src/kernel/actor/ActorImpl.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2020. 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 "mc/mc.h"
   7 #include "simgrid/Exception.hpp"
   8 #include "simgrid/s4u/Actor.hpp"
   9 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
  10 #include "src/kernel/activity/CommImpl.hpp"
  11 #include "src/kernel/activity/ExecImpl.hpp"
  12 #include "src/kernel/activity/IoImpl.hpp"
  13 #include "src/kernel/activity/SleepImpl.hpp"
  14 #include "src/kernel/activity/SynchroRaw.hpp"
  15 #include "src/mc/mc_replay.hpp"
  16 #include "src/mc/remote/AppSide.hpp"
  17 #include "src/simix/smx_private.hpp"
  18 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
  19 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  20
  21 #include <boost/range/algorithm.hpp>
  22 #include <utility>
  23
  24 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_process, simix, "Logging specific to SIMIX (process)");
  25
  26 /**
  27  * @brief Returns the current agent.
  28  *
  29  * This functions returns the currently running SIMIX process.
  30  *
  31  * @return The SIMIX process
  32  */
  33 smx_actor_t SIMIX_process_self()
  34 {
  35   return simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self();
  36 }
  37
  38 namespace simgrid {
  39 namespace kernel {
  40 namespace actor {
  41
  42 static unsigned long maxpid = 0;
  43 int get_maxpid()
  44 {
  45   return maxpid;
  46 }
  47
  48 ActorImpl* ActorImpl::self()
  49 {
  50   const context::Context* self_context = context::Context::self();
  51
  52   return (self_context != nullptr) ? self_context->get_actor() : nullptr;
  53 }
  54
  55 ActorImpl::ActorImpl(xbt::string name, s4u::Host* host) : host_(host), name_(std::move(name)), piface_(this)
  56 {
  57   pid_            = maxpid++;
  58   simcall.issuer_ = this;
  59   stacksize_      = smx_context_stack_size;
  60 }
  61
  62 ActorImpl::~ActorImpl()
  63 {
  64   if (simix_global != nullptr && this != simix_global->maestro_)
  65     s4u::Actor::on_destruction(*ciface());
  66 }
  67
  68 /* Become an actor in the simulation
  69  *
  70  * Currently this can only be called by the main thread (once) and only work with some thread factories
  71  * (currently ThreadContextFactory).
  72  *
  73  * In the future, it might be extended in order to attach other threads created by a third party library.
  74  */
  75
  76 ActorImplPtr ActorImpl::attach(const std::string& name, void* data, s4u::Host* host,
  77                                const std::unordered_map<std::string, std::string>* properties)
  78 {
  79   // This is mostly a copy/paste from create(), it'd be nice to share some code between those two functions.
  80
  81   XBT_DEBUG("Attach actor %s on host '%s'", name.c_str(), host->get_cname());
  82
  83   if (not host->is_on()) {
  84     XBT_WARN("Cannot attach actor '%s' on failed host '%s'", name.c_str(), host->get_cname());
  85     throw HostFailureException(XBT_THROW_POINT, "Cannot attach actor on failed host.");
  86   }
  87
  88   ActorImpl* actor = new ActorImpl(xbt::string(name), host);
  89   /* Actor data */
  90   actor->set_user_data(data);
  91   actor->code_ = nullptr;
  92
  93   XBT_VERB("Create context %s", actor->get_cname());
  94   xbt_assert(simix_global != nullptr, "simix is not initialized, please call MSG_init first");
  95   actor->context_.reset(simix_global->context_factory->attach(actor));
  96
  97   /* Add properties */
  98   if (properties != nullptr)
  99     actor->set_properties(*properties);
 100
 101   /* Add the actor to it's host actor list */
 102   host->pimpl_->add_actor(actor);
 103
 104   /* Now insert it in the global actor list and in the actors to run list */
 105   simix_global->process_list[actor->get_pid()] = actor;
 106   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), host->get_cname());
 107   simix_global->actors_to_run.push_back(actor);
 108   intrusive_ptr_add_ref(actor);
 109
 110   auto* context = dynamic_cast<context::AttachContext*>(actor->context_.get());
 111   xbt_assert(nullptr != context, "Not a suitable context");
 112   context->attach_start();
 113
 114   /* The on_creation() signal must be delayed until there, where the pid and everything is set */
 115   s4u::Actor::on_creation(*actor->ciface());
 116
 117   return ActorImplPtr(actor);
 118 }
 119 /** @brief Detach an actor attached with `attach()`
 120  *
 121  *  This is called when the current actor has finished its job.
 122  *  Used in the main thread, it waits for the simulation to finish before returning. When it returns, the other
 123  *  simulated actors and the maestro are destroyed.
 124  */
 125 void ActorImpl::detach()
 126 {
 127   auto* context = dynamic_cast<context::AttachContext*>(context::Context::self());
 128   if (context == nullptr)
 129     xbt_die("Not a suitable context");
 130
 131   context->get_actor()->cleanup();
 132   context->attach_stop();
 133 }
 134
 135 void ActorImpl::cleanup_from_simix()
 136 {
 137   const std::lock_guard<std::mutex> lock(simix_global->mutex);
 138   simix_global->process_list.erase(pid_);
 139   if (host_ && host_actor_list_hook.is_linked())
 140     host_->pimpl_->remove_actor(this);
 141   if (not smx_destroy_list_hook.is_linked()) {
 142 #if SIMGRID_HAVE_MC
 143     xbt_dynar_push_as(simix_global->dead_actors_vector, ActorImpl*, this);
 144 #endif
 145     simix_global->actors_to_destroy.push_back(*this);
 146   }
 147 }
 148
 149 void ActorImpl::cleanup()
 150 {
 151   finished_ = true;
 152
 153   if (has_to_auto_restart() && not get_host()->is_on()) {
 154     XBT_DEBUG("Insert host %s to watched_hosts because it's off and %s needs to restart", get_host()->get_cname(),
 155               get_cname());
 156     watched_hosts.insert(get_host()->get_name());
 157   }
 158
 159   if (on_exit) {
 160     // Execute the termination callbacks
 161     bool failed = context_->wannadie();
 162     for (auto exit_fun = on_exit->crbegin(); exit_fun != on_exit->crend(); ++exit_fun)
 163       (*exit_fun)(failed);
 164     on_exit.reset();
 165   }
 166   undaemonize();
 167
 168   /* cancel non-blocking activities */
 169   for (auto activity : activities)
 170     activity->cancel();
 171   activities.clear();
 172
 173   XBT_DEBUG("%s@%s(%ld) should not run anymore", get_cname(), get_host()->get_cname(), get_pid());
 174
 175   if (this == simix_global->maestro_) /* Do not cleanup maestro */
 176     return;
 177
 178   XBT_DEBUG("Cleanup actor %s (%p), waiting synchro %p", get_cname(), this, waiting_synchro.get());
 179
 180   /* Unregister associated timers if any */
 181   if (kill_timer != nullptr) {
 182     kill_timer->remove();
 183     kill_timer = nullptr;
 184   }
 185   if (simcall.timeout_cb_) {
 186     simcall.timeout_cb_->remove();
 187     simcall.timeout_cb_ = nullptr;
 188   }
 189
 190   cleanup_from_simix();
 191
 192   context_->set_wannadie(false); // don't let the simcall's yield() do a Context::stop(), to avoid infinite loops
 193   actor::simcall([this] { s4u::Actor::on_termination(*ciface()); });
 194   context_->set_wannadie();
 195 }
 196
 197 void ActorImpl::exit()
 198 {
 199   context_->set_wannadie();
 200   suspended_          = false;
 201   exception_          = nullptr;
 202
 203   /* destroy the blocking synchro if any */
 204   if (waiting_synchro != nullptr) {
 205     waiting_synchro->cancel();
 206     waiting_synchro->state_ = activity::State::FAILED;
 207
 208     activity::ExecImplPtr exec   = boost::dynamic_pointer_cast<activity::ExecImpl>(waiting_synchro);
 209     activity::CommImplPtr comm   = boost::dynamic_pointer_cast<activity::CommImpl>(waiting_synchro);
 210
 211     if (exec != nullptr) {
 212       exec->clean_action();
 213     } else if (comm != nullptr) {
 214       // Remove first occurrence of &actor->simcall:
 215       auto i = boost::range::find(waiting_synchro->simcalls_, &simcall);
 216       if (i != waiting_synchro->simcalls_.end())
 217         waiting_synchro->simcalls_.remove(&simcall);
 218     } else {
 219       activity::ActivityImplPtr(waiting_synchro)->finish();
 220     }
 221
 222     activities.remove(waiting_synchro);
 223     waiting_synchro = nullptr;
 224   }
 225
 226   // Forcefully kill the actor if its host is turned off. Not a HostFailureException because you should not survive that
 227   this->throw_exception(std::make_exception_ptr(ForcefulKillException(host_->is_on() ? "exited" : "host failed")));
 228 }
 229
 230 void ActorImpl::kill(ActorImpl* actor)
 231 {
 232   xbt_assert(actor != simix_global->maestro_, "Killing maestro is a rather bad idea");
 233   if (actor->finished_) {
 234     XBT_DEBUG("Ignoring request to kill actor %s@%s that is already dead", actor->get_cname(),
 235               actor->host_->get_cname());
 236     return;
 237   }
 238
 239   XBT_DEBUG("Actor '%s'@%s is killing actor '%s'@%s", get_cname(), host_ ? host_->get_cname() : "", actor->get_cname(),
 240             actor->host_ ? actor->host_->get_cname() : "");
 241
 242   actor->exit();
 243
 244   if (actor == this) {
 245     XBT_DEBUG("Go on, this is a suicide,");
 246   } else if (std::find(begin(simix_global->actors_to_run), end(simix_global->actors_to_run), actor) !=
 247              end(simix_global->actors_to_run)) {
 248     XBT_DEBUG("Actor %s is already in the to_run list", actor->get_cname());
 249   } else {
 250     XBT_DEBUG("Inserting %s in the to_run list", actor->get_cname());
 251     simix_global->actors_to_run.push_back(actor);
 252   }
 253 }
 254
 255 void ActorImpl::kill_all()
 256 {
 257   for (auto const& kv : simix_global->process_list)
 258     if (kv.second != this)
 259       this->kill(kv.second);
 260 }
 261
 262 void ActorImpl::set_kill_time(double kill_time)
 263 {
 264   if (kill_time <= SIMIX_get_clock())
 265     return;
 266   XBT_DEBUG("Set kill time %f for actor %s@%s", kill_time, get_cname(), host_->get_cname());
 267   kill_timer = simix::Timer::set(kill_time, [this] {
 268     this->exit();
 269     kill_timer = nullptr;
 270   });
 271 }
 272
 273 double ActorImpl::get_kill_time()
 274 {
 275   return kill_timer ? kill_timer->get_date() : 0;
 276 }
 277
 278 void ActorImpl::yield()
 279 {
 280   XBT_DEBUG("Yield actor '%s'", get_cname());
 281
 282   /* Go into sleep and return control to maestro */
 283   context_->suspend();
 284
 285   /* Ok, maestro returned control to us */
 286   XBT_DEBUG("Control returned to me: '%s'", get_cname());
 287
 288   if (context_->wannadie()) {
 289     XBT_DEBUG("Actor %s@%s is dead", get_cname(), host_->get_cname());
 290     context_->stop();
 291     THROW_IMPOSSIBLE;
 292   }
 293
 294   if (suspended_) {
 295     XBT_DEBUG("Hey! I'm suspended.");
 296
 297     xbt_assert(exception_ == nullptr, "Gasp! This exception may be lost by subsequent calls.");
 298     suspended_ = false;
 299     suspend();
 300     yield(); // Yield back to maestro without proceeding with my execution. I'll get resumed at some point
 301   }
 302
 303   if (exception_ != nullptr) {
 304     XBT_DEBUG("Wait, maestro left me an exception");
 305     std::exception_ptr exception = std::move(exception_);
 306     exception_                   = nullptr;
 307     std::rethrow_exception(std::move(exception));
 308   }
 309
 310   if (SMPI_switch_data_segment && not finished_) {
 311     SMPI_switch_data_segment(iface());
 312   }
 313 }
 314
 315 /** This actor will be terminated automatically when the last non-daemon actor finishes */
 316 void ActorImpl::daemonize()
 317 {
 318   if (not daemon_) {
 319     daemon_ = true;
 320     simix_global->daemons.push_back(this);
 321   }
 322 }
 323
 324 void ActorImpl::undaemonize()
 325 {
 326   if (daemon_) {
 327     auto& vect = simix_global->daemons;
 328     auto it    = std::find(vect.begin(), vect.end(), this);
 329     xbt_assert(it != vect.end(), "The dying daemon is not a daemon after all. Please report that bug.");
 330     /* Don't move the whole content since we don't really care about the order */
 331
 332     std::swap(*it, vect.back());
 333     vect.pop_back();
 334     daemon_ = false;
 335   }
 336 }
 337
 338 s4u::Actor* ActorImpl::restart()
 339 {
 340   xbt_assert(this != simix_global->maestro_, "Restarting maestro is not supported");
 341
 342   XBT_DEBUG("Restarting actor %s on %s", get_cname(), host_->get_cname());
 343
 344   // retrieve the arguments of the old actor
 345   ProcessArg arg = ProcessArg(host_, this);
 346
 347   // kill the old actor
 348   context::Context::self()->get_actor()->kill(this);
 349
 350   // start the new actor
 351   ActorImplPtr actor =
 352       ActorImpl::create(arg.name, std::move(arg.code), arg.data, arg.host, arg.properties.get(), nullptr);
 353   *actor->on_exit = std::move(*arg.on_exit);
 354   actor->set_kill_time(arg.kill_time);
 355   actor->set_auto_restart(arg.auto_restart);
 356
 357   return actor->ciface();
 358 }
 359
 360 void ActorImpl::suspend()
 361 {
 362   if (suspended_) {
 363     XBT_DEBUG("Actor '%s' is already suspended", get_cname());
 364     return;
 365   }
 366
 367   suspended_ = true;
 368
 369   /* If the suspended actor is waiting on a sync, suspend its synchronization. */
 370   if (waiting_synchro == nullptr) {
 371     auto exec = new activity::ExecImpl();
 372     exec->set_name("suspend").set_host(host_).set_flops_amount(0.0).start();
 373     waiting_synchro = activity::ExecImplPtr(exec);
 374
 375     waiting_synchro->simcalls_.push_back(&simcall);
 376   }
 377   waiting_synchro->suspend();
 378 }
 379
 380 void ActorImpl::resume()
 381 {
 382   XBT_IN("actor = %p", this);
 383
 384   if (context_->wannadie()) {
 385     XBT_VERB("Ignoring request to suspend an actor that is currently dying.");
 386     return;
 387   }
 388
 389   if (not suspended_)
 390     return;
 391   suspended_ = false;
 392
 393   /* resume the synchronization that was blocking the resumed actor. */
 394   if (waiting_synchro)
 395     waiting_synchro->resume();
 396
 397   XBT_OUT();
 398 }
 399
 400 activity::ActivityImplPtr ActorImpl::join(const ActorImpl* actor, double timeout)
 401 {
 402   activity::ActivityImplPtr sleep = this->sleep(timeout);
 403   actor->on_exit->emplace_back([sleep](bool) {
 404     if (sleep->surf_action_)
 405       sleep->surf_action_->finish(resource::Action::State::FINISHED);
 406   });
 407   return sleep;
 408 }
 409
 410 activity::ActivityImplPtr ActorImpl::sleep(double duration)
 411 {
 412   if (not host_->is_on())
 413     throw_exception(std::make_exception_ptr(HostFailureException(
 414         XBT_THROW_POINT, std::string("Host ") + host_->get_cname() + " failed, you cannot sleep there.")));
 415
 416   auto sleep = new activity::SleepImpl();
 417   sleep->set_name("sleep").set_host(host_).set_duration(duration).start();
 418   return activity::SleepImplPtr(sleep);
 419 }
 420
 421 void ActorImpl::throw_exception(std::exception_ptr e)
 422 {
 423   exception_ = e;
 424
 425   if (suspended_)
 426     resume();
 427
 428   /* cancel the blocking synchro if any */
 429   if (waiting_synchro) {
 430     waiting_synchro->cancel();
 431     activities.remove(waiting_synchro);
 432     waiting_synchro = nullptr;
 433   }
 434 }
 435
 436 void ActorImpl::simcall_answer()
 437 {
 438   if (this != simix_global->maestro_) {
 439     XBT_DEBUG("Answer simcall %s (%d) issued by %s (%p)", SIMIX_simcall_name(simcall.call_), (int)simcall.call_,
 440               get_cname(), this);
 441     xbt_assert(simcall.call_ != SIMCALL_NONE);
 442     simcall.call_ = SIMCALL_NONE;
 443     xbt_assert(not XBT_LOG_ISENABLED(simix_process, xbt_log_priority_debug) ||
 444                    std::find(begin(simix_global->actors_to_run), end(simix_global->actors_to_run), this) ==
 445                        end(simix_global->actors_to_run),
 446                "Actor %p should not exist in actors_to_run!", this);
 447     simix_global->actors_to_run.push_back(this);
 448   }
 449 }
 450
 451 void ActorImpl::set_host(s4u::Host* dest)
 452 {
 453   host_->pimpl_->remove_actor(this);
 454   host_ = dest;
 455   dest->pimpl_->add_actor(this);
 456 }
 457
 458 ActorImplPtr ActorImpl::init(const std::string& name, s4u::Host* host)
 459 {
 460   ActorImpl* actor = new ActorImpl(xbt::string(name), host);
 461   actor->set_ppid(this->pid_);
 462
 463   intrusive_ptr_add_ref(actor);
 464   /* The on_creation() signal must be delayed until there, where the pid and everything is set */
 465   s4u::Actor::on_creation(*actor->ciface());
 466
 467   return ActorImplPtr(actor);
 468 }
 469
 470 ActorImpl* ActorImpl::start(const ActorCode& code)
 471 {
 472   xbt_assert(code && host_ != nullptr, "Invalid parameters");
 473
 474   if (not host_->is_on()) {
 475     XBT_WARN("Cannot launch actor '%s' on failed host '%s'", name_.c_str(), host_->get_cname());
 476     intrusive_ptr_release(this);
 477     throw HostFailureException(XBT_THROW_POINT, "Cannot start actor on failed host.");
 478   }
 479
 480   this->code_ = code;
 481   XBT_VERB("Create context %s", get_cname());
 482   context_.reset(simix_global->context_factory->create_context(ActorCode(code), this));
 483
 484   XBT_DEBUG("Start context '%s'", get_cname());
 485
 486   /* Add the actor to its host's actor list */
 487   host_->pimpl_->add_actor(this);
 488   simix_global->process_list[pid_] = this;
 489
 490   /* Now insert it in the global actor list and in the actor to run list */
 491   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", this, get_cname(), host_->get_cname());
 492   simix_global->actors_to_run.push_back(this);
 493
 494   return this;
 495 }
 496
 497 ActorImplPtr ActorImpl::create(const std::string& name, const ActorCode& code, void* data, s4u::Host* host,
 498                                const std::unordered_map<std::string, std::string>* properties, ActorImpl* parent_actor)
 499 {
 500   XBT_DEBUG("Start actor %s@'%s'", name.c_str(), host->get_cname());
 501
 502   ActorImplPtr actor;
 503   if (parent_actor != nullptr)
 504     actor = parent_actor->init(xbt::string(name), host);
 505   else
 506     actor = self()->init(xbt::string(name), host);
 507
 508   /* actor data */
 509   actor->set_user_data(data);
 510
 511   /* Add properties */
 512   if (properties != nullptr)
 513     actor->set_properties(*properties);
 514
 515   actor->start(code);
 516
 517   return actor;
 518 }
 519
 520 void create_maestro(const std::function<void()>& code)
 521 {
 522   /* Create maestro actor and initialize it */
 523   ActorImpl* maestro = new ActorImpl(xbt::string(""), /*host*/ nullptr);
 524
 525   if (not code) {
 526     maestro->context_.reset(simix_global->context_factory->create_context(ActorCode(), maestro));
 527   } else {
 528     maestro->context_.reset(simix_global->context_factory->create_maestro(ActorCode(code), maestro));
 529   }
 530
 531   maestro->simcall.issuer_      = maestro;
 532   simix_global->maestro_        = maestro;
 533 }
 534
 535 } // namespace actor
 536 } // namespace kernel
 537 } // namespace simgrid
 538
 539 int SIMIX_process_count() // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 540 {
 541   return simix_global->process_list.size();
 542 }
 543
 544 // XBT_DEPRECATED_v329
 545 void* SIMIX_process_self_get_data()
 546 {
 547   smx_actor_t self = simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self();
 548
 549   if (self == nullptr) {
 550     return nullptr;
 551   }
 552   return self->get_user_data();
 553 }
 554
 555 // XBT_DEPRECATED_v329
 556 void SIMIX_process_self_set_data(void* data)
 557 {
 558   simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self()->set_user_data(data);
 559 }
 560
 561 /* needs to be public and without simcall because it is called
 562    by exceptions and logging events */
 563 const char* SIMIX_process_self_get_name()
 564 {
 565   return SIMIX_is_maestro() ? "maestro" : simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self()->get_cname();
 566 }
 567
 568 /**
 569  * @brief Calling this function makes the process to yield.
 570  *
 571  * Only the current process can call this function, giving back the control to maestro.
 572  *
 573  * @param self the current process
 574  */
 575
 576 /** @brief Returns the process from PID. */
 577 smx_actor_t SIMIX_process_from_PID(aid_t PID)
 578 {
 579   auto item = simix_global->process_list.find(PID);
 580   if (item == simix_global->process_list.end()) {
 581     for (auto& a : simix_global->actors_to_destroy)
 582       if (a.get_pid() == PID)
 583         return &a;
 584     return nullptr; // Not found, even in the trash
 585   }
 586   return item->second;
 587 }
 588
 589 void SIMIX_process_on_exit(smx_actor_t actor,
 590                            const std::function<void(bool /*failed*/)>& fun) // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 591 {
 592   xbt_assert(actor, "current process not found: are you in maestro context ?");
 593   actor->on_exit->emplace_back(fun);
 594 }
 595
 596 /** @brief Restart a process, starting it again from the beginning. */
 597 /**
 598  * @ingroup simix_process_management
 599  * @brief Creates and runs a new SIMIX process.
 600  *
 601  * The structure and the corresponding thread are created and put in the list of ready processes.
 602  *
 603  * @param name a name for the process. It is for user-level information and can be nullptr.
 604  * @param code the main function of the process
 605  * @param data a pointer to any data one may want to attach to the new object. It is for user-level information and can
 606  * be nullptr.
 607  * It can be retrieved with the method ActorImpl::getUserData().
 608  * @param host where the new agent is executed.
 609  * @param properties the properties of the process
 610  */
 611 smx_actor_t simcall_process_create(const std::string& name, const simgrid::kernel::actor::ActorCode& code, void* data,
 612                                    sg_host_t host, std::unordered_map<std::string, std::string>* properties)
 613 {
 614   smx_actor_t self = simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self();
 615   return simgrid::kernel::actor::simcall([&name, &code, data, host, properties, self] {
 616     return simgrid::kernel::actor::ActorImpl::create(name, code, data, host, properties, self).get();
 617   });
 618 }
 619
 620 void simcall_process_set_data(smx_actor_t process, void* data) // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 621 {
 622   simgrid::kernel::actor::simcall([process, data] { process->set_user_data(data); });
 623 }