Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Superfluous blank lines.
[simgrid.git] / src / kernel / EngineImpl.cpp
1 /* Copyright (c) 2016-2021. 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/kernel/EngineImpl.hpp"
7 #include "mc/mc.h"
8 #include "simgrid/Exception.hpp"
9 #include "simgrid/kernel/Timer.hpp"
10 #include "simgrid/kernel/routing/NetPoint.hpp"
11 #include "simgrid/kernel/routing/NetZoneImpl.hpp"
12 #include "simgrid/s4u/Host.hpp"
13 #include "simgrid/sg_config.hpp"
14 #include "src/include/surf/surf.hpp" //get_clock() and surf_solve()
15 #include "src/kernel/resource/DiskImpl.hpp"
16 #include "src/mc/mc_record.hpp"
17 #include "src/mc/mc_replay.hpp"
18 #include "src/simix/smx_private.hpp"
19 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
20 #include "src/surf/network_interface.hpp"
21 #include "src/surf/xml/platf.hpp" // FIXME: KILLME. There must be a better way than mimicking XML here
22
23 #include <boost/algorithm/string/predicate.hpp>
24 #ifndef _WIN32
25 #include <dlfcn.h>
26 #endif /* _WIN32 */
27
28 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(ker_engine, "Logging specific to Engine (kernel)");
29
30 namespace simgrid {
31 namespace kernel {
32
33 config::Flag<double> cfg_breakpoint{"debug/breakpoint",
34                                     "When non-negative, raise a SIGTRAP after given (simulated) time", -1.0};
35 EngineImpl::~EngineImpl()
36 {
37   while (not timer::kernel_timers().empty()) {
38     delete timer::kernel_timers().top().second;
39     timer::kernel_timers().pop();
40   }
41
42   /* Since hosts_ is a std::map, the hosts are destroyed in the lexicographic order, which ensures that the output is
43    * reproducible.
44    */
45   while (not hosts_.empty())
46     hosts_.begin()->second->destroy();
47
48   /* Also delete the other data */
49   delete netzone_root_;
50   for (auto const& kv : netpoints_)
51     delete kv.second;
52
53   for (auto const& kv : links_)
54     if (kv.second)
55       kv.second->destroy();
56
57   for (auto const& kv : mailboxes_)
58     delete kv.second;
59
60     /* Free the remaining data structures */
61 #if SIMGRID_HAVE_MC
62   xbt_dynar_free(&actors_vector_);
63   xbt_dynar_free(&dead_actors_vector_);
64 #endif
65   /* clear models before freeing handle, network models can use external callback defined in the handle */
66   models_prio_.clear();
67 }
68
69 void EngineImpl::load_platform(const std::string& platf)
70 {
71   double start = xbt_os_time();
72   if (boost::algorithm::ends_with(platf, ".so") or boost::algorithm::ends_with(platf, ".dylib")) {
73 #ifdef _WIN32
74     xbt_die("loading platform through shared library isn't supported on windows");
75 #else
76     void* handle = dlopen(platf.c_str(), RTLD_LAZY);
77     xbt_assert(handle, "Impossible to open platform file: %s", platf.c_str());
78     platf_handle_           = std::unique_ptr<void, std::function<int(void*)>>(handle, dlclose);
79     using load_fct_t = void (*)(const simgrid::s4u::Engine&);
80     auto callable           = (load_fct_t)dlsym(platf_handle_.get(), "load_platform");
81     const char* dlsym_error = dlerror();
82     xbt_assert(not dlsym_error, "Error: %s", dlsym_error);
83     callable(*simgrid::s4u::Engine::get_instance());
84 #endif /* _WIN32 */
85   } else {
86     parse_platform_file(platf);
87   }
88
89   double end = xbt_os_time();
90   XBT_DEBUG("PARSE TIME: %g", (end - start));
91 }
92
93 void EngineImpl::load_deployment(const std::string& file) const
94 {
95   sg_platf_exit();
96   sg_platf_init();
97
98   surf_parse_open(file);
99   surf_parse();
100   surf_parse_close();
101 }
102
103 void EngineImpl::register_function(const std::string& name, const actor::ActorCodeFactory& code)
104 {
105   registered_functions[name] = code;
106 }
107 void EngineImpl::register_default(const actor::ActorCodeFactory& code)
108 {
109   default_function = code;
110 }
111
112 void EngineImpl::add_model(std::shared_ptr<resource::Model> model, const std::vector<resource::Model*>& dependencies)
113 {
114   auto model_name = model->get_name();
115   xbt_assert(models_prio_.find(model_name) == models_prio_.end(),
116              "Model %s already exists, use model.set_name() to change its name", model_name.c_str());
117
118   for (const auto dep : dependencies) {
119     xbt_assert(models_prio_.find(dep->get_name()) != models_prio_.end(),
120                "Model %s doesn't exists. Impossible to use it as dependency.", dep->get_name().c_str());
121   }
122   models_.push_back(model.get());
123   models_prio_[model_name] = std::move(model);
124 }
125
126 /** Wake up all actors waiting for a Surf action to finish */
127 void EngineImpl::wake_all_waiting_actors() const
128 {
129   for (auto const& model : models_) {
130     XBT_DEBUG("Handling the failed actions (if any)");
131     while (auto* action = model->extract_failed_action()) {
132       XBT_DEBUG("   Handling Action %p", action);
133       if (action->get_activity() != nullptr)
134         activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
135     }
136     XBT_DEBUG("Handling the terminated actions (if any)");
137     while (auto* action = model->extract_done_action()) {
138       XBT_DEBUG("   Handling Action %p", action);
139       if (action->get_activity() == nullptr)
140         XBT_DEBUG("probably vcpu's action %p, skip", action);
141       else
142         activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
143     }
144   }
145 }
146 /**
147  * @brief Executes the actors in actors_to_run.
148  *
149  * The actors in actors_to_run are run (in parallel if possible). On exit, actors_to_run is empty, and actors_that_ran
150  * contains the list of actors that just ran.  The two lists are swapped so, be careful when using them before and after
151  * a call to this function.
152  */
153 void EngineImpl::run_all_actors()
154 {
155   simix_global->get_context_factory()->run_all();
156
157   actors_to_run_.swap(actors_that_ran_);
158   actors_to_run_.clear();
159 }
160
161 actor::ActorImpl* EngineImpl::get_actor_by_pid(aid_t pid)
162 {
163   auto item = actor_list_.find(pid);
164   if (item != actor_list_.end())
165     return item->second;
166
167   // Search the trash
168   for (auto& a : actors_to_destroy_)
169     if (a.get_pid() == pid)
170       return &a;
171   return nullptr; // Not found, even in the trash
172 }
173 /** Execute all the tasks that are queued, e.g. `.then()` callbacks of futures. */
174 bool EngineImpl::execute_tasks()
175 {
176   xbt_assert(tasksTemp.empty());
177
178   if (tasks.empty())
179     return false;
180
181   do {
182     // We don't want the callbacks to modify the vector we are iterating over:
183     tasks.swap(tasksTemp);
184
185     // Execute all the queued tasks:
186     for (auto& task : tasksTemp)
187       task();
188
189     tasksTemp.clear();
190   } while (not tasks.empty());
191
192   return true;
193 }
194
195 void EngineImpl::remove_daemon(actor::ActorImpl* actor)
196 {
197   auto it = daemons_.find(actor);
198   xbt_assert(it != daemons_.end(), "The dying daemon is not a daemon after all. Please report that bug.");
199   daemons_.erase(it);
200 }
201
202 void EngineImpl::add_actor_to_run_list_no_check(actor::ActorImpl* actor)
203 {
204   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname());
205   actors_to_run_.push_back(actor);
206 }
207
208 void EngineImpl::add_actor_to_run_list(actor::ActorImpl* actor)
209 {
210   if (std::find(begin(actors_to_run_), end(actors_to_run_), actor) != end(actors_to_run_)) {
211     XBT_DEBUG("Actor %s is already in the to_run list", actor->get_cname());
212   } else {
213     XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname());
214     actors_to_run_.push_back(actor);
215   }
216 }
217 void EngineImpl::empty_trash()
218 {
219   while (not actors_to_destroy_.empty()) {
220     actor::ActorImpl* actor = &actors_to_destroy_.front();
221     actors_to_destroy_.pop_front();
222     XBT_DEBUG("Getting rid of %s (refcount: %d)", actor->get_cname(), actor->get_refcount());
223     intrusive_ptr_release(actor);
224   }
225 #if SIMGRID_HAVE_MC
226   xbt_dynar_reset(dead_actors_vector_);
227 #endif
228 }
229
230 void EngineImpl::display_all_actor_status() const
231 {
232   XBT_INFO("%zu actors are still running, waiting for something.", actor_list_.size());
233   /*  List the actors and their state */
234   XBT_INFO("Legend of the following listing: \"Actor <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
235   for (auto const& kv : actor_list_) {
236     actor::ActorImpl* actor = kv.second;
237
238     if (actor->waiting_synchro_) {
239       const char* synchro_description = "unknown";
240
241       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::ExecImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
242         synchro_description = "execution";
243
244       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::CommImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
245         synchro_description = "communication";
246
247       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::SleepImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
248         synchro_description = "sleeping";
249
250       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::RawImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
251         synchro_description = "synchronization";
252
253       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::IoImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
254         synchro_description = "I/O";
255
256       XBT_INFO("Actor %ld (%s@%s): waiting for %s activity %#zx (%s) in state %d to finish", actor->get_pid(),
257                actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname(), synchro_description,
258                (xbt_log_no_loc ? (size_t)0xDEADBEEF : (size_t)actor->waiting_synchro_.get()),
259                actor->waiting_synchro_->get_cname(), (int)actor->waiting_synchro_->state_);
260     } else {
261       XBT_INFO("Actor %ld (%s@%s) simcall %s", actor->get_pid(), actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname(),
262                SIMIX_simcall_name(actor->simcall_));
263     }
264   }
265 }
266
267 void EngineImpl::run()
268 {
269   if (MC_record_replay_is_active()) {
270     mc::replay(MC_record_path());
271     empty_trash();
272     return;
273   }
274
275   double time = 0;
276
277   do {
278     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%zu", actors_to_run_.size());
279
280     if (cfg_breakpoint >= 0.0 && surf_get_clock() >= cfg_breakpoint) {
281       XBT_DEBUG("Breakpoint reached (%g)", cfg_breakpoint.get());
282       cfg_breakpoint = -1.0;
283 #ifdef SIGTRAP
284       std::raise(SIGTRAP);
285 #else
286       std::raise(SIGABRT);
287 #endif
288     }
289
290     execute_tasks();
291
292     while (not actors_to_run_.empty()) {
293       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%zu", actors_to_run_.size());
294
295       /* Run all actors that are ready to run, possibly in parallel */
296       run_all_actors();
297
298       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
299
300       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
301
302       /* Here, the order is ok because:
303        *
304        *   Short proof: only maestro adds stuff to the actors_to_run array, so the execution order of user contexts do
305        *   not impact its order.
306        *
307        *   Long proof: actors remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
308        *
309        *   - if there is no kill during the simulation, actors remain sorted according by their PID.
310        *     Rationale: This can be proved inductively.
311        *        Assume that actors_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file
312        *        is parsed linearly).
313        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
314        *        - if an actor is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
315        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
316        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
317        *        - If an actor is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
318        *        - If an actor gets added to actors_to_run because one of their blocking action constituting the meat
319        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
320        *          - You are added from ActorImpl::simcall_answer() only. When this function is called depends on the
321        *            resource kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications
322        *            as an example.
323        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
324        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
325        *            The function is called:
326        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
327        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
328        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from
329        *              the function we are in, by the chunk:
330        *                       set = model->states.failed_action_set;
331        *                       while ((synchro = extract(set)))
332        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
333        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
334        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
335        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which synchros are
336        *              popped out of the set does not depend on the user code's execution order.
337        *            - because the communication terminated. In this case, synchros are served in the order given by
338        *                       set = model->states.done_action_set;
339        *                       while ((synchro = extract(set)))
340        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
341        *              and the argument is very similar to the previous one.
342        *            So, in any case, the orders of calls to CommImpl::finish() do not depend on the order in which user
343        *            actors are executed.
344        *          So, in any cases, the orders of actors within actors_to_run do not depend on the order in which
345        *          user actors were executed previously.
346        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
347        *   - If there is some actor killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
348        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is
349        *     not reproducible.
350        *     So, even the order change induced by the actor killing is perfectly reproducible.
351        *
352        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
353        *
354        *   We could sort the actors_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are
355        *   handled (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if
356        *   unfriendly).
357        *   That would thus be a pure waste of time.
358        */
359
360       for (auto const& actor : actors_that_ran_) {
361         if (actor->simcall_.call_ != simix::Simcall::NONE) {
362           actor->simcall_handle(0);
363         }
364       }
365
366       execute_tasks();
367       do {
368         wake_all_waiting_actors();
369       } while (execute_tasks());
370
371       /* If only daemon actors remain, cancel their actions, mark them to die and reschedule them */
372       if (actor_list_.size() == daemons_.size())
373         for (auto const& dmon : daemons_) {
374           XBT_DEBUG("Kill %s", dmon->get_cname());
375           simix_global->get_maestro()->kill(dmon);
376         }
377     }
378
379     time = timer::Timer::next();
380     if (time > -1.0 || not actor_list_.empty()) {
381       XBT_DEBUG("Calling surf_solve");
382       time = surf_solve(time);
383       XBT_DEBUG("Moving time ahead : %g", time);
384     }
385
386     /* Notify all the hosts that have failed */
387     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
388     /* as failed. On each host, signal all the running actors with host_fail */
389
390     // Execute timers and tasks until there isn't anything to be done:
391     bool again = false;
392     do {
393       again = timer::Timer::execute_all();
394       if (execute_tasks())
395         again = true;
396       wake_all_waiting_actors();
397     } while (again);
398
399     /* Clean actors to destroy */
400     empty_trash();
401
402     XBT_DEBUG("### time %f, #actors %zu, #to_run %zu", time, actor_list_.size(), actors_to_run_.size());
403
404     if (time < 0. && actors_to_run_.empty() && not actor_list_.empty()) {
405       if (actor_list_.size() <= daemons_.size()) {
406         XBT_CRITICAL("Oops! Daemon actors cannot do any blocking activity (communications, synchronization, etc) "
407                      "once the simulation is over. Please fix your on_exit() functions.");
408       } else {
409         XBT_CRITICAL("Oops! Deadlock or code not perfectly clean.");
410       }
411       display_all_actor_status();
412       simgrid::s4u::Engine::on_deadlock();
413       for (auto const& kv : actor_list_) {
414         XBT_DEBUG("Kill %s", kv.second->get_cname());
415         simix_global->get_maestro()->kill(kv.second);
416       }
417     }
418   } while (time > -1.0 || has_actors_to_run());
419
420   if (not actor_list_.empty())
421     THROW_IMPOSSIBLE;
422
423   simgrid::s4u::Engine::on_simulation_end();
424 }
425 } // namespace kernel
426 } // namespace simgrid