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Public GIT Repository
doc: install/usage with nix/pacman
[simgrid.git] / docs / source / Installing_SimGrid.rst
1 .. Copyright 2005-2021
2
3 .. _install:
4
5 Installing SimGrid
6 ==================
7
8
9 SimGrid should work out of the box on Linux, macOS, FreeBSD, and
10 Windows (under Windows, you need to install the Windows Subsystem
11 Linux to get more than the Java bindings).
12
13 Pre-compiled Packages
14 ---------------------
15
16 Binaries for Linux
17 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
18
19 To get all of SimGrid on Debian or Ubuntu, simply type one of the
20 following lines, or several lines if you need several languages.
21
22 .. code-block:: console
23
24    $ apt install libsimgrid-dev  # if you want to develop in C or C++
25    $ apt install simgrid-java    # if you want to develop in Java
26    $ apt install python3-simgrid # if you want to develop in Python
27
28 If you use the Nix_ package manager, the latest SimGrid release is packaged as ``simgrid`` in Nixpkgs_.
29 Previous SimGrid versions are maintained in `NUR-Kapack`_ and are available
30 pre-compiled in release and debug modes on the `capack cachix binary cache`_
31 — refer to `NUR-Kapack's documentation`_ for usage instructions.
32
33 If you use a pacman-based system (*e.g.*, Arch Linux and derived distributions),
34 the latest SimGrid is available in the `simgrid AUR package`_
35 — refer to `AUR official documentation`_ for installation instructions.
36
37 If you build pre-compiled packages for other distributions, drop us an
38 email.
39
40 .. _Nix: https://nixos.org/
41 .. _Nixpkgs: https://github.com/NixOS/nixpkgs
42 .. _NUR-Kapack: https://github.com/oar-team/nur-kapack
43 .. _capack cachix binary cache: https://app.cachix.org/cache/capack
44 .. _NUR-Kapack's documentation: https://github.com/oar-team/nur-kapack
45 .. _simgrid AUR package: https://aur.archlinux.org/packages/simgrid/
46 .. _AUR official documentation: https://wiki.archlinux.org/title/Arch_User_Repository
47
48 .. _install_java_precompiled:
49
50 Stable Java Package
51 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
52
53 The jar file can be retrieved from the `Release page
54 <https://framagit.org/simgrid/simgrid/-/releases>`_. This file is
55 self-contained, including the native components for Linux, macOS and
56 Windows. Copy it to your project's classpath and you're set.
57
58 Nightly built Java Package
59 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
60
61 Head to the corresponding `GitHub Action <https://github.com/simgrid/simgrid/actions/workflows/jarfile.yml>`_
62 and pick the last green build. At the bottom of the build page, click on the ``jar-final`` artefact. 
63 Open this zip file to find the jar you need. This jar can be used under Linux, Mac OSX or Windows, as you wish.
64
65 Binary Java Troubleshooting
66 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
67
68 Here are some error messages that you may get when trying to use the
69 binary Java package.
70
71 Your architecture is not supported by this jarfile
72    If your system is not supported, you should compile your
73    own jarfile :ref:`by compiling SimGrid <install_src>` from the source.
74 Library not found: boost-context
75    You should obviously install the ``boost-context`` library on your
76    machine, for example with ``apt``.
77
78 Version numbering and deprecation
79 ---------------------------------
80
81 SimGrid tries to be both a research instrument that you can trust, and
82 a vivid project targeting the future issues. We have 4 stable versions
83 per year, numbered 3.24 or 3.25. Backward compatibility is ensured for
84 one year: Code compiling without warning on 3.24 will still compile
85 with 3.28, but maybe with some deprecation warnings. You should update
86 your SimGrid installation at least once a year and fix those
87 deprecation warnings: the compatibility wrappers are usually removed
88 after 4 versions. Another approach is to never update your SimGrid
89 installation, but we don't provide any support to old versions.
90
91 Interim versions (also called pre-versions) may be released between
92 stable releases. They are numbered 3.X.Y, with even Y (for example,
93 3.23.2 was released on July 8. 2019 as a pre-version of 3.24). These
94 versions should be as usable as regular stable releases, even if they
95 may be somewhat less tested and documented. They play no role in our
96 deprecation handling, and they are not really announced to not spam
97 our users.
98
99 Version numbered 3.X.Y with odd Y are git versions. They often work,
100 but no guarantee is given whatsoever (all releases are given "as is",
101 but that's even more so for these unreleased versions).
102
103 .. _install_src:
104
105 Installing from the Source
106 --------------------------
107
108 Getting the Dependencies
109 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
110
111 C++ compiler (either g++, clang, or icc).
112   We use the C++14 standard, and older compilers tend to fail on
113   us. It seems that g++ 5.0 or higher is required nowadays (because of
114   boost).  SimGrid compiles well with `clang` or `icc` too.
115 Python 3.
116   SimGrid should build without Python. That is only needed by our regression test suite.
117 cmake (v3.5).
118   ``ccmake`` provides a nicer graphical interface compared to ``cmake``.
119   Press ``t`` in ``ccmake`` if you need to see absolutely all
120   configuration options (e.g., if your Python installation is not standard).
121 boost (at least v1.48, v1.59 recommended)
122   - On Debian / Ubuntu: ``apt install libboost-dev libboost-context-dev``
123   - On macOS with homebrew: ``brew install boost``
124 Java (optional):
125   - Debian / Ubuntu: ``apt install default-jdk libgcj18-dev`` (or
126     any version of libgcj)
127   - macOS or Windows: Grab a `full JDK <http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads>`_
128 Lua (optional -- must be v5.3)
129   - SimGrid won't work with any other version of Lua.
130   - Debian / Ubuntu: ``apt install liblua5.3-dev lua5.3``
131   - Windows: ``choco install lua53``
132   - From the source
133       - You need to patch the sources to build dynamic libraries. First `download lua 5.3 <http://www.lua.org/download.html>`_
134       - Open the archive: ``tar xvfz lua-5.3.*.tar.gz``
135       - Enter the directory: ``cd lua-5.3*``
136       - Patch the sources: ``patch -p1 < /path/to/simgrid/...../tools/lualib.patch``
137       - Build and install lua: ``make linux && sudo make install``
138
139 For platform-specific details, please see below.
140
141 Getting the Sources
142 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
143
144 Grab the last **stable release** from `FramaGit
145 <https://framagit.org/simgrid/simgrid/-/releases>`_, and compile it as follows:
146
147 .. code-block:: console
148
149    $ tar xf simgrid-3-XX.tar.gz
150    $ cd simgrid-*
151    $ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/simgrid .
152    $ make
153    $ make install
154
155 If you want to stay on the **bleeding edge**, get the current git version,
156 and recompile it as with stable archives. You may need some extra
157 dependencies.
158
159 .. code-block:: console
160
161    $ git clone https://framagit.org/simgrid/simgrid.git
162    $ cd simgrid
163    $ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/simgrid .
164    $ make
165    $ make install
166
167 .. _install_src_config:
168    
169 Build Configuration
170 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
171
172 This section is about **compile-time options**, which are very
173 different from :ref:`run-time options <options>`. Compile-time options
174 fall into two categories. **SimGrid-specific options** define which part
175 of the framework to compile while **Generic options** are provided by
176 cmake itself.
177
178 .. warning::
179
180    Our build system often gets mixed up if you change something on
181    your machine after the build configuration.  For example, if
182    SimGrid fails to detect your fortran compiler, it is not enough to
183    install a fortran compiler. You also need to delete all Cmake
184    files, such as ``CMakeCache.txt``. Since Cmake also generates some
185    files in the tree, you may need to wipe out your complete tree and
186    start with a fresh one when you install new dependencies.
187    
188    Another (better) solution is to :ref:`build out of the source tree
189    <install_cmake_outsrc>`.
190
191 Generic build-time options
192 """"""""""""""""""""""""""
193
194 These options specify, for example, the path to various system elements (Python
195 path, compiler to use, etc). In most case, CMake automatically discovers the
196 right value for these elements, but you can set them manually as needed.
197 Notably, such variables include ``CC`` and ``CXX``, defining the paths to the C
198 and C++ compilers; ``CFLAGS`` and ``CXXFLAGS`` specifying extra options to pass
199 to the C and C++ compilers; and ``PYTHON_EXECUTABLE`` specifying the path to the
200 Python executable.
201
202 The best way to discover the exact name of the option that you need to
203 change is to press ``t`` in the ``ccmake`` graphical interface, as all
204 options are shown (and documented) in the advanced mode.
205
206 Once you know their name, there are several ways to change the values of
207 build-time options. You can naturally use the ccmake graphical
208 interface for that, or you can use environment variables, or you can
209 prefer the ``-D`` flag of ``cmake``.
210
211 For example, you can change the compilers by issuing these commands to set some
212 environment variables before launching cmake:
213
214 .. code-block:: console
215
216    $ export CC=gcc-5.1
217    $ export CXX=g++-5.1
218
219 The same can be done by passing ``-D`` parameters to cmake, as follows.
220 Note that the dot at the end is mandatory (see :ref:`install_cmake_outsrc`).
221
222 .. code-block:: console
223
224    $ cmake -DCC=clang -DCXX=clang++ .
225
226 SimGrid compilation options
227 """""""""""""""""""""""""""
228
229 Here is the list of all SimGrid-specific compile-time options (the
230 default choice is in upper case).
231
232 CMAKE_INSTALL_PREFIX (path)
233   Where to install SimGrid (/opt/simgrid, /usr/local, or elsewhere).
234
235 enable_compile_optimizations (ON/off)
236   Ask the compiler to produce efficient code. You probably want to
237   leave this option activated, unless you plan to modify SimGrid itself:
238   efficient code takes more time to compile, and appears mangled to some debuggers.
239
240 enable_compile_warnings (on/OFF)
241   Ask the compiler to issue error messages whenever the source
242   code is not perfectly clean. If you are a SimGrid developer, you
243   have to activate this option to enforce the code quality. As a
244   regular user, this option is of little use.
245
246 enable_debug (ON/off)
247   Disabling this option discards all log messages of severity
248   debug or below at compile time (see :ref:`outcome_logs`). The resulting
249   code is marginaly faster than if you discard these messages at
250   runtime, but it obviously becomes impossible to get any debug
251   info from SimGrid when things go wrong.
252
253 enable_documentation (on/OFF)
254   Generates the documentation pages. Building the documentation is not
255   as easy as it used to be, and you should probably use the online
256   version for now.
257
258 enable_java (on/OFF)
259   Generates the java bindings of SimGrid. You must also enable MSG for
260   this to work.
261
262 enable_jedule (on/OFF)
263   Produces execution traces from SimDag simulations, which can then be visualized with the
264   Jedule external tool.
265
266 enable_lua (on/OFF)
267   Generate the lua bindings to the SimGrid internals (requires lua-5.3).
268
269 enable_lib_in_jar (ON/off)
270   Embeds the native java bindings into the produced jar file.
271
272 enable_lto (ON/off)
273   Enables the *Link Time Optimization* in the C++ compiler.
274   This feature really speeds up the code produced, but it is fragile
275   with older gcc versions.
276
277 enable_maintainer_mode (on/OFF)
278   (dev only) Regenerates the XML parsers whenever the DTD is modified (requires flex and flexml).
279
280 enable_mallocators (ON/off)
281   Activates our internal memory caching mechanism. This produces faster
282   code, but it may fool the debuggers.
283
284 enable_model-checking (on/OFF)
285   Activates the formal verification mode. This will **hinder
286   simulation speed** even when the model checker is not activated at
287   run time.
288
289 enable_msg (on/OFF)
290   Activates the :ref:`MSG <MSG_doc>` legacy interface.
291
292 enable_ns3 (on/OFF)
293   Activates the ns-3 bindings. See section :ref:`model_ns3`.
294
295 enable_smpi (ON/off)
296   Allows one to run MPI code on top of SimGrid.
297
298 enable_smpi_ISP_testsuite (on/OFF)
299   Adds many extra tests for the model checker module.
300
301 enable_smpi_MPICH3_testsuite (on/OFF)
302   Adds many extra tests for the MPI module.
303
304 minimal-bindings (on/OFF)
305   Take as few optional dependencies as possible, to get minimal
306   library bindings in Java and Python.
307
308 SMPI_C_FLAGS, SMPI_CXX_FLAGS, SMPI_Fortran_FLAGS (string)
309   Default compiler options to use in smpicc, smpicxx, or smpiff.
310   This can be useful to set options like "-m32" or "-m64".
311
312 Reset the build configuration
313 """""""""""""""""""""""""""""
314
315 To empty the CMake cache (either when you add a new library or when
316 things go seriously wrong), simply delete your ``CMakeCache.txt``. You
317 may also want to directly edit this file in some circumstances.
318
319 .. _install_cmake_outsrc:
320
321 Out of Tree Compilation
322 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
323
324 By default, the files produced during the compilation are placed in
325 the source directory. It is however often better to put them all in a
326 separate directory: cleaning the tree becomes as easy as removing this
327 directory, and you can have several such directories to test several
328 parameter sets or architectures.
329
330 For that, go to the directory where the files should be produced, and
331 invoke cmake (or ccmake) with the full path to the SimGrid source as
332 last argument.
333
334 .. code-block:: console
335
336   $ mkdir build
337   $ cd build
338   $ cmake [options] ..
339   $ make
340
341 Existing Compilation Targets
342 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
343
344 In most cases, compiling and installing SimGrid is enough:
345
346 .. code-block:: console
347
348   $ make
349   $ make install # try "sudo make install" if you don't have the permission to write
350
351 In addition, several compilation targets are provided in SimGrid. If
352 your system is well configured, the full list of targets is available
353 for completion when using the ``Tab`` key. Note that some of the
354 existing targets are not really for public consumption so don't worry
355 if some do not work for you.
356
357 - **make**: Build the core of SimGrid that gets installed, but not any example.
358 - **make tests**: Build the tests and examples.
359 - **make simgrid**: Build only the SimGrid library. Not any example nor the helper tools.
360 - **make s4u-comm-pingpong**: Build only this example (works for any example)
361 - **make java-all**: Build all Java examples and their dependencies
362 - **make clean**: Clean the results of a previous compilation
363 - **make install**: Install the project (doc/ bin/ lib/ include/)
364 - **make uninstall**: Uninstall the project (doc/ bin/ lib/ include/)
365 - **make dist**: Build a distribution archive (tar.gz)
366 - **make distcheck**: Check the dist (make + make dist + tests on the distribution)
367 - **make documentation**: Create SimGrid documentation
368
369 If you want to see what is really happening, try adding ``VERBOSE=1`` to
370 your compilation requests:
371
372 .. code-block:: console
373
374   $ make VERBOSE=1
375
376 .. _install_src_test:
377
378 Testing your build
379 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
380
381 Once everything is built, you may want to test the result. SimGrid
382 comes with an extensive set of regression tests (as described in the
383 @ref inside_tests "insider manual"). The tests are not built by
384 default, so you first have to build them with ``make tests``. You can
385 then run them with ``ctest``, that comes with CMake.  We run them
386 every commit and the results are on `our Jenkins <https://ci.inria.fr/simgrid/>`_.
387
388 .. code-block:: console
389
390   $ make tests                # Build the tests
391   $ ctest                     # Launch all tests
392   $ ctest -R s4u              # Launch only the tests whose names match the string "s4u"
393   $ ctest -j4                 # Launch all tests in parallel, at most 4 concurrent jobs
394   $ ctest --verbose           # Display all details on what's going on
395   $ ctest --output-on-failure # Only get verbose for the tests that fail
396
397   $ ctest -R s4u -j4 --output-on-failure # You changed S4U and want to check that you  \
398                                          # didn't break anything, huh?                 \
399                                          # That's fine, I do so all the time myself.
400
401 .. _install_cmake_mac:
402
403 macOS-specific instructions
404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
405
406 SimGrid compiles like a charm with clang (version 3.0 or higher) on macOS:
407
408 .. code-block:: console
409
410   $ cmake -DCMAKE_C_COMPILER=/path/to/clang -DCMAKE_CXX_COMPILER=/path/to/clang++ .
411   $ make
412
413
414 Troubleshooting your macOS build.
415
416 CMake Error: Parse error in cache file build_dir/CMakeCache.txt. Offending entry: /SDKs/MacOSX10.8.sdk
417   This was reported with the XCode version of clang 4.1. The work
418   around is to edit the ``CMakeCache.txt`` file directly, to change
419   the following entry:
420
421   ``CMAKE_OSX_SYSROOT:PATH=/Applications/XCode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer``
422
423   You can safely ignore the warning about "-pthread" not being used, if it appears.
424
425 /usr/include does not seem to exist
426   This directory does not exist by default on modern macOS versions,
427   and you may need to create it with ``xcode-select -install``
428
429 .. _install_cmake_windows:
430
431 Windows-specific instructions
432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
433
434 The best solution to get SimGrid working on windows is to install the
435 Ubuntu subsystem of Windows 10. All of SimGrid (but the model checker)
436 works in this setting.
437
438 Native builds not very well supported. Have a look to our `appveypor
439 configuration file
440 <https://framagit.org/simgrid/simgrid/blob/master/.appveyor.yml>`_ to
441 see how we manage to use mingw-64 to build the DLL that the Java file
442 needs.
443
444 The drawback of MinGW-64 is that the produced DLL are not compatible
445 with MS Visual C. Some clang-based tools seem promising to fix this,
446 but this is of rather low priority for us. It it's important for you
447 and if you get it working, please @ref community_contact "tell us".
448
449 Python-specific instructions
450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
451
452 Once you have the Python development headers installed as well as a
453 recent version of the `pybind11 <https://pybind11.readthedocs.io/en/stable/>` 
454 module (version at least 2.4), recompiling the Python bindings from
455 the source should be as easy as: 
456
457 .. code-block:: console
458
459   # cd simgrid-source-tree
460   $ python setup.py build install
461   
462 Starting with SimGrid 3.13, it should even be possible to install
463 simgrid without downloading the source with pip:
464
465 .. code-block:: console
466
467   $ pip install simgrid
468
469 Java-specific instructions
470 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
471
472 Once you have the `full JDK <http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads>`_ installed,
473 things should be as simple as:
474
475 .. code-block:: console
476
477    $ cmake -Denable_java=ON -Dminimal-bindings=ON .
478    $ make  simgrid-java_jar # Only build the jarfile
479
480 After the compilation, the file ```simgrid.jar``` is produced in the
481 root directory.
482
483 **Troubleshooting Java Builds**
484
485 Sometimes, the build system fails to find the JNI headers. First locate them as follows:
486
487 .. code-block:: console
488
489   $ locate jni.h
490   /usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/include/jni.h
491   /usr/lib/jvm/java-9-openjdk-amd64/include/jni.h
492   /usr/lib/jvm/java-10-openjdk-amd64/include/jni.h
493
494
495 Then, set the JAVA_INCLUDE_PATH environment variable to the right
496 path, and relaunch cmake. If you have several versions of JNI installed
497 (as above), pick the one corresponding to the report of
498 ``javac -version``
499
500 .. code-block:: console
501
502   $ export JAVA_INCLUDE_PATH=/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/include/
503   $ cmake -Denable_java=ON .
504   $ make
505
506 Note that the filename ```jni.h``` was removed from the path.
507
508 Linux Multi-Arch specific instructions
509 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
510
511 On a multiarch x86_64 Linux, it should be possible to compile a 32-bit
512 version of SimGrid with something like:
513
514 .. code-block:: console
515
516   $ CFLAGS=-m32                                                      \
517     CXXFLAGS=-m32                                                    \
518     FFLAGS=-m32                                                      \
519     PKG_CONFIG_LIBDIR=/usr/lib/i386-linux-gnu/pkgconfig/             \
520     cmake .                                                          \
521       -DCMAKE_SYSTEM_PROCESSOR=i386                                  \
522       -DCMAKE_Fortran_COMPILER=/some/path/to/i686-linux-gnu-gfortran \
523       -DGFORTRAN_EXE=/some/path/to/i686-linux-gnu-gfortran           \
524       -DSMPI_C_FLAGS=-m32                                            \
525       -DSMPI_CXX_FLAGS=-m32                                          \
526       -DSMPI_Fortran_FLAGS=-m32
527
528 If needed, implement ``i686-linux-gnu-gfortran`` as a script:
529
530 .. code-block:: shell
531
532   #!/usr/bin/env sh
533   exec gfortran -m32 "$@"
534