src/mc/ModelChecker.cpp

   1 /* Copyright (c) 2008-2020. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "src/mc/ModelChecker.hpp"
   7 #include "src/mc/Session.hpp"
   8 #include "src/mc/Transition.hpp"
   9 #include "src/mc/checker/Checker.hpp"
  10 #include "src/mc/mc_config.hpp"
  11 #include "src/mc/mc_exit.hpp"
  12 #include "src/mc/mc_private.hpp"
  13 #include "src/mc/remote/RemoteClient.hpp"
  14 #include "xbt/automaton.hpp"
  15 #include "xbt/system_error.hpp"
  16
  17 #include <sys/ptrace.h>
  18 #include <sys/wait.h>
  19
  20 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_ModelChecker, mc, "ModelChecker");
  21
  22 ::simgrid::mc::ModelChecker* mc_model_checker = nullptr;
  23
  24 using simgrid::mc::remote;
  25
  26 #ifdef __linux__
  27 # define WAITPID_CHECKED_FLAGS __WALL
  28 #else
  29 # define WAITPID_CHECKED_FLAGS 0
  30 #endif
  31
  32 namespace simgrid {
  33 namespace mc {
  34
  35 ModelChecker::ModelChecker(std::unique_ptr<RemoteClient> process) : process_(std::move(process)) {}
  36
  37 void ModelChecker::start()
  38 {
  39   event_loop_.start(process_->get_channel().get_socket(), [](evutil_socket_t fd, short events, void* arg) {
  40     ((ModelChecker *)arg)->handle_events(fd, events);
  41   });
  42
  43   XBT_DEBUG("Waiting for the model-checked process");
  44   int status;
  45
  46   // The model-checked process SIGSTOP itself to signal it's ready:
  47   const pid_t pid = process_->pid();
  48
  49   pid_t res = waitpid(pid, &status, WAITPID_CHECKED_FLAGS);
  50   if (res < 0 || not WIFSTOPPED(status) || WSTOPSIG(status) != SIGSTOP)
  51     xbt_die("Could not wait model-checked process");
  52
  53   process_->init();
  54
  55   if (not _sg_mc_dot_output_file.get().empty())
  56     MC_init_dot_output();
  57
  58   setup_ignore();
  59
  60 #ifdef __linux__
  61   ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, pid, nullptr, PTRACE_O_TRACEEXIT);
  62   ptrace(PTRACE_CONT, pid, 0, 0);
  63 #elif defined BSD
  64   ptrace(PT_CONTINUE, pid, (caddr_t)1, 0);
  65 #else
  66 # error "no ptrace equivalent coded for this platform"
  67 #endif
  68 }
  69
  70 static const std::pair<const char*, const char*> ignored_local_variables[] = {
  71   std::pair<const char*, const char*>{  "e", "*" },
  72   std::pair<const char*, const char*>{ "_log_ev", "*" },
  73
  74   /* Ignore local variable about time used for tracing */
  75   std::pair<const char*, const char*>{ "start_time", "*" },
  76 };
  77
  78 void ModelChecker::setup_ignore()
  79 {
  80   RemoteClient& process = this->process();
  81   for (std::pair<const char*, const char*> const& var :
  82       ignored_local_variables)
  83     process.ignore_local_variable(var.first, var.second);
  84
  85   /* Static variable used for tracing */
  86   process.ignore_global_variable("counter");
  87 }
  88
  89 void ModelChecker::shutdown()
  90 {
  91   XBT_DEBUG("Shuting down model-checker");
  92
  93   RemoteClient* process = &this->process();
  94   if (process->running()) {
  95     XBT_DEBUG("Killing process");
  96     kill(process->pid(), SIGKILL);
  97     process->terminate();
  98   }
  99 }
 100
 101 void ModelChecker::resume(RemoteClient& process)
 102 {
 103   int res = process.get_channel().send(MC_MESSAGE_CONTINUE);
 104   if (res)
 105     throw xbt::errno_error();
 106   process.clear_cache();
 107 }
 108
 109 static void MC_report_crash(int status)
 110 {
 111   XBT_INFO("**************************");
 112   XBT_INFO("** CRASH IN THE PROGRAM **");
 113   XBT_INFO("**************************");
 114   if (WIFSIGNALED(status))
 115     XBT_INFO("From signal: %s", strsignal(WTERMSIG(status)));
 116   else if (WIFEXITED(status))
 117     XBT_INFO("From exit: %i", WEXITSTATUS(status));
 118   if (not xbt_log_no_loc)
 119     XBT_INFO("%s core dump was generated by the system.", WCOREDUMP(status) ? "A" : "No");
 120   XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
 121   for (auto const& s : mc_model_checker->getChecker()->get_textual_trace())
 122     XBT_INFO("  %s", s.c_str());
 123   dumpRecordPath();
 124   session->log_state();
 125   if (xbt_log_no_loc) {
 126     XBT_INFO("Stack trace not displayed because you passed --log=no_loc");
 127   } else {
 128     XBT_INFO("Stack trace:");
 129     mc_model_checker->process().dump_stack();
 130   }
 131 }
 132
 133 static void MC_report_assertion_error()
 134 {
 135   XBT_INFO("**************************");
 136   XBT_INFO("*** PROPERTY NOT VALID ***");
 137   XBT_INFO("**************************");
 138   XBT_INFO("Counter-example execution trace:");
 139   for (auto const& s : mc_model_checker->getChecker()->get_textual_trace())
 140     XBT_INFO("  %s", s.c_str());
 141   dumpRecordPath();
 142   session->log_state();
 143 }
 144
 145 bool ModelChecker::handle_message(const char* buffer, ssize_t size)
 146 {
 147   s_mc_message_t base_message;
 148   xbt_assert(size >= (ssize_t)sizeof(base_message), "Broken message");
 149   memcpy(&base_message, buffer, sizeof(base_message));
 150
 151   switch(base_message.type) {
 152   case MC_MESSAGE_IGNORE_HEAP:
 153     {
 154     s_mc_message_ignore_heap_t message;
 155     xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken messsage");
 156     memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
 157
 158     IgnoredHeapRegion region;
 159     region.block    = message.block;
 160     region.fragment = message.fragment;
 161     region.address  = message.address;
 162     region.size     = message.size;
 163     process().ignore_heap(region);
 164     break;
 165     }
 166
 167   case MC_MESSAGE_UNIGNORE_HEAP:
 168     {
 169     s_mc_message_ignore_memory_t message;
 170     xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken messsage");
 171     memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
 172     process().unignore_heap((void*)(std::uintptr_t)message.addr, message.size);
 173     break;
 174     }
 175
 176   case MC_MESSAGE_IGNORE_MEMORY:
 177     {
 178     s_mc_message_ignore_memory_t message;
 179     xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken messsage");
 180     memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
 181     this->process().ignore_region(message.addr, message.size);
 182     break;
 183     }
 184
 185   case MC_MESSAGE_STACK_REGION:
 186     {
 187     s_mc_message_stack_region_t message;
 188     xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken messsage");
 189     memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
 190     this->process().stack_areas().push_back(message.stack_region);
 191     }
 192     break;
 193
 194   case MC_MESSAGE_REGISTER_SYMBOL:
 195     {
 196     s_mc_message_register_symbol_t message;
 197     xbt_assert(size == sizeof(message), "Broken message");
 198     memcpy(&message, buffer, sizeof(message));
 199     xbt_assert(not message.callback, "Support for client-side function proposition is not implemented.");
 200     XBT_DEBUG("Received symbol: %s", message.name);
 201
 202     if (property_automaton == nullptr)
 203       property_automaton = xbt_automaton_new();
 204
 205     RemoteClient* process  = &this->process();
 206     RemotePtr<int> address = remote((int*)message.data);
 207     xbt::add_proposition(property_automaton, message.name, [process, address]() { return process->read(address); });
 208
 209     break;
 210     }
 211
 212   case MC_MESSAGE_WAITING:
 213     return false;
 214
 215   case MC_MESSAGE_ASSERTION_FAILED:
 216     MC_report_assertion_error();
 217     this->exit(SIMGRID_MC_EXIT_SAFETY);
 218
 219   default:
 220     xbt_die("Unexpected message from model-checked application");
 221   }
 222   return true;
 223 }
 224
 225 /** Terminate the model-checker application */
 226 void ModelChecker::exit(int status)
 227 {
 228   // TODO, terminate the model checker politely instead of exiting rudely
 229   if (process().running())
 230     kill(process().pid(), SIGKILL);
 231   ::exit(status);
 232 }
 233
 234 void ModelChecker::handle_events(int fd, short events)
 235 {
 236   if (events == EV_READ) {
 237     char buffer[MC_MESSAGE_LENGTH];
 238     ssize_t size = process_->get_channel().receive(buffer, sizeof(buffer), false);
 239     if (size == -1 && errno != EAGAIN)
 240       throw simgrid::xbt::errno_error();
 241
 242     if (not handle_message(buffer, size))
 243       event_loop_.break_loop();
 244   }
 245   else if (events == EV_SIGNAL) {
 246     on_signal(fd);
 247   }
 248   else {
 249     xbt_die("Unexpected event");
 250   }
 251 }
 252
 253 void ModelChecker::handle_waitpid()
 254 {
 255   XBT_DEBUG("Check for wait event");
 256   int status;
 257   pid_t pid;
 258   while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) != 0) {
 259     if (pid == -1) {
 260       if (errno == ECHILD) {
 261         // No more children:
 262         xbt_assert(not this->process().running(), "Inconsistent state");
 263         break;
 264       } else {
 265         XBT_ERROR("Could not wait for pid");
 266         throw simgrid::xbt::errno_error();
 267       }
 268     }
 269
 270     if (pid == this->process().pid()) {
 271       // From PTRACE_O_TRACEEXIT:
 272 #ifdef __linux__
 273       if (status>>8 == (SIGTRAP | (PTRACE_EVENT_EXIT<<8))) {
 274         xbt_assert(ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG, this->process().pid(), 0, &status) != -1, "Could not get exit status");
 275         if (WIFSIGNALED(status)) {
 276           MC_report_crash(status);
 277           mc_model_checker->exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
 278         }
 279       }
 280 #endif
 281
 282       // We don't care about signals, just reinject them:
 283       if (WIFSTOPPED(status)) {
 284         XBT_DEBUG("Stopped with signal %i", (int) WSTOPSIG(status));
 285         errno = 0;
 286 #ifdef __linux__
 287         ptrace(PTRACE_CONT, this->process().pid(), 0, WSTOPSIG(status));
 288 #elif defined BSD
 289         ptrace(PT_CONTINUE, this->process().pid(), (caddr_t)1, WSTOPSIG(status));
 290 #endif
 291         xbt_assert(errno == 0, "Could not PTRACE_CONT");
 292       }
 293
 294       else if (WIFSIGNALED(status)) {
 295         MC_report_crash(status);
 296         mc_model_checker->exit(SIMGRID_MC_EXIT_PROGRAM_CRASH);
 297       } else if (WIFEXITED(status)) {
 298         XBT_DEBUG("Child process is over");
 299         this->process().terminate();
 300       }
 301     }
 302   }
 303 }
 304
 305 void ModelChecker::on_signal(int signo)
 306 {
 307   if (signo == SIGCHLD)
 308     this->handle_waitpid();
 309 }
 310
 311 void ModelChecker::wait_for_requests()
 312 {
 313   this->resume(process());
 314   if (this->process().running())
 315     event_loop_.dispatch();
 316 }
 317
 318 void ModelChecker::handle_simcall(Transition const& transition)
 319 {
 320   s_mc_message_simcall_handle_t m;
 321   memset(&m, 0, sizeof(m));
 322   m.type  = MC_MESSAGE_SIMCALL_HANDLE;
 323   m.pid   = transition.pid_;
 324   m.value = transition.argument_;
 325   this->process_->get_channel().send(m);
 326   this->process_->clear_cache();
 327   if (this->process_->running())
 328     event_loop_.dispatch();
 329 }
 330
 331 bool ModelChecker::checkDeadlock()
 332 {
 333   int res = this->process().get_channel().send(MC_MESSAGE_DEADLOCK_CHECK);
 334   xbt_assert(res == 0, "Could not check deadlock state");
 335   s_mc_message_int_t message;
 336   ssize_t s = mc_model_checker->process().get_channel().receive(message);
 337   xbt_assert(s != -1, "Could not receive message");
 338   xbt_assert(s == sizeof(message) && message.type == MC_MESSAGE_DEADLOCK_CHECK_REPLY,
 339              "Received unexpected message %s (%i, size=%i) "
 340              "expected MC_MESSAGE_DEADLOCK_CHECK_REPLY (%i, size=%i)",
 341              MC_message_type_name(message.type), (int)message.type, (int)s, (int)MC_MESSAGE_DEADLOCK_CHECK_REPLY,
 342              (int)sizeof(message));
 343   return message.value != 0;
 344 }
 345
 346 } // namespace mc
 347 } // namespace simgrid