src/kernel/EngineImpl.hpp

   1 /* Copyright (c) 2016-2022. 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 #ifndef SIMGRID_KERNEL_ENGINEIMPL_HPP
   7 #define SIMGRID_KERNEL_ENGINEIMPL_HPP
   8
   9 #include <simgrid/kernel/resource/Model.hpp>
  10 #include <simgrid/s4u/Engine.hpp>
  11 #include <simgrid/s4u/NetZone.hpp>
  12 #include <simgrid/simix.hpp>
  13 #include <xbt/dynar.h>
  14 #include <xbt/functional.hpp>
  15
  16 #include "src/kernel/activity/ExecImpl.hpp"
  17 #include "src/kernel/activity/IoImpl.hpp"
  18 #include "src/kernel/activity/MailboxImpl.hpp"
  19 #include "src/kernel/activity/SleepImpl.hpp"
  20 #include "src/kernel/activity/Synchro.hpp"
  21 #include "src/kernel/actor/ActorImpl.hpp"
  22 #include "src/kernel/resource/SplitDuplexLinkImpl.hpp"
  23
  24 #include <boost/intrusive/list.hpp>
  25 #include <map>
  26 #include <mutex>
  27 #include <set>
  28 #include <string>
  29 #include <unordered_map>
  30 #include <vector>
  31
  32 namespace simgrid {
  33 namespace kernel {
  34
  35 class EngineImpl {
  36   std::unordered_map<std::string, routing::NetPoint*> netpoints_;
  37   std::unordered_map<std::string, activity::MailboxImpl*> mailboxes_;
  38
  39   std::unordered_map<std::string, actor::ActorCodeFactory> registered_functions; // Maps function names to actor code
  40   actor::ActorCodeFactory default_function; // Function to use as a fallback when the provided name matches nothing
  41   std::vector<resource::Model*> models_;
  42   std::unordered_map<std::string, std::shared_ptr<resource::Model>> models_prio_;
  43   routing::NetZoneImpl* netzone_root_ = nullptr;
  44   std::set<actor::ActorImpl*> daemons_;
  45   std::vector<actor::ActorImpl*> actors_to_run_;
  46   std::vector<actor::ActorImpl*> actors_that_ran_;
  47   std::map<aid_t, actor::ActorImpl*> actor_list_;
  48   boost::intrusive::list<actor::ActorImpl,
  49                          boost::intrusive::member_hook<actor::ActorImpl, boost::intrusive::list_member_hook<>,
  50                                                        &actor::ActorImpl::kernel_destroy_list_hook>>
  51       actors_to_destroy_;
  52 #if SIMGRID_HAVE_MC
  53   /* MCer cannot read members actor_list_ above in the remote process, so we copy the info it needs in a dynar.
  54    * FIXME: This is supposed to be a temporary hack.
  55    * A better solution would be to change the split between MCer and MCed, where the responsibility
  56    *   to compute the list of the enabled transitions goes to the MCed.
  57    * That way, the MCer would not need to have the list of actors on its side.
  58    * These info could be published by the MCed to the MCer in a way inspired of vd.so
  59    */
  60   xbt_dynar_t actors_vector_      = xbt_dynar_new(sizeof(actor::ActorImpl*), nullptr);
  61 #endif
  62
  63   static double now_;
  64   static EngineImpl* instance_;
  65   actor::ActorImpl* maestro_ = nullptr;
  66   context::ContextFactory* context_factory_ = nullptr;
  67
  68   std::unique_ptr<void, std::function<int(void*)>> platf_handle_; //!< handle for platform library
  69   friend s4u::Engine;
  70
  71 public:
  72   EngineImpl() = default;
  73
  74   /* Currently, only one instance is allowed to exist. This is why you can't copy or move it */
  75 #ifndef DOXYGEN
  76   EngineImpl(const EngineImpl&) = delete;
  77   EngineImpl& operator=(const EngineImpl&) = delete;
  78   virtual ~EngineImpl();
  79   static void shutdown();
  80 #endif
  81
  82   void initialize(int* argc, char** argv);
  83   void load_platform(const std::string& platf);
  84   void load_deployment(const std::string& file) const;
  85   void seal_platform() const;
  86   void register_function(const std::string& name, const actor::ActorCodeFactory& code);
  87   void register_default(const actor::ActorCodeFactory& code);
  88
  89   bool is_maestro(const actor::ActorImpl* actor) const { return actor == maestro_; }
  90   void set_maestro(actor::ActorImpl* actor) { maestro_ = actor; }
  91   actor::ActorImpl* get_maestro() const { return maestro_; }
  92
  93   context::ContextFactory* get_context_factory() const { return context_factory_; }
  94   void set_context_factory(context::ContextFactory* factory) { context_factory_ = factory; }
  95   bool has_context_factory() const { return context_factory_ != nullptr; }
  96
  97   void context_mod_init() const;
  98   /**
  99    * @brief Add a model to engine list
 100    *
 101    * @param model Pointer to model
 102    * @param list  List of dependencies for this model
 103    */
 104   void add_model(std::shared_ptr<simgrid::kernel::resource::Model> model,
 105                  const std::vector<resource::Model*>& dep_models = {});
 106
 107   /** @brief Get list of all models managed by this engine */
 108   const std::vector<resource::Model*>& get_all_models() const { return models_; }
 109
 110   static bool has_instance() { return s4u::Engine::has_instance(); }
 111   static EngineImpl* get_instance() { return s4u::Engine::get_instance()->pimpl; }
 112   static EngineImpl* get_instance(int* argc, char** argv) { return s4u::Engine::get_instance(argc, argv)->pimpl; }
 113
 114   actor::ActorCodeFactory get_function(const std::string& name)
 115   {
 116     auto res = registered_functions.find(name);
 117     if (res == registered_functions.end())
 118       return default_function;
 119     else
 120       return res->second;
 121   }
 122
 123   routing::NetZoneImpl* get_netzone_root() const { return netzone_root_; }
 124
 125   void add_daemon(actor::ActorImpl* d) { daemons_.insert(d); }
 126   void remove_daemon(actor::ActorImpl* d);
 127   void add_actor_to_run_list(actor::ActorImpl* actor);
 128   void add_actor_to_run_list_no_check(actor::ActorImpl* actor);
 129   void add_actor_to_destroy_list(actor::ActorImpl& actor) { actors_to_destroy_.push_back(actor); }
 130
 131   bool has_actors_to_run() const { return not actors_to_run_.empty(); }
 132   const actor::ActorImpl* get_first_actor_to_run() const { return actors_to_run_.front(); }
 133   const actor::ActorImpl* get_actor_to_run_at(unsigned long int i) const { return actors_to_run_[i]; }
 134   unsigned long int get_actor_to_run_count() const { return actors_to_run_.size(); }
 135   size_t get_actor_count() const { return actor_list_.size(); }
 136   actor::ActorImpl* get_actor_by_pid(aid_t pid);
 137   void add_actor(aid_t pid, actor::ActorImpl* actor) { actor_list_[pid] = actor; }
 138   void remove_actor(aid_t pid) { actor_list_.erase(pid); }
 139
 140 #if SIMGRID_HAVE_MC
 141   void reset_actor_dynar() { xbt_dynar_reset(actors_vector_); }
 142   void add_actor_to_dynar(actor::ActorImpl* actor) { xbt_dynar_push_as(actors_vector_, actor::ActorImpl*, actor); }
 143 #endif
 144
 145   const std::map<aid_t, actor::ActorImpl*>& get_actor_list() const { return actor_list_; }
 146   const std::vector<actor::ActorImpl*>& get_actors_to_run() const { return actors_to_run_; }
 147   const std::vector<actor::ActorImpl*>& get_actors_that_ran() const { return actors_that_ran_; }
 148
 149   void handle_ended_actions() const;
 150   /**
 151    * Garbage collection
 152    *
 153    * Should be called some time to time to free the memory allocated for actors that have finished (or killed).
 154    */
 155   void empty_trash();
 156   void display_all_actor_status() const;
 157   void run_all_actors();
 158
 159   /*  @brief Finish simulation initialization
 160    *  This function must be called before the first call to solve()
 161    */
 162   void presolve() const;
 163   /** @brief Performs a part of the simulation
 164    *  @param max_date Maximum date to update the simulation to, or -1
 165    *  @return the elapsed time, or -1.0 if no event could be executed
 166    *
 167    *  This function execute all possible events, update the action states  and returns the time elapsed.
 168    *  When you call execute or communicate on a model, the corresponding actions are not executed immediately but only
 169    *  when you call solve().
 170    *  Note that the returned elapsed time can be zero.
 171    */
 172   double solve(double max_date) const;
 173
 174   /** @brief Run the main simulation loop until the specified date (or infinitly if max_date is negative). */
 175   void run(double max_date);
 176
 177   /** @brief Return the current time in milliseconds. */
 178   static double get_clock();
 179 };
 180
 181 } // namespace kernel
 182 } // namespace simgrid
 183
 184 #endif