]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blobdiff - src/data_race.rs
rename track-raw-pointers flag to tag-raw-pointers
[rust.git] / src / data_race.rs
index 16ab03ace2228249dd7026e65e5c91266b2e039c..9e5dfd9dbaf0d39596a82932164169fb777ba62d 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@
 //!    order exists in which all threads observe all modifications in the same
 //!    order (see Sequentially-consistent ordering below) "
 //! So in the absence of weak memory effects a seq-cst load & a seq-cst store is identical
-//! to a acquire load and a release store given the global sequentially consistent order
+//! to an acquire load and a release store given the global sequentially consistent order
 //! of the schedule.
 //!
 //! The timestamps used in the data-race detector assign each sequence of non-atomic operations
@@ -73,9 +73,9 @@
 use rustc_target::abi::Size;
 
 use crate::{
-    ImmTy, Immediate, InterpResult, MPlaceTy, MemPlaceMeta, MemoryKind, MiriEvalContext,
-    MiriEvalContextExt, MiriMemoryKind, OpTy, Pointer, RangeMap, Scalar, ScalarMaybeUninit, Tag,
-    ThreadId, VClock, VTimestamp, VectorIdx,
+    AllocId, AllocRange, ImmTy, Immediate, InterpResult, MPlaceTy, MemPlaceMeta, MemoryKind,
+    MiriEvalContext, MiriEvalContextExt, MiriMemoryKind, OpTy, Pointer, RangeMap, Scalar,
+    ScalarMaybeUninit, Tag, ThreadId, VClock, VTimestamp, VectorIdx,
 };
 
 pub type AllocExtra = VClockAlloc;
@@ -142,7 +142,7 @@ fn apply_release_fence(&mut self) {
         self.fence_release.clone_from(&self.clock);
     }
 
-    /// Apply the effects of a acquire fence to this
+    /// Apply the effects of an acquire fence to this
     /// set of thread vector clocks.
     #[inline]
     fn apply_acquire_fence(&mut self) {
@@ -503,7 +503,7 @@ fn write_scalar_atomic(
         this.validate_atomic_store(dest, atomic)
     }
 
-    /// Perform a atomic operation on a memory location.
+    /// Perform an atomic operation on a memory location.
     fn atomic_op_immediate(
         &mut self,
         place: &MPlaceTy<'tcx, Tag>,
@@ -561,7 +561,7 @@ fn atomic_min_max_scalar(
             if lt { &rhs } else { &old }
         };
 
-        this.allow_data_races_mut(|this| this.write_immediate_to_mplace(**new_val, place))?;
+        this.allow_data_races_mut(|this| this.write_immediate(**new_val, &(*place).into()))?;
 
         this.validate_atomic_rmw(&place, atomic)?;
 
@@ -598,7 +598,7 @@ fn atomic_compare_exchange_scalar(
         // of the time, based on `rate`.
         let rate = this.memory.extra.cmpxchg_weak_failure_rate;
         let cmpxchg_success = eq.to_bool()?
-            && (!can_fail_spuriously || this.memory.extra.rng.borrow_mut().gen::<f64>() < rate);
+            && (!can_fail_spuriously || this.memory.extra.rng.get_mut().gen::<f64>() < rate);
         let res = Immediate::ScalarPair(
             old.to_scalar_or_uninit(),
             Scalar::from_bool(cmpxchg_success).into(),
@@ -647,7 +647,7 @@ fn validate_atomic_store(
         place: &MPlaceTy<'tcx, Tag>,
         atomic: AtomicWriteOp,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
-        let this = self.eval_context_ref();
+        let this = self.eval_context_mut();
         this.validate_atomic_op(
             place,
             atomic,
@@ -672,7 +672,7 @@ fn validate_atomic_rmw(
         use AtomicRwOp::*;
         let acquire = matches!(atomic, Acquire | AcqRel | SeqCst);
         let release = matches!(atomic, Release | AcqRel | SeqCst);
-        let this = self.eval_context_ref();
+        let this = self.eval_context_mut();
         this.validate_atomic_op(place, atomic, "Atomic RMW", move |memory, clocks, index, _| {
             if acquire {
                 memory.load_acquire(clocks, index)?;
@@ -690,12 +690,12 @@ fn validate_atomic_rmw(
     /// Update the data-race detector for an atomic fence on the current thread.
     fn validate_atomic_fence(&mut self, atomic: AtomicFenceOp) -> InterpResult<'tcx> {
         let this = self.eval_context_mut();
-        if let Some(data_race) = &this.memory.extra.data_race {
+        if let Some(data_race) = &mut this.memory.extra.data_race {
             data_race.maybe_perform_sync_operation(move |index, mut clocks| {
                 log::trace!("Atomic fence on {:?} with ordering {:?}", index, atomic);
 
                 // Apply data-race detection for the current fences
-                // this treats AcqRel and SeqCst as the same as a acquire
+                // this treats AcqRel and SeqCst as the same as an acquire
                 // and release fence applied in the same timestamp.
                 if atomic != AtomicFenceOp::Release {
                     // Either Acquire | AcqRel | SeqCst
@@ -713,18 +713,6 @@ fn validate_atomic_fence(&mut self, atomic: AtomicFenceOp) -> InterpResult<'tcx>
             Ok(())
         }
     }
-
-    fn reset_vector_clocks(&mut self, ptr: Pointer<Tag>, size: Size) -> InterpResult<'tcx> {
-        let this = self.eval_context_mut();
-        if let Some(data_race) = &mut this.memory.extra.data_race {
-            if data_race.multi_threaded.get() {
-                let alloc_meta =
-                    this.memory.get_alloc_extra_mut(ptr.alloc_id)?.data_race.as_mut().unwrap();
-                alloc_meta.reset_clocks(ptr.offset, size);
-            }
-        }
-        Ok(())
-    }
 }
 
 /// Vector clock metadata for a logical memory allocation.
@@ -759,8 +747,7 @@ pub fn new_allocation(
                 | MiriMemoryKind::ExternStatic
                 | MiriMemoryKind::Tls,
             )
-            | MemoryKind::CallerLocation
-            | MemoryKind::Vtable => (0, VectorIdx::MAX_INDEX),
+            | MemoryKind::CallerLocation => (0, VectorIdx::MAX_INDEX),
         };
         VClockAlloc {
             alloc_ranges: RefCell::new(RangeMap::new(
@@ -770,14 +757,6 @@ pub fn new_allocation(
         }
     }
 
-    fn reset_clocks(&mut self, offset: Size, len: Size) {
-        let mut alloc_ranges = self.alloc_ranges.borrow_mut();
-        for (_, range) in alloc_ranges.iter_mut(offset, len) {
-            // Reset the portion of the range
-            *range = MemoryCellClocks::new(0, VectorIdx::MAX_INDEX);
-        }
-    }
-
     // Find an index, if one exists where the value
     // in `l` is greater than the value in `r`.
     fn find_gt_index(l: &VClock, r: &VClock) -> Option<VectorIdx> {
@@ -821,8 +800,7 @@ fn report_data_race<'tcx>(
         range: &MemoryCellClocks,
         action: &str,
         is_atomic: bool,
-        pointer: Pointer<Tag>,
-        len: Size,
+        ptr_dbg: Pointer<AllocId>,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
         let (current_index, current_clocks) = global.current_thread_state();
         let write_clock;
@@ -864,15 +842,12 @@ fn report_data_race<'tcx>(
 
         // Throw the data-race detection.
         throw_ub_format!(
-            "Data race detected between {} on {} and {} on {}, memory({:?},offset={},size={})\
-            \n(current vector clock = {:?}, conflicting timestamp = {:?})",
+            "Data race detected between {} on {} and {} on {} at {:?} (current vector clock = {:?}, conflicting timestamp = {:?})",
             action,
             current_thread_info,
             other_action,
             other_thread_info,
-            pointer.alloc_id,
-            pointer.offset.bytes(),
-            len.bytes(),
+            ptr_dbg,
             current_clocks.clock,
             other_clock
         )
@@ -885,17 +860,23 @@ fn report_data_race<'tcx>(
     /// atomic read operations.
     pub fn read<'tcx>(
         &self,
-        pointer: Pointer<Tag>,
-        len: Size,
+        alloc_id: AllocId,
+        range: AllocRange,
         global: &GlobalState,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
         if global.multi_threaded.get() {
             let (index, clocks) = global.current_thread_state();
             let mut alloc_ranges = self.alloc_ranges.borrow_mut();
-            for (_, range) in alloc_ranges.iter_mut(pointer.offset, len) {
+            for (offset, range) in alloc_ranges.iter_mut(range.start, range.size) {
                 if let Err(DataRace) = range.read_race_detect(&*clocks, index) {
                     // Report data-race.
-                    return Self::report_data_race(global, range, "Read", false, pointer, len);
+                    return Self::report_data_race(
+                        global,
+                        range,
+                        "Read",
+                        false,
+                        Pointer::new(alloc_id, offset),
+                    );
                 }
             }
             Ok(())
@@ -907,14 +888,14 @@ pub fn read<'tcx>(
     // Shared code for detecting data-races on unique access to a section of memory
     fn unique_access<'tcx>(
         &mut self,
-        pointer: Pointer<Tag>,
-        len: Size,
+        alloc_id: AllocId,
+        range: AllocRange,
         write_type: WriteType,
         global: &mut GlobalState,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
         if global.multi_threaded.get() {
             let (index, clocks) = global.current_thread_state();
-            for (_, range) in self.alloc_ranges.get_mut().iter_mut(pointer.offset, len) {
+            for (offset, range) in self.alloc_ranges.get_mut().iter_mut(range.start, range.size) {
                 if let Err(DataRace) = range.write_race_detect(&*clocks, index, write_type) {
                     // Report data-race
                     return Self::report_data_race(
@@ -922,8 +903,7 @@ fn unique_access<'tcx>(
                         range,
                         write_type.get_descriptor(),
                         false,
-                        pointer,
-                        len,
+                        Pointer::new(alloc_id, offset),
                     );
                 }
             }
@@ -939,11 +919,11 @@ fn unique_access<'tcx>(
     /// operation
     pub fn write<'tcx>(
         &mut self,
-        pointer: Pointer<Tag>,
-        len: Size,
+        alloc_id: AllocId,
+        range: AllocRange,
         global: &mut GlobalState,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
-        self.unique_access(pointer, len, WriteType::Write, global)
+        self.unique_access(alloc_id, range, WriteType::Write, global)
     }
 
     /// Detect data-races for an unsynchronized deallocate operation, will not perform
@@ -952,11 +932,11 @@ pub fn write<'tcx>(
     /// operation
     pub fn deallocate<'tcx>(
         &mut self,
-        pointer: Pointer<Tag>,
-        len: Size,
+        alloc_id: AllocId,
+        range: AllocRange,
         global: &mut GlobalState,
     ) -> InterpResult<'tcx> {
-        self.unique_access(pointer, len, WriteType::Deallocate, global)
+        self.unique_access(alloc_id, range, WriteType::Deallocate, global)
     }
 }
 
@@ -1003,12 +983,7 @@ fn allow_data_races_mut<R>(
         result
     }
 
-    /// Generic atomic operation implementation,
-    /// this accesses memory via get_raw instead of
-    /// get_raw_mut, due to issues calling get_raw_mut
-    /// for atomic loads from read-only memory.
-    /// FIXME: is this valid, or should get_raw_mut be used for
-    /// atomic-stores/atomic-rmw?
+    /// Generic atomic operation implementation
     fn validate_atomic_op<A: Debug + Copy>(
         &self,
         place: &MPlaceTy<'tcx, Tag>,
@@ -1024,24 +999,24 @@ fn validate_atomic_op<A: Debug + Copy>(
         let this = self.eval_context_ref();
         if let Some(data_race) = &this.memory.extra.data_race {
             if data_race.multi_threaded.get() {
-                // Load and log the atomic operation.
-                let place_ptr = place.ptr.assert_ptr();
                 let size = place.layout.size;
+                let (alloc_id, base_offset, ptr) = this.memory.ptr_get_alloc(place.ptr)?;
+                // Load and log the atomic operation.
+                // Note that atomic loads are possible even from read-only allocations, so `get_alloc_extra_mut` is not an option.
                 let alloc_meta =
-                    &this.memory.get_alloc_extra(place_ptr.alloc_id)?.data_race.as_ref().unwrap();
+                    &this.memory.get_alloc_extra(alloc_id)?.data_race.as_ref().unwrap();
                 log::trace!(
-                    "Atomic op({}) with ordering {:?} on memory({:?}, offset={}, size={})",
+                    "Atomic op({}) with ordering {:?} on {:?} (size={})",
                     description,
                     &atomic,
-                    place_ptr.alloc_id,
-                    place_ptr.offset.bytes(),
+                    ptr,
                     size.bytes()
                 );
 
                 // Perform the atomic operation.
                 data_race.maybe_perform_sync_operation(|index, mut clocks| {
-                    for (_, range) in
-                        alloc_meta.alloc_ranges.borrow_mut().iter_mut(place_ptr.offset, size)
+                    for (offset, range) in
+                        alloc_meta.alloc_ranges.borrow_mut().iter_mut(base_offset, size)
                     {
                         if let Err(DataRace) = op(range, &mut *clocks, index, atomic) {
                             mem::drop(clocks);
@@ -1050,8 +1025,7 @@ fn validate_atomic_op<A: Debug + Copy>(
                                 range,
                                 description,
                                 true,
-                                place_ptr,
-                                size,
+                                Pointer::new(alloc_id, offset),
                             )
                             .map(|_| true);
                         }
@@ -1063,12 +1037,11 @@ fn validate_atomic_op<A: Debug + Copy>(
 
                 // Log changes to atomic memory.
                 if log::log_enabled!(log::Level::Trace) {
-                    for (_, range) in alloc_meta.alloc_ranges.borrow().iter(place_ptr.offset, size)
+                    for (_offset, range) in alloc_meta.alloc_ranges.borrow().iter(base_offset, size)
                     {
                         log::trace!(
-                            "Updated atomic memory({:?}, offset={}, size={}) to {:#?}",
-                            place.ptr.assert_ptr().alloc_id,
-                            place_ptr.offset.bytes(),
+                            "Updated atomic memory({:?}, size={}) to {:#?}",
+                            ptr,
                             size.bytes(),
                             range.atomic_ops
                         );
@@ -1105,6 +1078,7 @@ struct ThreadExtraState {
 /// Global data-race detection state, contains the currently
 /// executing thread as well as the vector-clocks associated
 /// with each of the threads.
+// FIXME: it is probably better to have one large RefCell, than to have so many small ones.
 #[derive(Debug, Clone)]
 pub struct GlobalState {
     /// Set to true once the first additional
@@ -1158,7 +1132,7 @@ impl GlobalState {
     /// Create a new global state, setup with just thread-id=0
     /// advanced to timestamp = 1.
     pub fn new() -> Self {
-        let global_state = GlobalState {
+        let mut global_state = GlobalState {
             multi_threaded: Cell::new(false),
             vector_clocks: RefCell::new(IndexVec::new()),
             vector_info: RefCell::new(IndexVec::new()),
@@ -1172,9 +1146,9 @@ pub fn new() -> Self {
         // Setup the main-thread since it is not explicitly created:
         // uses vector index and thread-id 0, also the rust runtime gives
         // the main-thread a name of "main".
-        let index = global_state.vector_clocks.borrow_mut().push(ThreadClockSet::default());
-        global_state.vector_info.borrow_mut().push(ThreadId::new(0));
-        global_state.thread_info.borrow_mut().push(ThreadExtraState {
+        let index = global_state.vector_clocks.get_mut().push(ThreadClockSet::default());
+        global_state.vector_info.get_mut().push(ThreadId::new(0));
+        global_state.thread_info.get_mut().push(ThreadExtraState {
             vector_index: Some(index),
             thread_name: Some("main".to_string().into_boxed_str()),
             termination_vector_clock: None,
@@ -1221,7 +1195,7 @@ fn find_vector_index_reuse_candidate(&self) -> Option<VectorIdx> {
     // Hook for thread creation, enabled multi-threaded execution and marks
     // the current thread timestamp as happening-before the current thread.
     #[inline]
-    pub fn thread_created(&self, thread: ThreadId) {
+    pub fn thread_created(&mut self, thread: ThreadId) {
         let current_index = self.current_index();
 
         // Increment the number of active threads.
@@ -1241,12 +1215,12 @@ pub fn thread_created(&self, thread: ThreadId) {
         let created_index = if let Some(reuse_index) = self.find_vector_index_reuse_candidate() {
             // Now re-configure the re-use candidate, increment the clock
             // for the new sync use of the vector.
-            let mut vector_clocks = self.vector_clocks.borrow_mut();
+            let vector_clocks = self.vector_clocks.get_mut();
             vector_clocks[reuse_index].increment_clock(reuse_index);
 
             // Locate the old thread the vector was associated with and update
             // it to represent the new thread instead.
-            let mut vector_info = self.vector_info.borrow_mut();
+            let vector_info = self.vector_info.get_mut();
             let old_thread = vector_info[reuse_index];
             vector_info[reuse_index] = thread;
 
@@ -1258,7 +1232,7 @@ pub fn thread_created(&self, thread: ThreadId) {
         } else {
             // No vector re-use candidates available, instead create
             // a new vector index.
-            let mut vector_info = self.vector_info.borrow_mut();
+            let vector_info = self.vector_info.get_mut();
             vector_info.push(thread)
         };
 
@@ -1268,7 +1242,7 @@ pub fn thread_created(&self, thread: ThreadId) {
         thread_info[thread].vector_index = Some(created_index);
 
         // Create a thread clock set if applicable.
-        let mut vector_clocks = self.vector_clocks.borrow_mut();
+        let vector_clocks = self.vector_clocks.get_mut();
         if created_index == vector_clocks.next_index() {
             vector_clocks.push(ThreadClockSet::default());
         }
@@ -1289,9 +1263,9 @@ pub fn thread_created(&self, thread: ThreadId) {
     /// Hook on a thread join to update the implicit happens-before relation
     /// between the joined thread and the current thread.
     #[inline]
-    pub fn thread_joined(&self, current_thread: ThreadId, join_thread: ThreadId) {
-        let mut clocks_vec = self.vector_clocks.borrow_mut();
-        let thread_info = self.thread_info.borrow();
+    pub fn thread_joined(&mut self, current_thread: ThreadId, join_thread: ThreadId) {
+        let clocks_vec = self.vector_clocks.get_mut();
+        let thread_info = self.thread_info.get_mut();
 
         // Load the vector clock of the current thread.
         let current_index = thread_info[current_thread]
@@ -1329,9 +1303,9 @@ pub fn thread_joined(&self, current_thread: ThreadId, join_thread: ThreadId) {
 
         // If the thread is marked as terminated but not joined
         // then move the thread to the re-use set.
-        let mut termination = self.terminated_threads.borrow_mut();
+        let termination = self.terminated_threads.get_mut();
         if let Some(index) = termination.remove(&join_thread) {
-            let mut reuse = self.reuse_candidates.borrow_mut();
+            let reuse = self.reuse_candidates.get_mut();
             reuse.insert(index);
         }
     }
@@ -1344,28 +1318,28 @@ pub fn thread_joined(&self, current_thread: ThreadId, join_thread: ThreadId) {
     /// This should be called strictly before any calls to
     /// `thread_joined`.
     #[inline]
-    pub fn thread_terminated(&self) {
+    pub fn thread_terminated(&mut self) {
         let current_index = self.current_index();
 
         // Increment the clock to a unique termination timestamp.
-        let mut vector_clocks = self.vector_clocks.borrow_mut();
+        let vector_clocks = self.vector_clocks.get_mut();
         let current_clocks = &mut vector_clocks[current_index];
         current_clocks.increment_clock(current_index);
 
         // Load the current thread id for the executing vector.
-        let vector_info = self.vector_info.borrow();
+        let vector_info = self.vector_info.get_mut();
         let current_thread = vector_info[current_index];
 
         // Load the current thread metadata, and move to a terminated
         // vector state. Setting up the vector clock all join operations
         // will use.
-        let mut thread_info = self.thread_info.borrow_mut();
+        let thread_info = self.thread_info.get_mut();
         let current = &mut thread_info[current_thread];
         current.termination_vector_clock = Some(current_clocks.clock.clone());
 
         // Add this thread as a candidate for re-use after a thread join
         // occurs.
-        let mut termination = self.terminated_threads.borrow_mut();
+        let termination = self.terminated_threads.get_mut();
         termination.insert(current_thread, current_index);
 
         // Reduce the number of active threads, now that a thread has
@@ -1392,9 +1366,9 @@ pub fn thread_set_active(&self, thread: ThreadId) {
     /// the thread name is used for improved diagnostics
     /// during a data-race.
     #[inline]
-    pub fn thread_set_name(&self, thread: ThreadId, name: String) {
+    pub fn thread_set_name(&mut self, thread: ThreadId, name: String) {
         let name = name.into_boxed_str();
-        let mut thread_info = self.thread_info.borrow_mut();
+        let thread_info = self.thread_info.get_mut();
         thread_info[thread].thread_name = Some(name);
     }