Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Many tiny documentation improvements
[simgrid.git] / examples / README.rst
1 .. S4U (Simgrid for you) is the modern interface of SimGrid, which new project should use.
2 ..
3 .. This file follows the ReStructured syntax to be included in the
4 .. documentation, but it should remain readable directly.
5
6 .. _s4u_examples:
7
8 Examples
9 ********
10
11 SimGrid comes with an extensive set of examples, documented on this
12 page. Most of them only demonstrate one single feature, with some
13 larger exemplars listed below.
14
15 The C++ examples can be found under examples/cpp while python examples
16 are in examples/python. Each such directory contains the source code (also listed
17 from this page), and the so-called tesh file containing how to call
18 the binary obtained by compiling this example and also the expected
19 output. Tesh files are used to turn each of our examples into an
20 integration test. Some examples also contain other files, on need.
21
22 A good way to bootstrap your own project is to copy and combine some
23 of the provided examples to constitute the skeleton of what you plan
24 to simulate.
25
26 .. _s4u_ex_actors:
27
28 ===========================
29 Actors: the Active Entities
30 ===========================
31
32 Starting and Stopping Actors
33 ----------------------------
34
35 .. _s4u_ex_actors_create:
36
37 Creating actors
38 ^^^^^^^^^^^^^^^
39
40 Most actors are started from the deployment XML file because this
41 is a :ref:`better scientific habit <howto_science>`, but you can
42 also create them directly from your code.
43
44 .. tabs::
45
46    .. example-tab:: examples/cpp/actor-create/s4u-actor-create.cpp
47
48       You create actors either:
49
50       - Directly with :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::create`
51       - From XML with :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::register_actor` (if your actor is a class)
52         or :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::register_function` (if your actor is a function)
53         and then :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::load_deployment`
54
55    .. example-tab:: examples/python/actor-create/actor-create.py
56
57       You create actors either:
58
59       - Directly with :py:func:`simgrid.Actor.create()`
60       - From XML with :py:func:`simgrid.Engine.register_actor()` and then :py:func:`simgrid.Engine.load_deployment()`
61
62    .. example-tab:: examples/c/actor-create/actor-create.c
63
64       You create actors either:
65
66       - Directly with :cpp:func:`sg_actor_create` followed by :cpp:func:`sg_actor_start`.
67       - From XML with :cpp:func:`simgrid_register_function` and then :cpp:func:`simgrid_load_deployment`.
68
69    .. example-tab:: examples/python/actor-create/actor-create_d.xml
70
71       The following file is used in both C++ and Python.
72
73 Reacting to actors' end
74 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
75
76 You can attach callbacks to the end of actors. There are several ways of doing so, depending on whether you want to
77 attach your callback to a given actor and on how you define the end of a
78 given actor. User code probably wants to react to the termination of an actor
79 while some plugins want to react to the destruction (memory collection) of
80 actors.
81
82 .. tabs::
83
84    .. example-tab:: examples/cpp/actor-exiting/s4u-actor-exiting.cpp
85
86       This example shows how to attach a callback to:
87
88       - the end of a specific actor: :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_exit()`
89       - the end of any actor: :cpp:member:`simgrid::s4u::Actor::on_termination()`
90       - the destruction of any actor: :cpp:member:`simgrid::s4u::Actor::on_destruction()`
91
92    .. example-tab:: examples/c/actor-exiting/actor-exiting.c
93
94       This example shows how to attach a callback to the end of a specific actor with
95       :cpp:func:`sg_actor_on_exit()`.
96
97 Killing actors
98 ^^^^^^^^^^^^^^
99
100 Actors can forcefully stop other actors.
101
102 .. tabs::
103
104    .. example-tab:: examples/cpp/actor-kill/s4u-actor-kill.cpp
105
106       See also :cpp:func:`void simgrid::s4u::Actor::kill(void)`, :cpp:func:`void simgrid::s4u::Actor::kill_all()`,
107       :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exit`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_exit`.
108
109    .. example-tab:: examples/python/actor-kill/actor-kill.py
110
111       See also :py:func:`simgrid.Actor.kill`, :py:func:`simgrid.Actor.kill_all`, :py:func:`simgrid.this_actor.exit`,
112       :py:func:`simgrid.this_actor.on_exit`.
113
114    .. example-tab:: examples/c/actor-kill/actor-kill.c
115
116       See also :cpp:func:`sg_actor_kill`, :cpp:func:`sg_actor_kill_all`, :cpp:func:`sg_actor_exit`, :cpp:func:`sg_actor_on_exit`.
117
118 Actors' life cycle from XML_reference
119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
120
121 You can specify a start time and a kill time in the deployment file.
122
123 .. tabs::
124
125    .. example-tab:: examples/cpp/actor-lifetime/s4u-actor-lifetime.cpp
126
127       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
128
129    .. example-tab:: examples/cpp/actor-lifetime/s4u-actor-lifetime_d.xml
130
131       This demonstrates the ``start_time`` and ``kill_time`` attribute of the :ref:`pf_tag_actor` tag.
132
133    .. example-tab:: examples/python/actor-lifetime/actor-lifetime.py
134
135       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
136
137    .. example-tab:: examples/c/actor-lifetime/actor-lifetime.c
138
139       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
140
141 Daemon actors
142 ^^^^^^^^^^^^^
143
144 Some actors may be intended to simulate daemons that run in the background.
145 This example shows how to transform a regular
146 actor into a daemon that will be automatically killed once the simulation is over.
147
148 .. tabs::
149
150    .. example-tab:: examples/cpp/actor-daemon/s4u-actor-daemon.cpp
151
152       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::daemonize()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::is_daemon()`.
153
154    .. example-tab:: examples/python/actor-daemon/actor-daemon.py
155
156       See also :py:func:`simgrid.Actor.daemonize()` and :py:func:`simgrid.Actor.is_daemon()`.
157
158    .. example-tab:: examples/c/actor-daemon/actor-daemon.c
159
160       See also :cpp:func:`sg_actor_daemonize` and :cpp:func:`sg_actor_is_daemon`.
161
162 Specifying the stack size
163 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
164
165 The stack size can be specified by default on the command line,
166 globally by changing the configuration with :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::set_config`,
167 or for a specific actor using :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_stacksize` before its start.
168
169 .. tabs::
170
171    .. example-tab:: examples/cpp/actor-stacksize/s4u-actor-stacksize.cpp
172
173    .. example-tab:: examples/c/actor-stacksize/actor-stacksize.c
174
175 Inter-Actors Interactions
176 -------------------------
177
178 See also the examples on :ref:`inter-actors communications
179 <s4u_ex_communication>` and the ones on :ref:`classical
180 synchronization objects <s4u_ex_IPC>`.
181
182 Suspending/resuming Actors
183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
184
185 Actors can be suspended and resumed during their executions.
186
187 .. tabs::
188
189    .. example-tab:: examples/cpp/actor-suspend/s4u-actor-suspend.cpp
190
191       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::suspend()`,
192       :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::suspend()`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::resume()`, and
193       :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::is_suspended()`.
194
195    .. example-tab:: examples/python/actor-suspend/actor-suspend.py
196
197       See also :py:func:`simgrid.this_actor.suspend()`,
198       :py:func:`simgrid.Actor.suspend()`, :py:func:`simgrid.Actor.resume()`, and
199       :py:func:`simgrid.Actor.is_suspended()`.
200
201    .. example-tab:: examples/c/actor-suspend/actor-suspend.c
202
203       See also :cpp:func:`sg_actor_suspend()`, :cpp:func:`sg_actor_resume()`, and
204       :cpp:func:`sg_actor_is_suspended()`.
205
206 Migrating Actors
207 ^^^^^^^^^^^^^^^^
208
209 Actors can move or be moved from a host to another very easily. It amounts to setting them on a new host.
210
211 .. tabs::
212
213    .. example-tab:: examples/cpp/actor-migrate/s4u-actor-migrate.cpp
214
215       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::set_host()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_host()`.
216
217    .. example-tab:: examples/python/actor-migrate/actor-migrate.py
218
219       See also :py:func:`simgrid.this_actor.set_host()` and :py:func:`simgrid.Actor.set_host()`.
220
221    .. example-tab:: examples/c/actor-migrate/actor-migrate.c
222
223       See also :cpp:func:`sg_actor_set_host()`.
224
225 Waiting for the termination of an actor (joining on it)
226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
227
228 You can block the current actor until the end of another actor.
229
230 .. tabs::
231
232    .. example-tab:: examples/cpp/actor-join/s4u-actor-join.cpp
233
234       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::join()`.
235
236    .. example-tab:: examples/python/actor-join/actor-join.py
237
238       See also :py:func:`simgrid.Actor.join()`.
239
240    .. example-tab:: examples/c/actor-join/actor-join.c
241
242       See also :cpp:func:`sg_actor_join`.
243
244 Yielding to other actors
245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
246
247 The ```yield()``` function interrupts the execution of the current
248 actor, leaving a chance to the other actors that are ready to run
249 at this timestamp.
250
251 .. tabs::
252
253    .. example-tab:: examples/cpp/actor-yield/s4u-actor-yield.cpp
254
255       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::yield()`.
256
257    .. example-tab:: examples/python/actor-yield/actor-yield.py
258
259       See also :py:func:`simgrid.this_actor.yield_()`.
260
261    .. example-tab:: examples/c/actor-yield/actor-yield.c
262
263       See also :cpp:func:`sg_actor_yield()`.
264
265 Traces Replay as a Workload
266 ---------------------------
267
268 This section details how to run trace-driven simulations. It is very
269 handy when you want to test an algorithm or protocol that only reacts
270 to external events. For example, many P2P protocols react to user
271 requests, but do nothing if there is no such event.
272
273 In such situations, you should write your protocol in C++, and separate
274 the workload that you want to play onto your protocol in a separate
275 text file. Declare a function handling each type of the events in your
276 trace, register them using :cpp:func:`xbt_replay_action_register()` in
277 your main, and then run the simulation.
278
279 Then, you can either have one trace file containing all your events,
280 or a file per simulated process: the former may be easier to work
281 with, but the second is more efficient on very large traces. Check
282 also the tesh files in the example directories for details.
283
284 Communication replay
285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
286
287 Presents a set of event handlers reproducing classical communication primitives (asynchronous send/receive at the moment).
288
289 .. tabs::
290
291    .. example-tab:: examples/cpp/replay-comm/s4u-replay-comm.cpp
292
293 I/O replay
294 ^^^^^^^^^^
295
296 Presents a set of event handlers reproducing classical I/O primitives (open, read, close).
297
298 .. tabs::
299
300    .. example-tab:: examples/cpp/replay-io/s4u-replay-io.cpp
301
302 ==========================
303 Activities: what Actors do
304 ==========================
305
306 .. _s4u_ex_communication:
307
308 Communications on the Network
309 -----------------------------
310
311 Basic communications
312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
313
314 This simple example just sends one message back and forth.
315 The tesh file laying in the directory shows how to start the simulator binary, highlighting how to pass options to
316 the simulators (as detailed in Section :ref:`options`).
317
318 .. tabs::
319
320    .. example-tab:: examples/cpp/comm-pingpong/s4u-comm-pingpong.cpp
321
322    .. example-tab:: examples/c/comm-pingpong/comm-pingpong.c
323
324
325 Basic asynchronous communications
326 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
327
328 Illustrates how to have non-blocking communications, that are communications running in the background leaving the process 
329 free to do something else during their completion.
330
331 .. tabs::
332
333    .. example-tab:: examples/cpp/comm-wait/s4u-comm-wait.cpp
334
335       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Mailbox::put_async()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait()`.
336
337    .. example-tab:: examples/python/comm-wait/comm-wait.py
338
339       See also :py:func:`simgrid.Mailbox.put_async()` and :py:func:`simgrid.Comm.wait()`.
340
341    .. example-tab:: examples/c/comm-wait/comm-wait.c
342
343       See also :cpp:func:`sg_mailbox_put_async()` and :cpp:func:`sg_comm_wait()`.
344
345 Waiting for communications with timeouts
346 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
347
348 This example is very similar to the previous one, simply adding how to declare timeouts when waiting on asynchronous communication.
349
350 .. tabs::
351
352    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waituntil/s4u-comm-waituntil.cpp
353
354       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::wait_until()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_for()`.
355
356 Suspending communications
357 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
358
359 The ``suspend()`` and ``resume()`` functions block the progression of a given communication for a while and then unblock it.
360 ``is_suspended()`` returns whether that activity is currently blocked or not.
361
362 .. tabs::
363
364    .. example-tab:: examples/cpp/comm-suspend/s4u-comm-suspend.cpp
365
366       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::suspend()`
367       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::resume()` and
368       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::is_suspended()`.
369
370 Waiting for all communications in a set
371 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
372
373 The ``wait_all()`` function is useful when you want to block until all activities in a given set have been completed.
374
375 .. tabs::
376
377    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waitall/s4u-comm-waitall.cpp
378
379       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_all()`.
380
381    .. example-tab:: examples/python/comm-waitall/comm-waitall.py
382
383       See also :py:func:`simgrid.Comm.wait_all()`.
384
385    .. example-tab:: examples/c/comm-waitall/comm-waitall.c
386
387       See also :cpp:func:`sg_comm_wait_all()`.
388
389 Waiting for the first completed communication in a set
390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
391
392 The ``wait_any()`` blocks until one activity of the set completes, no matter which terminates first.
393
394 .. tabs::
395
396    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waitany/s4u-comm-waitany.cpp
397
398       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_any()`.
399
400    .. example-tab:: examples/python/comm-waitany/comm-waitany.py
401
402       See also :py:func:`simgrid.Comm.wait_any()`.
403
404    .. example-tab:: examples/c/comm-waitany/comm-waitany.c
405
406       See also :cpp:func:`sg_comm_wait_any`.
407
408 Testing whether at least one communication completed
409 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
410
411 The ``test_any()`` returns whether at least one activity of the set has completed, or -1.
412
413 .. tabs::
414
415    .. example-tab:: examples/cpp/comm-testany/s4u-comm-testany.cpp
416
417       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::test_any()`.
418
419
420 .. _s4u_ex_execution:
421
422 Executions on the CPU
423 ---------------------
424
425 Basic execution
426 ^^^^^^^^^^^^^^^
427
428 The computations done in your program are not reported to the
429 simulated world unless you explicitly request the simulator to pause
430 the actor until a given amount of flops gets computed on its simulated
431 host. Some executions can be given a higher priority so that they
432 get more resources.
433
434 .. tabs::
435
436    .. example-tab:: examples/cpp/exec-basic/s4u-exec-basic.cpp
437
438       See also :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double)`
439       and :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double, double)`.
440
441    .. example-tab:: examples/python/exec-basic/exec-basic.py
442
443       See also :py:func:`simgrid.this_actor.execute()`.
444
445    .. example-tab:: examples/c/exec-basic/exec-basic.c
446
447       See also :cpp:func:`void sg_actor_execute(double)`
448       and :cpp:func:`void sg_actor_execute_with_priority(double, double)`.
449
450 Asynchronous execution
451 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
452
453 You can start asynchronous executions, just like you would fire background threads.
454
455 .. tabs::
456
457    .. example-tab:: examples/cpp/exec-async/s4u-exec-async.cpp
458
459       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_init()`,
460       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::start()`,
461       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::wait()`,
462       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::get_remaining()`,
463       :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::get_remaining_ratio()`,
464       :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_async()` and
465       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::cancel()`.
466
467    .. example-tab:: examples/python/exec-async/exec-async.py
468
469       See also :py:func:`simgrid.this_actor.exec_init()`,
470       :py:func:`simgrid.Activity.start()`,
471       :py:func:`simgrid.Activity.wait()`,
472       :py:func:`simgrid.Activity.get_remaining()`,
473       :py:func:`simgrid.Exec.get_remaining_ratio()`,
474       :py:func:`simgrid.this_actor.exec_async()` and
475       :py:func:`simgrid.Activity.cancel()`.
476
477    .. example-tab:: examples/c/exec-async/exec-async.c
478
479       See also :cpp:func:`sg_actor_exec_init()`,
480       :cpp:func:`sg_exec_start()`,
481       :cpp:func:`sg_exec_wait()`,
482       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining()`,
483       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining_ratio()`,
484       :cpp:func:`sg_actor_exec_async()` and
485       :cpp:func:`sg_exec_cancel()`,
486
487 Remote execution
488 ^^^^^^^^^^^^^^^^
489
490 You can start executions on remote hosts, or even change the host on which they occur during their execution.
491
492 .. tabs::
493
494    .. example-tab:: examples/cpp/exec-remote/s4u-exec-remote.cpp
495
496       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::set_host()`.
497
498    .. example-tab:: examples/python/exec-remote/exec-remote.py
499
500       See also :py:func:`simgrid.Exec.set_host()`.
501
502    .. example-tab:: examples/c/exec-remote/exec-remote.c
503
504       See also :cpp:func:`sg_exec_set_host()`.
505
506 Parallel executions
507 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
508
509 These objects are convenient abstractions of parallel
510 computational kernels that span over several machines, such as a
511 PDGEM and the other ScaLAPACK routines. Note that this only works
512 with the "ptask_L07" host model (``--cfg=host/model:ptask_L07``).
513
514 This example demonstrates several kinds of parallel tasks: regular
515 ones, communication-only (without computation), computation-only
516 (without communication), synchronization-only (neither
517 communication nor computation). It also shows how to reconfigure a
518 task after its start, to change the number of hosts it runs onto.
519 This allows simulating malleable tasks.
520
521 .. tabs::
522
523    .. example-tab:: examples/cpp/exec-ptask/s4u-exec-ptask.cpp
524
525       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::parallel_execute()`.
526
527 DVFS and pstates
528 ^^^^^^^^^^^^^^^^
529
530 This example shows how to define a set of pstates in the XML. The current pstate
531 of a host can then be accessed and changed from the program.
532
533 .. tabs::
534
535    .. example-tab:: examples/cpp/exec-dvfs/s4u-exec-dvfs.cpp
536
537       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_pstate_speed` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate`.
538
539    .. example-tab:: examples/c/exec-dvfs/exec-dvfs.c
540
541       See also :cpp:func:`sg_host_get_pstate_speed` and :cpp:func:`sg_host_set_pstate`.
542
543    .. example-tab:: examples/python/exec-dvfs/exec-dvfs.py
544
545       See also :py:func:`Host.get_pstate_speed` and :py:func:`Host.set_pstate`.
546
547    .. example-tab:: examples/platforms/energy_platform.xml
548
549 .. _s4u_ex_disk_io:
550
551 I/O on Disks and Files
552 ----------------------
553
554 SimGrid provides two levels of abstraction to interact with the
555 simulated disks. At the simplest level, you simply create read and
556 write actions on the disk resources.
557
558 Access to raw disk devices
559 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
560
561 This example illustrates how to simply read and write data on a simulated disk resource.
562
563 .. tabs::
564
565    .. example-tab:: examples/cpp/io-disk-raw/s4u-io-disk-raw.cpp
566
567    .. example-tab:: examples/c/io-disk-raw/io-disk-raw.c
568
569    .. example-tab:: examples/platforms/hosts_with_disks.xml
570
571       This shows how to declare disks in XML.
572
573 Filesystem plugin
574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
575
576 The FileSystem plugin provides a more detailed view, with the
577 classical operations over files: open, move, unlink, and of course,
578 read and write. The file and disk sizes are also dealt with and can
579 result in short reads and short writes, as in reality.
580
581   - **File Management:**
582     This example illustrates the use of operations on files
583     (read, write, seek, tell, unlink, etc).
584
585     .. tabs::
586
587        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-system/s4u-io-file-system.cpp
588
589   - **Remote I/O:**
590     I/O operations on files can also be done remotely,
591     i.e. when the accessed disk is not mounted on the caller's host.
592
593     .. tabs::
594
595        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-remote/s4u-io-file-remote.cpp
596
597        .. example-tab:: examples/c/io-file-remote/io-file-remote.c
598
599 .. _s4u_ex_IPC:
600
601 Classical synchronization objects
602 ---------------------------------
603
604 Barrier
605 ^^^^^^^
606
607 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Barrier` synchronization objects.
608
609 .. tabs::
610
611    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-barrier/s4u-synchro-barrier.cpp
612
613 Condition variable: basic usage
614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
615
616 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::ConditionVariable` synchronization objects.
617
618 .. tabs::
619
620    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable/s4u-synchro-condition-variable.cpp
621
622 Condition variable: timeouts
623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
624
625 Shows how to specify timeouts when blocking on condition variables.
626
627 .. tabs::
628
629    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable-waituntil/s4u-synchro-condition-variable-waituntil.cpp
630
631 Mutex
632 ^^^^^
633
634 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Mutex` synchronization objects.
635
636 .. tabs::
637
638    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-mutex/s4u-synchro-mutex.cpp
639
640 Semaphore
641 ^^^^^^^^^
642
643 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Semaphore` synchronization objects.
644
645 .. tabs::
646
647    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-semaphore/s4u-synchro-semaphore.cpp
648
649    .. example-tab:: examples/c/synchro-semaphore/synchro-semaphore.c
650
651 =============================
652 Interacting with the Platform
653 =============================
654
655 User-defined properties
656 -----------------------
657
658 You can attach arbitrary information to most platform elements from the XML file, and then interact with these values from your
659 program. Note that the changes are not written permanently on disk, in the XML file nor anywhere else. They only last until the end of
660 your simulation.
661
662 .. tabs::
663
664    .. example-tab:: examples/cpp/platform-properties/s4u-platform-properties.cpp
665
666       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_property()`
667       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_property()`
668       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_property()`
669       - :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::set_property()`
670
671    .. example-tab:: examples/c/platform-properties/platform-properties.c
672
673       - :cpp:func:`sg_actor_get_property_value()`
674       - :cpp:func:`sg_host_get_property_value()` and :cpp:func:sg_host_set_property_value()`
675       - :cpp:func:`sg_zone_get_property_value()` and :cpp:func:`sg_zone_set_property_value()`
676
677    .. group-tab:: XML
678
679       **Platform file:**
680
681       .. showfile:: examples/platforms/prop.xml
682          :language: xml
683
684 Element filtering
685 -----------------
686
687 Retrieving the netzones matching given criteria
688 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
689
690 Shows how to filter the cluster netzones.
691
692 .. tabs::
693
694    .. example-tab:: examples/cpp/routing-get-clusters/s4u-routing-get-clusters.cpp
695
696 Retrieving the list of hosts matching given criteria
697 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
698
699 Shows how to filter the actors that match given criteria.
700
701 .. tabs::
702
703    .. example-tab:: examples/cpp/engine-filtering/s4u-engine-filtering.cpp
704
705 Profiles
706 --------
707
708 Specifying state profiles
709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
710
711 Shows how to specify when the resources must be turned off and on again, and how to react to such
712 failures in your code. See also :ref:`howto_churn`.
713
714 .. tabs::
715
716    .. example-tab:: examples/cpp/platform-failures/s4u-platform-failures.cpp
717
718    .. example-tab:: examples/c/platform-failures/platform-failures.c
719
720    .. group-tab:: XML
721
722       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_failures.xml
723          :language: xml
724
725       .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_state.profile
726
727       .. showfile:: examples/platforms/profiles/fafard_state.profile
728
729 Specifying speed profiles
730 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
731
732 Shows how to specify an external load to resources, variating their peak speed over time.
733
734    .. tabs::
735
736       .. example-tab:: examples/cpp/platform-profile/s4u-platform-profile.cpp
737
738       .. group-tab:: XML
739
740          .. showfile:: examples/platforms/small_platform_profile.xml
741             :language: xml
742
743          .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_speed.profile
744
745          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_bandwidth.profile
746
747          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_latency.profile
748
749 =================
750 Energy Simulation
751 =================
752
753 Setup
754 -----
755
756 Describing the energy profiles in the platform
757 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
758
759 The first platform file contains the energy profile of each link and host for a wired network, which is necessary to get energy consumption
760 predictions. The second platform file is the equivalent for a wireless network. As usual, you should not trust our example, and you should
761 strive to double-check that your instantiation matches your target platform.
762
763 .. tabs::
764
765    .. group-tab:: XML
766
767 .. showfile:: examples/platforms/energy_platform.xml
768    :language: xml
769
770 .. showfile:: examples/platforms/wifi_energy.xml
771    :language: xml
772
773 Usage
774 -----
775
776 CPU energy consumption
777 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
778
779 This example shows how to retrieve the amount of energy consumed by the CPU during computations, and the impact of the pstate.
780
781 .. tabs::
782
783    .. example-tab:: examples/cpp/energy-exec/s4u-energy-exec.cpp
784
785    .. example-tab:: examples/c/energy-exec/energy-exec.c
786
787 Virtual machines consumption
788 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
789
790 This example is very similar to the previous one, adding VMs to the picture.
791
792 .. tabs::
793
794    .. example-tab:: examples/cpp/energy-vm/s4u-energy-vm.cpp
795
796    .. example-tab:: examples/c/energy-vm/energy-vm.c
797
798 Wired network energy consumption
799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
800
801 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wired network during communications.
802
803 .. tabs::
804
805    .. example-tab:: examples/cpp/energy-link/s4u-energy-link.cpp
806
807 WiFi network energy consumption
808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
809
810 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wireless network during communications.
811
812 .. tabs::
813
814    .. example-tab:: examples/cpp/energy-wifi/s4u-energy-wifi.cpp
815
816 Modeling the shutdown and boot of hosts
817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
818
819 Simple example of a model for the energy consumption during the host boot and shutdown periods.
820
821 .. tabs::
822
823    .. example-tab:: examples/platforms/energy_boot.xml
824
825    .. example-tab:: examples/cpp/energy-boot/s4u-energy-boot.cpp
826
827 =======================
828 Tracing and Visualizing
829 =======================
830
831 Tracing can be activated by various configuration options which are illustrated in these examples. See also the
832 :ref:`full list of options related to tracing <tracing_tracing_options>`.
833 The following introduces  some option sets of interest that you may want to pass to your simulators.
834
835 .. todo::
836    These tracing examples should be integrated in the examples to not duplicate the C++ files.
837    A full command line to see the result in the right tool (vite/FrameSoc) should be given along with some screenshots.
838
839 Platform Tracing
840 ----------------
841
842 Basic example
843 ^^^^^^^^^^^^^
844
845 This program is a toy example just loading the platform so that you can play with the platform visualization. Recommended options:
846 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes``
847
848 .. tabs::
849
850    .. example-tab:: examples/cpp/trace-platform/s4u-trace-platform.cpp
851
852 Setting Categories
853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
854
855 This example declares several tracing categories that are used to
856 classify its tasks. When the program is executed, the tracing mechanism
857 registers the resource utilization of hosts and links according to these
858 categories. Recommended options:
859 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
860
861 .. tabs::
862
863    .. example-tab:: examples/cpp/trace-categories/s4u-trace-categories.cpp
864
865 Master Workers tracing
866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
867
868 This is an augmented version of our basic master/worker example using
869 several tracing features. It traces resource usage, sorted out in several
870 categories; Trace marks and user variables are also used. Recommended
871 options: ``--cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
872
873 .. tabs::
874
875    .. example-tab:: examples/cpp/trace-masterworkers/s4u-trace-masterworkers.cpp
876
877    .. example-tab:: examples/python/app-masterworkers/app-masterworkers.py
878
879 Process migration tracing
880 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
881
882 This version is enhanced so that the process migrations can be displayed
883 as arrows in a Gantt-chart visualization. Recommended options to that
884 extend: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/actor:yes``
885
886 .. tabs::
887
888    .. example-tab:: examples/cpp/trace-process-migration/s4u-trace-process-migration.cpp
889
890 Tracing user variables
891 ----------------------
892
893 You can also attach your own variables to any resource described in the platform
894 file. The following examples illustrate this feature.  They have to be run with
895 the following options: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/platform:yes``
896
897 Attaching variables to Hosts
898 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
899
900 .. tabs::
901
902    .. example-tab:: examples/cpp/trace-host-user-variables/s4u-trace-host-user-variables.cpp
903
904 Attaching variables to Links
905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
906
907 The tricky part is that you have to know the name of the link you want to enhance with a variable.
908
909 .. tabs::
910
911    .. example-tab:: examples/cpp/trace-link-user-variables/s4u-trace-link-user-variables.cpp
912
913 Attaching variables to network routes
914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
915
916 It is often easier to update a given variable for all links of a given network path (identified by its source and destination hosts) instead of
917 knowing the name of each specific link.
918
919 .. tabs::
920
921    .. example-tab::  examples/cpp/trace-route-user-variables/s4u-trace-route-user-variables.cpp
922
923 ========================
924 Larger SimGrid Exemplars
925 ========================
926
927 This section contains application examples that are somewhat larger than the previous examples.
928
929 Classical examples
930 ------------------
931
932 Token ring
933 ^^^^^^^^^^
934
935 Shows how to implement a classical communication pattern, where a token is exchanged along a ring to reach every participant.
936
937 .. tabs::
938
939    .. example-tab:: examples/cpp/app-token-ring/s4u-app-token-ring.cpp
940
941    .. example-tab:: examples/c/app-token-ring/app-token-ring.c
942
943 Master Workers
944 ^^^^^^^^^^^^^^
945
946 Another good old example, where one Master acto$ has a bunch of tasks to dispatch to a set of several Worker actors. 
947 This example is used in the :ref:`SimGrid tutorial <usecase_simalgo>`.
948
949 .. tabs::
950
951    .. group-tab:: C++
952
953       This example comes in two equivalent variants, one where the actors
954       are specified as simple functions (which is easier to understand for
955       newcomers) and one where the actors are specified as classes (which is
956       more powerful for the users wanting to build their own projects upon
957       the example).
958
959       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-class.cpp
960          :language: cpp
961
962       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-fun.cpp
963          :language: cpp
964
965    .. group-tab:: C
966
967       .. showfile:: examples/c/app-masterworker/app-masterworker.c
968          :language: cpp
969
970 Data diffusion
971 --------------
972
973 Bit Torrent
974 ^^^^^^^^^^^
975
976 Classical protocol for Peer-to-Peer data diffusion.
977
978 .. tabs::
979
980    .. group-tab:: C++
981
982       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-bittorrent.cpp
983          :language: cpp
984
985       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-peer.cpp
986          :language: cpp
987
988       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-tracker.cpp
989          :language: cpp
990
991    .. group-tab:: C
992
993       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/app-bittorrent.c
994          :language: cpp
995
996       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/bittorrent-peer.c
997          :language: cpp
998
999       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/tracker.c
1000          :language: cpp
1001
1002 Chained Send
1003 ^^^^^^^^^^^^
1004
1005 Data broadcast over a ring of processes.
1006
1007 .. tabs::
1008
1009    .. example-tab:: examples/cpp/app-chainsend/s4u-app-chainsend.cpp
1010
1011    .. group-tab:: C
1012
1013       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/chainsend.c
1014          :language: c
1015
1016       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/broadcaster.c
1017          :language: c
1018
1019       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/peer.c
1020          :language: c
1021
1022 Distributed Hash Tables (DHT)
1023 -----------------------------
1024
1025 Chord Protocol
1026 ^^^^^^^^^^^^^^
1027
1028 One of the most famous DHT protocol.
1029
1030 .. tabs::
1031
1032    .. group-tab:: C++
1033
1034       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord.cpp
1035          :language: cpp
1036
1037       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord-node.cpp
1038          :language: cpp
1039
1040 Kademlia
1041 ^^^^^^^^
1042
1043 Another well-known DHT protocol.
1044
1045 .. tabs::
1046
1047    .. group-tab:: C++
1048
1049       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/s4u-dht-kademlia.cpp
1050          :language: cpp
1051
1052       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/routing_table.cpp
1053          :language: cpp
1054
1055       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/answer.cpp
1056          :language: cpp
1057
1058       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/node.cpp
1059          :language: cpp
1060
1061    .. group-tab:: C
1062
1063       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/dht-kademlia.c
1064          :language: cpp
1065
1066       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/routing_table.c
1067          :language: cpp
1068
1069       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/answer.c
1070          :language: cpp
1071
1072       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/message.c
1073          :language: cpp
1074
1075       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/node.c
1076          :language: cpp
1077
1078 .. _s4u_ex_clouds:
1079
1080 Simulating Clouds
1081 -----------------
1082
1083 Cloud basics
1084 ^^^^^^^^^^^^
1085
1086 This example starts some computations both on PMs and VMs and migrates some VMs around.
1087
1088 .. tabs::
1089
1090    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-simple/s4u-cloud-simple.cpp
1091
1092    .. example-tab:: examples/c/cloud-simple/cloud-simple.c
1093
1094 Migrating VMs
1095 ^^^^^^^^^^^^^
1096
1097 This example shows how to migrate VMs between PMs.
1098
1099 .. tabs::
1100
1101    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-migration/s4u-cloud-migration.cpp
1102
1103    .. example-tab:: examples/c/cloud-migration/cloud-migration.c
1104
1105 =======================
1106 Model-Related Examples
1107 =======================
1108
1109 ns-3 as a model
1110 ---------------
1111
1112 This simple ping-pong example demonstrates how to use the bindings to the Network
1113 Simulator. The most interesting is probably not the C++ files since
1114 they are unchanged from the other simulations, but the associated files,
1115 such as the platform file to see how to declare a platform to be used
1116 with the ns-3 bindings of SimGrid and the tesh file to see how to
1117 start a simulation in these settings.
1118
1119 .. tabs::
1120
1121    .. example-tab:: examples/cpp/network-ns3/s4u-network-ns3.cpp
1122
1123    .. group-tab:: XML
1124
1125       **Platform files:**
1126
1127       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_one_link_routes.xml
1128          :language: xml
1129
1130 WiFi links
1131 ----------
1132
1133 This demonstrates how to declare a wifi zone in your platform and
1134 how to use it in your simulation. For that, you should have a link
1135 whose sharing policy is set to `WIFI`. Such links can have more
1136 than one bandwidth value (separated by commas), corresponding to
1137 the several SNR level of your wifi link.
1138
1139 In this case, SimGrid automatically switches to validated
1140 performance models of wifi networks, where the time is shared
1141 between users instead of the bandwidth for wired links (the
1142 corresponding publication is currently being written).
1143
1144 If your wifi link provides more than one SNR level, you can switch
1145 the level of a given host using
1146 :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_host_wifi_rate`. By default,
1147 the first level is used.
1148
1149 .. tabs::
1150
1151    .. example-tab:: examples/cpp/network-wifi/s4u-network-wifi.cpp
1152
1153    .. group-tab:: XML
1154
1155       **Platform files:**
1156
1157       .. showfile:: examples/platforms/wifi.xml
1158          :language: xml
1159
1160 ===============
1161 Plugin Examples
1162 ===============
1163
1164 It is possible to extend SimGrid without modifying its internals by
1165 attaching code to the existing signals and by adding extra data to the
1166 simulation objects through extensions. How to do that is not exactly
1167 documented yet, and you should look for examples in the src/plugins
1168 directory.
1169
1170 This section documents how the existing plugins can be used. Remember
1171 that you are very welcome to modify the plugins to fit your needs. It
1172 should be much easier than modifying the SimGrid kernel.
1173
1174 Monitoring the host load
1175 ------------------------
1176
1177 .. tabs::
1178
1179    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-host-load/s4u-plugin-host-load.cpp
1180
1181    .. example-tab:: examples/c/plugin-host-load/plugin-host-load.c
1182
1183 Monitoring the link load
1184 ------------------------
1185
1186 .. tabs::
1187
1188    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-link-load/s4u-plugin-link-load.cpp
1189
1190 =======================
1191 Model-Checking Examples
1192 =======================
1193
1194 The model-checker can be used to exhaustively search for issues in the tested application. It must be activated at compile-time, but this
1195 mode is rather experimental in SimGrid (as of v3.25). We are working on it :)
1196
1197 Failing assert
1198 --------------
1199
1200 In this example, two actors send some data to a central server, which asserts that the messages are always received in the same order.
1201 This is wrong, and the model-checker correctly finds a counter-example to that assertion.
1202
1203 .. tabs::
1204
1205    .. example-tab:: examples/cpp/mc-failing-assert/s4u-mc-failing-assert.cpp
1206
1207 .. |br| raw:: html
1208
1209    <br />