include/simgrid/simix.hpp

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   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #ifndef SIMGRID_SIMIX_HPP
   8 #define SIMGRID_SIMIX_HPP
   9
  10 #include <simgrid/simix.h>
  11 #include <xbt/functional.hpp>
  12 #include <xbt/promise.hpp>
  13 #include <xbt/signal.hpp>
  14 #include <xbt/utility.hpp>
  15
  16 #include <boost/heap/fibonacci_heap.hpp>
  17 #include <string>
  18 #include <unordered_map>
  19
  20 XBT_PUBLIC void simcall_run_kernel(std::function<void()> const& code, simgrid::mc::SimcallObserver* observer);
  21 XBT_PUBLIC void simcall_run_blocking(std::function<void()> const& code, simgrid::mc::SimcallObserver* observer);
  22
  23 namespace simgrid {
  24 namespace kernel {
  25 namespace actor {
  26
  27 /** Execute some code in kernel context on behalf of the user code.
  28  *
  29  * Every modification of the environment must be protected this way: every setter, constructor and similar.
  30  * Getters don't have to be protected this way.
  31  *
  32  * This allows deterministic parallel simulation without any locking, even if almost nobody uses parallel simulation in
  33  * SimGrid. More interestingly it makes every modification of the simulated world observable by the model-checker,
  34  * allowing the whole MC business.
  35  *
  36  * It is highly inspired from the syscalls in a regular operating system, allowing the user code to get some specific
  37  * code executed in the kernel context. But here, there is almost no security involved. Parameters get checked for
  38  * finiteness but that's all. The main goal remain to ensure reproducible ordering of uncomparable events (in
  39  * [parallel] simulation) and observability of events (in model-checking).
  40  *
  41  * The code passed as argument is supposed to terminate at the exact same simulated timestamp.
  42  * Do not use it if your code may block waiting for a subsequent event, e.g. if you lock a mutex,
  43  * you may need to wait for that mutex to be unlocked by its current owner.
  44  * Potentially blocking simcall must be issued using simcall_blocking(), right below in this file.
  45  */
  46 template <class F> typename std::result_of_t<F()> simcall(F&& code, mc::SimcallObserver* observer = nullptr)
  47 {
  48   // If we are in the maestro, we take the fast path and execute the
  49   // code directly without simcall marshalling/unmarshalling/dispatch:
  50   if (SIMIX_is_maestro())
  51     return std::forward<F>(code)();
  52
  53   // If we are in the application, pass the code to the maestro which
  54   // executes it for us and reports the result. We use a std::future which
  55   // conveniently handles the success/failure value for us.
  56   using R = typename std::result_of_t<F()>;
  57   simgrid::xbt::Result<R> result;
  58   simcall_run_kernel([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); }, observer);
  59   return result.get();
  60 }
  61
  62 /** Execute some code (that does not return immediately) in kernel context
  63  *
  64  * This is very similar to simcall() right above, but the calling actor will not get rescheduled until
  65  * actor->simcall_answer() is called explicitly.
  66  *
  67  * This is meant for blocking actions. For example, locking a mutex is a blocking simcall.
  68  * First it's a simcall because that's obviously a modification of the world. Then, that's a blocking simcall because if
  69  * the mutex happens not to be free, the actor is added to a queue of actors in the mutex. Every mutex->unlock() takes
  70  * the first actor from the queue, mark it as current owner of the mutex and call actor->simcall_answer() to mark that
  71  * this mutex is now unblocked and ready to run again. If the mutex is initially free, the calling actor is unblocked
  72  * right away with actor->simcall_answer() once the mutex is marked as locked.
  73  *
  74  * If your code never calls actor->simcall_answer() itself, the actor will never return from its simcall.
  75  *
  76  * The return value is obtained from observer->get_result() if it exists. Otherwise void is returned.
  77  */
  78 template <class F> void simcall_blocking(F&& code, mc::SimcallObserver* observer = nullptr)
  79 {
  80   xbt_assert(not SIMIX_is_maestro(), "Cannot execute blocking call in kernel mode");
  81
  82   // Pass the code to the maestro which executes it for us and reports the result. We use a std::future which
  83   // conveniently handles the success/failure value for us.
  84   simgrid::xbt::Result<void> result;
  85   simcall_run_blocking([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); }, observer);
  86   result.get(); // rethrow stored exception if any
  87 }
  88
  89 template <class F, class Observer>
  90 auto simcall_blocking(F&& code, Observer* observer) -> decltype(observer->get_result())
  91 {
  92   simcall_blocking(std::forward<F>(code), static_cast<mc::SimcallObserver*>(observer));
  93   return observer->get_result();
  94 }
  95 } // namespace actor
  96 } // namespace kernel
  97 } // namespace simgrid
  98 namespace simgrid {
  99 namespace simix {
 100
 101 inline auto& simix_timers() // avoid static initialization order fiasco
 102 {
 103   using TimerQelt = std::pair<double, Timer*>;
 104   static boost::heap::fibonacci_heap<TimerQelt, boost::heap::compare<xbt::HeapComparator<TimerQelt>>> value;
 105   return value;
 106 }
 107
 108 /** @brief Timer datatype */
 109 class Timer {
 110 public:
 111   const double date;
 112   std::remove_reference_t<decltype(simix_timers())>::handle_type handle_;
 113
 114   Timer(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback) : date(date), callback(std::move(callback)) {}
 115
 116   simgrid::xbt::Task<void()> callback;
 117   void remove();
 118
 119   template <class F> static inline Timer* set(double date, F callback)
 120   {
 121     return set(date, simgrid::xbt::Task<void()>(std::move(callback)));
 122   }
 123
 124   static Timer* set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback);
 125   static double next() { return simix_timers().empty() ? -1.0 : simix_timers().top().first; }
 126 };
 127
 128 // In MC mode, the application sends these pointers to the MC
 129 void* simix_global_get_actors_addr();
 130 void* simix_global_get_dead_actors_addr();
 131
 132 } // namespace simix
 133 } // namespace simgrid
 134
 135 #endif