snapshot: separate struct SnapShot naming
[model-checker.git] / snapshot.cc
index ccb9ea6c12d5b07074b8058bdd17ec3c6153ffd1..fe5110a03fe5a7b0e45e3b62471788eb396a9aed 100644 (file)
@@ -25,7 +25,7 @@ static void * PageAlignAddressUpward(void *addr)
 
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
 
-/* Each snapshotrecord lists the firstbackingpage that must be written to
+/* Each SnapShotRecord lists the firstbackingpage that must be written to
  * revert to that snapshot */
 struct SnapShotRecord {
        unsigned int firstBackingPage;
@@ -47,7 +47,7 @@ struct MemoryRegion {
 };
 
 /* Primary struct for snapshotting system */
-struct SnapShot {
+struct mprot_snapshotter {
        struct MemoryRegion *regionsToSnapShot; //This pointer references an array of memory regions to snapshot
        snapshot_page_t *backingStore; //This pointer references an array of snapshotpage's that form the backing store
        void *backingStoreBasePtr; //This pointer references an array of snapshotpage's that form the backing store
@@ -63,7 +63,7 @@ struct SnapShot {
        unsigned int maxSnapShots; //Stores the total number of snapshots we allow
 };
 
-static struct SnapShot *snapshotrecord = NULL;
+static struct mprot_snapshotter *mprot_snap = NULL;
 
 /** ReturnPageAlignedAddress returns a page aligned address for the
  * address being added as a side effect the numBytes are also changed.
@@ -78,19 +78,19 @@ static void * ReturnPageAlignedAddress(void *addr)
  */
 static void initSnapShotRecord(unsigned int numbackingpages, unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions)
 {
-       snapshotrecord = (struct SnapShot *)model_malloc(sizeof(struct SnapShot));
-       snapshotrecord->regionsToSnapShot = (struct MemoryRegion *)model_malloc(sizeof(struct MemoryRegion) * nummemoryregions);
-       snapshotrecord->backingStoreBasePtr = (void *)model_malloc(sizeof(snapshot_page_t) * (numbackingpages + 1));
+       mprot_snap = (struct mprot_snapshotter *)model_malloc(sizeof(struct mprot_snapshotter));
+       mprot_snap->regionsToSnapShot = (struct MemoryRegion *)model_malloc(sizeof(struct MemoryRegion) * nummemoryregions);
+       mprot_snap->backingStoreBasePtr = (void *)model_malloc(sizeof(snapshot_page_t) * (numbackingpages + 1));
        //Page align the backingstorepages
-       snapshotrecord->backingStore = (snapshot_page_t *)PageAlignAddressUpward(snapshotrecord->backingStoreBasePtr);
-       snapshotrecord->backingRecords = (struct BackingPageRecord *)model_malloc(sizeof(struct BackingPageRecord) * numbackingpages);
-       snapshotrecord->snapShots = (struct SnapShotRecord *)model_malloc(sizeof(struct SnapShotRecord) * numsnapshots);
-       snapshotrecord->lastSnapShot = 0;
-       snapshotrecord->lastBackingPage = 0;
-       snapshotrecord->lastRegion = 0;
-       snapshotrecord->maxRegions = nummemoryregions;
-       snapshotrecord->maxBackingPages = numbackingpages;
-       snapshotrecord->maxSnapShots = numsnapshots;
+       mprot_snap->backingStore = (snapshot_page_t *)PageAlignAddressUpward(mprot_snap->backingStoreBasePtr);
+       mprot_snap->backingRecords = (struct BackingPageRecord *)model_malloc(sizeof(struct BackingPageRecord) * numbackingpages);
+       mprot_snap->snapShots = (struct SnapShotRecord *)model_malloc(sizeof(struct SnapShotRecord) * numsnapshots);
+       mprot_snap->lastSnapShot = 0;
+       mprot_snap->lastBackingPage = 0;
+       mprot_snap->lastRegion = 0;
+       mprot_snap->maxRegions = nummemoryregions;
+       mprot_snap->maxBackingPages = numbackingpages;
+       mprot_snap->maxSnapShots = numsnapshots;
 }
 
 /** HandlePF is the page fault handler for mprotect based snapshotting
@@ -107,16 +107,16 @@ static void HandlePF(int sig, siginfo_t *si, void *unused)
        }
        void* addr = ReturnPageAlignedAddress(si->si_addr);
 
-       unsigned int backingpage = snapshotrecord->lastBackingPage++; //Could run out of pages...
-       if (backingpage == snapshotrecord->maxBackingPages) {
+       unsigned int backingpage = mprot_snap->lastBackingPage++; //Could run out of pages...
+       if (backingpage == mprot_snap->maxBackingPages) {
                model_print("Out of backing pages at %p\n", si->si_addr);
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
        //copy page
-       memcpy(&(snapshotrecord->backingStore[backingpage]), addr, sizeof(snapshot_page_t));
+       memcpy(&(mprot_snap->backingStore[backingpage]), addr, sizeof(snapshot_page_t));
        //remember where to copy page back to
-       snapshotrecord->backingRecords[backingpage].basePtrOfPage = addr;
+       mprot_snap->backingRecords[backingpage].basePtrOfPage = addr;
        //set protection to read/write
        if (mprotect(addr, sizeof(snapshot_page_t), PROT_READ | PROT_WRITE)) {
                perror("mprotect");
@@ -124,10 +124,7 @@ static void HandlePF(int sig, siginfo_t *si, void *unused)
        }
 }
 
-/** The initSnapshotLibrary function initializes the snapshot library.
- *  @param entryPoint the function that should run the program.
- */
-void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
+static void mprot_snapshot_init(unsigned int numbackingpages,
                unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions,
                unsigned int numheappages, VoidFuncPtr entryPoint)
 {
@@ -163,7 +160,7 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
        memset(&si, 0, sizeof(si));
        si.si_addr = ss.ss_sp;
        HandlePF(SIGSEGV, &si, NULL);
-       snapshotrecord->lastBackingPage--; //remove the fake page we copied
+       mprot_snap->lastBackingPage--; //remove the fake page we copied
 
        void *basemySpace = model_malloc((numheappages + 1) * PAGESIZE);
        void *pagealignedbase = PageAlignAddressUpward(basemySpace);
@@ -178,72 +175,65 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
        entryPoint();
 }
 
-/** The addMemoryRegionToSnapShot function assumes that addr is page aligned. */
-void addMemoryRegionToSnapShot(void *addr, unsigned int numPages)
+static void mprot_add_to_snapshot(void *addr, unsigned int numPages)
 {
-       unsigned int memoryregion = snapshotrecord->lastRegion++;
-       if (memoryregion == snapshotrecord->maxRegions) {
+       unsigned int memoryregion = mprot_snap->lastRegion++;
+       if (memoryregion == mprot_snap->maxRegions) {
                model_print("Exceeded supported number of memory regions!\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
-       snapshotrecord->regionsToSnapShot[memoryregion].basePtr = addr;
-       snapshotrecord->regionsToSnapShot[memoryregion].sizeInPages = numPages;
+       mprot_snap->regionsToSnapShot[memoryregion].basePtr = addr;
+       mprot_snap->regionsToSnapShot[memoryregion].sizeInPages = numPages;
 }
 
-/** The takeSnapshot function takes a snapshot.
- * @return The snapshot identifier.
- */
-snapshot_id takeSnapshot()
+static snapshot_id mprot_take_snapshot()
 {
-       for (unsigned int region = 0; region < snapshotrecord->lastRegion; region++) {
-               if (mprotect(snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].basePtr, snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].sizeInPages * sizeof(snapshot_page_t), PROT_READ) == -1) {
+       for (unsigned int region = 0; region < mprot_snap->lastRegion; region++) {
+               if (mprotect(mprot_snap->regionsToSnapShot[region].basePtr, mprot_snap->regionsToSnapShot[region].sizeInPages * sizeof(snapshot_page_t), PROT_READ) == -1) {
                        perror("mprotect");
                        model_print("Failed to mprotect inside of takeSnapShot\n");
                        exit(EXIT_FAILURE);
                }
        }
-       unsigned int snapshot = snapshotrecord->lastSnapShot++;
-       if (snapshot == snapshotrecord->maxSnapShots) {
+       unsigned int snapshot = mprot_snap->lastSnapShot++;
+       if (snapshot == mprot_snap->maxSnapShots) {
                model_print("Out of snapshots\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
-       snapshotrecord->snapShots[snapshot].firstBackingPage = snapshotrecord->lastBackingPage;
+       mprot_snap->snapShots[snapshot].firstBackingPage = mprot_snap->lastBackingPage;
 
        return snapshot;
 }
 
-/** The rollBack function rollback to the given snapshot identifier.
- *  @param theID is the snapshot identifier to rollback to.
- */
-void rollBack(snapshot_id theID)
+static void mprot_roll_back(snapshot_id theID)
 {
 #if USE_MPROTECT_SNAPSHOT == 2
-       if (snapshotrecord->lastSnapShot == (theID + 1)) {
-               for (unsigned int page = snapshotrecord->snapShots[theID].firstBackingPage; page < snapshotrecord->lastBackingPage; page++) {
-                       memcpy(snapshotrecord->backingRecords[page].basePtrOfPage, &snapshotrecord->backingStore[page], sizeof(snapshot_page_t));
+       if (mprot_snap->lastSnapShot == (theID + 1)) {
+               for (unsigned int page = mprot_snap->snapShots[theID].firstBackingPage; page < mprot_snap->lastBackingPage; page++) {
+                       memcpy(mprot_snap->backingRecords[page].basePtrOfPage, &mprot_snap->backingStore[page], sizeof(snapshot_page_t));
                }
                return;
        }
 #endif
 
        HashTable< void *, bool, uintptr_t, 4, model_malloc, model_calloc, model_free> duplicateMap;
-       for (unsigned int region = 0; region < snapshotrecord->lastRegion; region++) {
-               if (mprotect(snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].basePtr, snapshotrecord->regionsToSnapShot[region].sizeInPages * sizeof(snapshot_page_t), PROT_READ | PROT_WRITE) == -1) {
+       for (unsigned int region = 0; region < mprot_snap->lastRegion; region++) {
+               if (mprotect(mprot_snap->regionsToSnapShot[region].basePtr, mprot_snap->regionsToSnapShot[region].sizeInPages * sizeof(snapshot_page_t), PROT_READ | PROT_WRITE) == -1) {
                        perror("mprotect");
                        model_print("Failed to mprotect inside of takeSnapShot\n");
                        exit(EXIT_FAILURE);
                }
        }
-       for (unsigned int page = snapshotrecord->snapShots[theID].firstBackingPage; page < snapshotrecord->lastBackingPage; page++) {
-               if (!duplicateMap.contains(snapshotrecord->backingRecords[page].basePtrOfPage)) {
-                       duplicateMap.put(snapshotrecord->backingRecords[page].basePtrOfPage, true);
-                       memcpy(snapshotrecord->backingRecords[page].basePtrOfPage, &snapshotrecord->backingStore[page], sizeof(snapshot_page_t));
+       for (unsigned int page = mprot_snap->snapShots[theID].firstBackingPage; page < mprot_snap->lastBackingPage; page++) {
+               if (!duplicateMap.contains(mprot_snap->backingRecords[page].basePtrOfPage)) {
+                       duplicateMap.put(mprot_snap->backingRecords[page].basePtrOfPage, true);
+                       memcpy(mprot_snap->backingRecords[page].basePtrOfPage, &mprot_snap->backingStore[page], sizeof(snapshot_page_t));
                }
        }
-       snapshotrecord->lastSnapShot = theID;
-       snapshotrecord->lastBackingPage = snapshotrecord->snapShots[theID].firstBackingPage;
-       takeSnapshot(); //Make sure current snapshot is still good...All later ones are cleared
+       mprot_snap->lastSnapShot = theID;
+       mprot_snap->lastBackingPage = mprot_snap->snapShots[theID].firstBackingPage;
+       mprot_take_snapshot(); //Make sure current snapshot is still good...All later ones are cleared
 }
 
 #else /* !USE_MPROTECT_SNAPSHOT */
@@ -253,7 +243,7 @@ void rollBack(snapshot_id theID)
 #define SHARED_MEMORY_DEFAULT  (100 * ((size_t)1 << 20)) // 100mb for the shared memory
 #define STACK_SIZE_DEFAULT      (((size_t)1 << 20) * 20)  // 20 mb out of the above 100 mb for my stack
 
-struct SnapShot {
+struct fork_snapshotter {
        void *mSharedMemoryBase;
        void *mStackBase;
        size_t mStackSize;
@@ -262,7 +252,7 @@ struct SnapShot {
        snapshot_id currSnapShotID;
 };
 
-static struct SnapShot *snapshotrecord = NULL;
+static struct fork_snapshotter *fork_snap = NULL;
 
 /** @statics
 *   These variables are necessary because the stack is shared region and
@@ -287,12 +277,12 @@ static void createSharedMemory()
                FAILURE("mmap");
 
        //Setup snapshot record at top of free region
-       snapshotrecord = (struct SnapShot *)memMapBase;
-       snapshotrecord->mSharedMemoryBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + sizeof(struct SnapShot));
-       snapshotrecord->mStackBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + SHARED_MEMORY_DEFAULT);
-       snapshotrecord->mStackSize = STACK_SIZE_DEFAULT;
-       snapshotrecord->mIDToRollback = -1;
-       snapshotrecord->currSnapShotID = 0;
+       fork_snap = (struct fork_snapshotter *)memMapBase;
+       fork_snap->mSharedMemoryBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + sizeof(struct fork_snapshotter));
+       fork_snap->mStackBase = (void *)((uintptr_t)memMapBase + SHARED_MEMORY_DEFAULT);
+       fork_snap->mStackSize = STACK_SIZE_DEFAULT;
+       fork_snap->mIDToRollback = -1;
+       fork_snap->currSnapShotID = 0;
 }
 
 /**
@@ -303,16 +293,16 @@ static void createSharedMemory()
  */
 mspace create_shared_mspace()
 {
-       if (!snapshotrecord)
+       if (!fork_snap)
                createSharedMemory();
-       return create_mspace_with_base((void *)(snapshotrecord->mSharedMemoryBase), SHARED_MEMORY_DEFAULT - sizeof(struct SnapShot), 1);
+       return create_mspace_with_base((void *)(fork_snap->mSharedMemoryBase), SHARED_MEMORY_DEFAULT - sizeof(struct fork_snapshotter), 1);
 }
 
-void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
+static void fork_snapshot_init(unsigned int numbackingpages,
                unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions,
                unsigned int numheappages, VoidFuncPtr entryPoint)
 {
-       if (!snapshotrecord)
+       if (!fork_snap)
                createSharedMemory();
 
        void *base_model_snapshot_space = malloc((numheappages + 1) * PAGESIZE);
@@ -322,7 +312,7 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
        //step 2 setup the stack context.
        ucontext_t newContext;
        getcontext(&newContext);
-       newContext.uc_stack.ss_sp = snapshotrecord->mStackBase;
+       newContext.uc_stack.ss_sp = fork_snap->mStackBase;
        newContext.uc_stack.ss_size = STACK_SIZE_DEFAULT;
        makecontext(&newContext, entryPoint, 0);
        /* switch to a new entryPoint context, on a new stack */
@@ -330,20 +320,20 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
 
        /* switch back here when takesnapshot is called */
        pid_t forkedID = 0;
-       snapshotid = snapshotrecord->currSnapShotID;
+       snapshotid = fork_snap->currSnapShotID;
        /* This bool indicates that the current process's snapshotid is same
                 as the id to which the rollback needs to occur */
 
        bool rollback = false;
        while (true) {
-               snapshotrecord->currSnapShotID = snapshotid + 1;
+               fork_snap->currSnapShotID = snapshotid + 1;
                forkedID = fork();
 
                if (0 == forkedID) {
                        /* If the rollback bool is set, switch to the context we need to
                                 return to during a rollback. */
                        if (rollback) {
-                               setcontext(&(snapshotrecord->mContextToRollback));
+                               setcontext(&(fork_snap->mContextToRollback));
                        } else {
                                /*Child process which is forked as a result of takesnapshot
                                        call should switch back to the takesnapshot context*/
@@ -360,7 +350,7 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
                                retVal = waitpid(forkedID, &status, 0);
                        } while (-1 == retVal && errno == EINTR);
 
-                       if (snapshotrecord->mIDToRollback != snapshotid) {
+                       if (fork_snap->mIDToRollback != snapshotid) {
                                exit(EXIT_SUCCESS);
                        }
                        rollback = true;
@@ -368,23 +358,18 @@ void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
        }
 }
 
-void addMemoryRegionToSnapShot(void *addr, unsigned int numPages)
-{
-       /* not needed for fork-based snapshotting */
-}
-
-snapshot_id takeSnapshot()
+static snapshot_id fork_take_snapshot()
 {
        swapcontext(&savedUserSnapshotContext, &savedSnapshotContext);
        DEBUG("TAKESNAPSHOT RETURN\n");
        return snapshotid;
 }
 
-void rollBack(snapshot_id theID)
+static void fork_roll_back(snapshot_id theID)
 {
-       snapshotrecord->mIDToRollback = theID;
+       fork_snap->mIDToRollback = theID;
        volatile int sTemp = 0;
-       getcontext(&snapshotrecord->mContextToRollback);
+       getcontext(&fork_snap->mContextToRollback);
        /*
         * This is used to quit the process on rollback, so that the process
         * which needs to rollback can quit allowing the process whose
@@ -399,7 +384,55 @@ void rollBack(snapshot_id theID)
        /*
         * This fix obviates the need for a finalize call. hence less dependences for model-checker....
         */
-       snapshotrecord->mIDToRollback = -1;
+       fork_snap->mIDToRollback = -1;
 }
 
 #endif /* !USE_MPROTECT_SNAPSHOT */
+
+/** The initSnapshotLibrary function initializes the snapshot library.
+ *  @param entryPoint the function that should run the program.
+ */
+void initSnapshotLibrary(unsigned int numbackingpages,
+               unsigned int numsnapshots, unsigned int nummemoryregions,
+               unsigned int numheappages, VoidFuncPtr entryPoint)
+{
+#if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
+       mprot_snapshot_init(numbackingpages, numsnapshots, nummemoryregions, numheappages, entryPoint);
+#else
+       fork_snapshot_init(numbackingpages, numsnapshots, nummemoryregions, numheappages, entryPoint);
+#endif
+}
+
+/** The addMemoryRegionToSnapShot function assumes that addr is page aligned. */
+void addMemoryRegionToSnapShot(void *addr, unsigned int numPages)
+{
+#if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
+       mprot_add_to_snapshot(addr, numPages);
+#else
+       /* not needed for fork-based snapshotting */
+#endif
+}
+
+/** The takeSnapshot function takes a snapshot.
+ * @return The snapshot identifier.
+ */
+snapshot_id takeSnapshot()
+{
+#if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
+       return mprot_take_snapshot();
+#else
+       return fork_take_snapshot();
+#endif
+}
+
+/** The rollBack function rollback to the given snapshot identifier.
+ *  @param theID is the snapshot identifier to rollback to.
+ */
+void rollBack(snapshot_id theID)
+{
+#if USE_MPROTECT_SNAPSHOT
+       mprot_roll_back(theID);
+#else
+       fork_roll_back(theID);
+#endif
+}