
  89                 return wait_list[i];
  90         }
  91
  92         ModelAction * get_pending() { return pending; }
  93         void set_pending(ModelAction *act) { pending = act; }
  94         /**
  95          * Remove one ModelAction from the waiting list
  96          * @return The ModelAction that was removed from the waiting list
  97          */
  98         ModelAction * pop_wait_list() {
  99                 ModelAction *ret = wait_list.front();
 100                 wait_list.pop_back();
 101                 return ret;
 102         }
 103
 104         bool is_model_thread() { return model_thread; }
 105
 106         friend void thread_startup();
 107
 108         SNAPSHOTALLOC
 109 private:
 110         int create_context();
 111         Thread *parent;
 112         ModelAction *creation;
 113
 114         ModelAction *pending;
 115         void (*start_routine)(void *);
 116         void *arg;
 117         ucontext_t context;
 118         void *stack;
 119         thrd_t *user_thread;
 120         thread_id_t id;
 121         thread_state state;
 122
 123         /**
 124          * A list of ModelActions waiting on this Thread. Particularly, this
 125          * list is used for thread joins, where another Thread waits for this
 126          * Thread to complete
 127          */
 128         std::vector<ModelAction *> wait_list;
 129
 130         /**
 131          * The value returned by the last action in this thread
 132          * @see Thread::set_return_value()
 133          * @see Thread::get_return_value()
 134          */
 135         uint64_t last_action_val;
 136
 137         /** @brief Is this Thread a special model-checker thread? */
 138         const bool model_thread;
 139 };
 140
 141 Thread * thread_current();
 142
 143 static inline thread_id_t thrd_to_id(thrd_t t)
 144 {
 145         return t;
 146 }
 147
 148 static inline thread_id_t int_to_id(int i)
 149 {
 150         return i;
 151 }
 152
 153 static inline int id_to_int(thread_id_t id)
 154 {
 155         return id;
 156 }
 157
 158 #endif /* __THREADS_H__ */