Robust/src/Runtime/runtime.c

   1 #include "runtime.h"
   2 #include "structdefs.h"
   3 #include <string.h>
   4 #include <signal.h>
   5 #include "mem.h"
   6 #include<fcntl.h>
   7 #include<sys/types.h>
   8 #include<sys/mman.h>
   9 #include<errno.h>
  10 #include<signal.h>
  11 #include<stdio.h>
  12
  13 extern int classsize[];
  14 jmp_buf error_handler;
  15 int instructioncount;
  16
  17 #ifdef TASK
  18 #include "checkpoint.h"
  19 #include "Queue.h"
  20 #include "SimpleHash.h"
  21 #include "GenericHashtable.h"
  22 #include <sys/select.h>
  23
  24 #ifdef CONSCHECK
  25 #include "instrument.h"
  26 #endif
  27
  28 struct Queue * activetasks;
  29 struct parameterwrapper * objectqueues[NUMCLASSES];
  30 struct genhashtable * failedtasks;
  31 /*struct genhashtable * failedobjects;*/
  32 extern char ** environ;
  33 char *options;
  34 int injectfailures=0;
  35 float failurechance=0;
  36 int debugtask=0;
  37 int injectinstructionfailures;
  38 int failurecount;
  39 float instfailurechance=0;
  40 int numfailures;
  41 int instaccum=0;
  42
  43 void processOptions() {
  44   int i;
  45   options=NULL;
  46   for(i=0;environ[i]!=0;i++) {
  47     if (strncmp(environ[i],"BRISTLECONE=",12)==0) {
  48       options=environ[i]+12;
  49       break;
  50     }
  51   }
  52
  53   while(options!=NULL) {
  54     if (strncmp(options,"-injectfailures",sizeof("-injectfailures")-1)==0) {
  55       options=strchr(options,' ');
  56       if (options!=NULL) options++;
  57       if (options==NULL)
  58         break;
  59       sscanf(options, "%f", &failurechance);
  60       injectfailures=1;
  61       printf("Injecting errors with chance=%f\n",failurechance);
  62       options=strchr(options,' ');
  63       if (options!=NULL) options++;
  64     } else if (strncmp(options,"-injectinstructionfailures",sizeof("-injectinstructionfailures")-1)==0) {
  65       options=strchr(options,' ');
  66       if (options!=NULL) options++;
  67       if (options==NULL)
  68         break;
  69       sscanf(options, "%d", &failurecount);
  70       options=strchr(options,' ');
  71       if (options!=NULL) options++;
  72       if (options==NULL)
  73         break;
  74
  75       sscanf(options, "%f", &instfailurechance);
  76       options=strchr(options,' ');
  77       if (options!=NULL) options++;
  78       if (options==NULL)
  79         break;
  80
  81       sscanf(options, "%d", &numfailures);
  82       options=strchr(options,' ');
  83       if (options!=NULL) options++;
  84
  85       instaccum=failurecount;
  86       instructioncount=failurecount;
  87       injectinstructionfailures=1;
  88       printf("Number of failures=%d\n",numfailures);
  89       printf("Injecting errors with count=%d\n",failurecount);
  90       printf("Injecting errors with chance=%f\n",instfailurechance);
  91     } else if (strncmp(options, "-debugtask",sizeof("-debugtask")-1)==0) {
  92       options=strchr(options,' ');
  93       if (options!=NULL) options++;
  94       debugtask=1;
  95       printf("Debug task option on.\n");
  96     } else if (strncmp(options, "-initializerandom", sizeof("-initializerandom")-1)==0) {
  97       options=strchr(options,' ');
  98       if (options!=NULL) options++;
  99       printf("Initializing random number generator.\n");
 100       srandomdev();
 101     } else
 102       break;
 103   }
 104 }
 105
 106 int main(int argc, char **argv) {
 107   GC_init(); // Initialize the garbage collector
 108 #ifdef CONSCHECK
 109   initializemmap();
 110 #endif
 111   processOptions();
 112
 113   {
 114   int i;
 115   /* Allocate startup object */
 116   struct ___StartupObject___ *startupobject=(struct ___StartupObject___*) allocate_new(STARTUPTYPE);
 117   struct ArrayObject * stringarray=allocate_newarray(STRINGARRAYTYPE, argc-1);
 118   failedtasks=genallocatehashtable((unsigned int (*)(void *)) &hashCodetpd,
 119                                    (int (*)(void *,void *)) &comparetpd);
 120   /*  failedobjects=genallocatehashtable(NULL,NULL);*/
 121
 122   activetasks=createQueue();
 123
 124   /* Set flags */
 125   processtasks();
 126   flagorand(startupobject,1,0xFFFFFFFF);
 127
 128   /* Build array of strings */
 129
 130   startupobject->___parameters___=stringarray;
 131
 132   for(i=1;i<argc;i++) {
 133     int length=strlen(argv[i]);
 134     struct ___String___ *newstring=NewString(argv[i],length);
 135     ((void **)(((char *)& stringarray->___length___)+sizeof(int)))[i-1]=newstring;
 136   }
 137   executetasks();
 138   }
 139 }
 140
 141 int hashCodetpd(struct taskparamdescriptor *ftd) {
 142   int hash=(int)ftd->task;
 143   int i;
 144   for(i=0;i<ftd->numParameters;i++) {
 145     hash^=(int)ftd->parameterArray[i];
 146   }
 147   return hash;
 148 }
 149
 150 int comparetpd(struct taskparamdescriptor *ftd1, struct taskparamdescriptor *ftd2) {
 151   int i;
 152   if (ftd1->task!=ftd2->task)
 153     return 0;
 154   for(i=0;i<ftd1->numParameters;i++)
 155     if (ftd1->parameterArray[i]!=ftd2->parameterArray[i])
 156       return 0;
 157   return 1;
 158 }
 159
 160 void flagorand(void * ptr, int ormask, int andmask) {
 161   int flag=((int *)ptr)[1];
 162   struct RuntimeHash *flagptr=(struct RuntimeHash *)(((int*)ptr)[2]);
 163   flag|=ormask;
 164   flag&=andmask;
 165   ((int*)ptr)[1]=flag;
 166   /*Remove from all queues */
 167   while(flagptr!=NULL) {
 168     struct RuntimeHash *next;
 169     RuntimeHashget(flagptr, (int) ptr, (int *) &next);
 170     RuntimeHashremove(flagptr, (int)ptr, (int) next);
 171     flagptr=next;
 172   }
 173
 174   {
 175     struct QueueItem *tmpptr;
 176     struct parameterwrapper * parameter=objectqueues[((int *)ptr)[0]];
 177     int i;
 178     struct RuntimeHash * prevptr=NULL;
 179     while(parameter!=NULL) {
 180       for(i=0;i<parameter->numberofterms;i++) {
 181         int andmask=parameter->intarray[i*2];
 182         int checkmask=parameter->intarray[i*2+1];
 183         if ((flag&andmask)==checkmask) {
 184           RuntimeHashadd(parameter->objectset, (int) ptr, (int) prevptr);
 185           prevptr=parameter->objectset;
 186           {
 187             struct RuntimeIterator iteratorarray[MAXTASKPARAMS];
 188             void * taskpointerarray[MAXTASKPARAMS];
 189             int j;
 190             int numparams=parameter->task->numParameters;
 191             int done=1;
 192             struct taskdescriptor * task=parameter->task;
 193             int newindex=-1;
 194             for(j=0;j<numparams;j++) {
 195               struct parameterwrapper *pw=(struct parameterwrapper *)task->descriptorarray[j]->queue;
 196               if (parameter==pw) {
 197                 taskpointerarray[j]=ptr;
 198                 newindex=j;
 199               } else {
 200                 RuntimeHashiterator(pw->objectset, &iteratorarray[j]);
 201                 if (RunhasNext(&iteratorarray[j])) {
 202                   taskpointerarray[j]=(void *) Runkey(&iteratorarray[j]);
 203                   Runnext(&iteratorarray[j]);
 204                 } else {
 205                   done=0;
 206                   break; /* No tasks to dispatch */
 207                 }
 208               }
 209             }
 210             /* Queue task items... */
 211
 212             while(done) {
 213               struct taskparamdescriptor *tpd=RUNMALLOC(sizeof(struct taskparamdescriptor));
 214               tpd->task=task;
 215               tpd->numParameters=numparams;
 216               tpd->parameterArray=RUNMALLOC(sizeof(void *)*numparams);
 217               for(j=0;j<numparams;j++)
 218                 tpd->parameterArray[j]=taskpointerarray[j];
 219               /* Queue task */
 220               if (!gencontains(failedtasks, tpd))
 221                 addNewItem(activetasks, tpd);
 222
 223               /* This loop iterates to the next parameter combination */
 224               for(j=0;j<numparams;j++) {
 225                 if (j==newindex) {
 226                   if ((j+1)==numparams)
 227                     done=0;
 228                   continue;
 229                 }
 230                 if (RunhasNext(&iteratorarray[j])) {
 231                   taskpointerarray[j]=(void *) Runkey(&iteratorarray[j]);
 232                   Runnext(&iteratorarray[j]);
 233                   break;
 234                 } else if ((j+1)!=numparams) {
 235                   RuntimeHashiterator(task->descriptorarray[j]->queue, &iteratorarray[j]);
 236                 } else {
 237                   done=0;
 238                   break;
 239                 }
 240               }
 241             }
 242           }
 243           break;
 244         }
 245       }
 246       parameter=parameter->next;
 247     }
 248     ((struct RuntimeHash **)ptr)[2]=prevptr;
 249   }
 250 }
 251
 252 /* Handler for signals. The signals catch null pointer errors and
 253    arithmatic errors. */
 254 void myhandler(int sig, siginfo_t *info, void *uap) {
 255 #ifdef DEBUG
 256   printf("sig=%d\n",sig);
 257   printf("signal\n");
 258 #endif
 259   longjmp(error_handler,1);
 260 }
 261
 262 fd_set readfds;
 263 int maxreadfd;
 264 struct RuntimeHash *fdtoobject;
 265
 266 void addreadfd(int fd) {
 267   if (fd>=maxreadfd)
 268     maxreadfd=fd+1;
 269   FD_SET(fd, &readfds);
 270 }
 271
 272 void removereadfd(int fd) {
 273   FD_CLR(fd, &readfds);
 274   if (maxreadfd==(fd+1)) {
 275     maxreadfd--;
 276     while(maxreadfd>0&&!FD_ISSET(maxreadfd-1, &readfds))
 277       maxreadfd--;
 278   }
 279 }
 280
 281 /*
 282 void restoreObject(void * obj) {
 283   if (gencontains(failedobjects, obj)) {
 284     struct tpdlist *tpd=gengettable(failedobjects, obj);
 285     genfreekey(failedobjects, obj);
 286     while(tpd!=NULL) {
 287       int i;
 288       struct taskparamdescriptor *task=tpd->task;
 289       genfreekey(failedtasks, task);
 290       for(i=0;i<task->numParameters;i++) {
 291         void *objother=task->parameterArray[i];
 292         struct tpdlist *tpdother=gengettable(failedobjects, objother);
 293         struct tpdlist *tmpptr;
 294         genfreekey(failedobjects, objother);
 295         struct tpdlist **tpdptr=&tpdother;
 296         while((*tpdptr)->task!=task)
 297           tpdptr=&((*tpdptr)->next);
 298         tmpptr=*tpdptr;
 299         (*tpdptr)=(*tpdptr)->next;
 300         RUNFREE(tmpptr);
 301         if (tpdother!=NULL)
 302           genputtable(failedobjects, objother, tpdother);
 303       }
 304       RUNFREE(task);
 305       {
 306         struct tpdlist *old=tpd;
 307         tpd=tpd->next;
 308         RUNFREE(old);
 309       }
 310     }
 311   }
 312 }
 313 */
 314
 315 void executetasks() {
 316   void * taskpointerarray[MAXTASKPARAMS];
 317
 318   /* Set up signal handlers */
 319   struct sigaction sig;
 320   sig.sa_sigaction=&myhandler;
 321   sig.sa_flags=SA_SIGINFO;
 322   sigemptyset(&sig.sa_mask);
 323
 324   /* Catch bus errors, segmentation faults, and floating point exceptions*/
 325   sigaction(SIGBUS,&sig,0);
 326   sigaction(SIGSEGV,&sig,0);
 327   sigaction(SIGFPE,&sig,0);
 328
 329   /* Zero fd set */
 330   FD_ZERO(&readfds);
 331   maxreadfd=0;
 332   fdtoobject=allocateRuntimeHash(100);
 333
 334   /* Map first block of memory to protected, anonymous page */
 335   mmap(0, 0x1000, 0, MAP_SHARED|MAP_FIXED|MAP_ANON, -1, 0);
 336
 337   newtask:
 338   while(!isEmpty(activetasks)||(maxreadfd>0)) {
 339
 340     /* Check if any filedescriptors have IO pending */
 341     if (maxreadfd>0) {
 342       int i;
 343       struct timeval timeout={0,0};
 344       fd_set tmpreadfds;
 345       int numselect;
 346       tmpreadfds=readfds;
 347       numselect=select(maxreadfd, &tmpreadfds, NULL, NULL, &timeout);
 348       if (numselect>0) {
 349         /* Process ready fd's */
 350         int fd;
 351         for(fd=0;fd<maxreadfd;fd++) {
 352           if (FD_ISSET(fd, &tmpreadfds)) {
 353             /* Set ready flag on object */
 354             void * objptr;
 355             if (RuntimeHashget(fdtoobject, fd,(int *) &objptr)) {
 356               flagorand(objptr,1,0xFFFFFFFF); /* Set the first flag to 1 */
 357             }
 358           }
 359         }
 360       }
 361     }
 362
 363     /* See if there are any active tasks */
 364     if (!isEmpty(activetasks)) {
 365       int i;
 366       struct QueueItem * qi=(struct QueueItem *) getTail(activetasks);
 367       struct taskparamdescriptor *tpd=(struct taskparamdescriptor *) qi->objectptr;
 368       removeItem(activetasks, qi);
 369
 370       /* Check if this task has failed */
 371       if (gencontains(failedtasks, tpd))
 372         goto newtask;
 373
 374       /* Make sure that the parameters are still in the queues */
 375       for(i=0;i<tpd->task->numParameters;i++) {
 376         void * parameter=tpd->parameterArray[i];
 377         struct parameterdescriptor * pd=tpd->task->descriptorarray[i];
 378         struct parameterwrapper *pw=(struct parameterwrapper *) pd->queue;
 379         if (!RuntimeHashcontainskey(pw->objectset, (int) parameter))
 380           goto newtask;
 381         taskpointerarray[i]=parameter;
 382       }
 383       {
 384         /* Checkpoint the state */
 385         struct RuntimeHash * forward=allocateRuntimeHash(100);
 386         struct RuntimeHash * reverse=allocateRuntimeHash(100);
 387         void ** checkpoint=makecheckpoint(tpd->task->numParameters, taskpointerarray, forward, reverse);
 388         int x;
 389         if (x=setjmp(error_handler)) {
 390           /* Recover */
 391           int h;
 392 #ifdef DEBUG
 393           printf("Fatal Error=%d, Recovering!\n",x);
 394 #endif
 395           genputtable(failedtasks,tpd,tpd);
 396        /* for(i=0;i<tpd->task->numParameters;i++) {
 397             void *parameter=tpd->parameterArray[i];
 398             {
 399               // Create mapping from object -> failed tasks
 400               struct tpdlist * tpnew=RUNMALLOC(sizeof(struct tpdlist));
 401               tpnew->task=tpd;
 402               if (gencontains(failedobjects, parameter)) {
 403                 struct tpdlist * tpdptr=gengettable(failedobjects, parameter);
 404                 tpnew->next=tpdptr->next;
 405                 tpdptr->next=tpnew;
 406               } else {
 407                 tpnew->next=NULL;
 408                 genputtable(failedobjects, parameter, tpnew);
 409               }
 410             }
 411           }  */
 412           restorecheckpoint(tpd->task->numParameters, taskpointerarray, checkpoint, forward, reverse);
 413         } else {
 414           if (injectfailures) {
 415             if ((((double)random())/RAND_MAX)<failurechance) {
 416               printf("\nINJECTING TASK FAILURE to %s\n", tpd->task->name);
 417               longjmp(error_handler,10);
 418             }
 419           }
 420           /* Actually call task */
 421           if (debugtask) {
 422             printf("ENTER %s count=%d\n",tpd->task->name, (instaccum-instructioncount));
 423             ((void (*) (void **)) tpd->task->taskptr)(taskpointerarray);
 424             printf("EXIT %s count=%d\n",tpd->task->name, (instaccum-instructioncount));
 425           } else
 426             ((void (*) (void **)) tpd->task->taskptr)(taskpointerarray);
 427         }
 428       }
 429     }
 430   }
 431 }
 432
 433 /* This function processes the task information to create queues for
 434    each parameter type. */
 435
 436 void processtasks() {
 437   int i;
 438   for(i=0;i<numtasks;i++) {
 439     struct taskdescriptor * task=taskarray[i];
 440     int j;
 441
 442     for(j=0;j<task->numParameters;j++) {
 443       struct parameterdescriptor *param=task->descriptorarray[j];
 444       struct parameterwrapper * parameter=RUNMALLOC(sizeof(struct parameterwrapper));
 445       struct parameterwrapper ** ptr=&objectqueues[param->type];
 446
 447       param->queue=parameter;
 448       parameter->objectset=allocateRuntimeHash(10);
 449       parameter->numberofterms=param->numberterms;
 450       parameter->intarray=param->intarray;
 451       parameter->task=task;
 452       /* Link new queue in */
 453       while((*ptr)!=NULL)
 454         ptr=&((*ptr)->next);
 455       (*ptr)=parameter;
 456     }
 457   }
 458 }
 459
 460 #endif
 461
 462 /* This function inject failures */
 463
 464 void injectinstructionfailure() {
 465 #ifdef TASK
 466   if (injectinstructionfailures) {
 467     if (numfailures==0)
 468       return;
 469     instructioncount=failurecount;
 470     instaccum+=failurecount;
 471     if ((((double)random())/RAND_MAX)<instfailurechance) {
 472       if (numfailures>0)
 473         numfailures--;
 474       printf("FAILURE!!!\n");
 475       longjmp(error_handler,11);
 476     }
 477   }
 478 #else
 479 #endif
 480 }
 481
 482 int ___Object______hashCode____(struct ___Object___ * ___this___) {
 483   return (int) ___this___;
 484 }
 485
 486 int ___Object______getType____(struct ___Object___ * ptr) {
 487   return ((int *)ptr)[0];
 488 }
 489
 490 void ___System______printString____L___String___(struct ___String___ * s) {
 491     struct ArrayObject * chararray=s->___value___;
 492     int i;
 493     int offset=s->___offset___;
 494     for(i=0;i<s->___count___;i++) {
 495         short s= ((short *)(((char *)& chararray->___length___)+sizeof(int)))[i+offset];
 496         putchar(s);
 497     }
 498 }
 499
 500 void * allocate_new(int type) {
 501   void * v=FREEMALLOC(classsize[type]);
 502   *((int *)v)=type;
 503   return v;
 504 }
 505
 506 struct ArrayObject * allocate_newarray(int type, int length) {
 507   struct ArrayObject * v=FREEMALLOC(sizeof(struct ArrayObject)+length*classsize[type]);
 508   v->type=type;
 509   v->___length___=length;
 510   return v;
 511 }
 512
 513 struct ___String___ * NewString(const char *str,int length) {
 514   struct ArrayObject * chararray=allocate_newarray(CHARARRAYTYPE, length);
 515   struct ___String___ * strobj=allocate_new(STRINGTYPE);
 516   int i;
 517   strobj->___value___=chararray;
 518   strobj->___count___=length;
 519   strobj->___offset___=0;
 520
 521   for(i=0;i<length;i++) {
 522     ((short *)(((char *)& chararray->___length___)+sizeof(int)))[i]=(short)str[i];  }
 523   return strobj;
 524 }
 525
 526 /* Generated code calls this if we fail a bounds check */
 527 void failedboundschk() {
 528 #ifndef TASK
 529   printf("Array out of bounds\n");
 530   exit(-1);
 531 #else
 532   longjmp(error_handler,2);
 533 #endif
 534 }
 535
 536 void abort_task() {
 537 #ifdef TASK
 538   longjmp(error_handler,4);
 539 #else
 540   printf("Aborting\n");
 541   exit(-1);
 542 #endif
 543 }