src/simix/smx_synchro.c

   1 /* Copyright (c) 2007, 2008, 2009, 2010. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include "private.h"
   8 #include "xbt/log.h"
   9
  10
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_synchro, simix,
  12                                 "Logging specific to SIMIX (synchronization)");
  13
  14 static smx_action_t SIMIX_synchro_wait(smx_host_t smx_host, double timeout);
  15 static void SIMIX_synchro_finish(smx_action_t action);
  16 static void _SIMIX_cond_wait(smx_cond_t cond, smx_mutex_t mutex, double timeout,
  17                              smx_process_t issuer, smx_req_t req);
  18 static void _SIMIX_sem_wait(smx_sem_t sem, double timeout, smx_process_t issuer,
  19                             smx_req_t req);
  20 static void SIMIX_sem_block_onto(smx_sem_t sem);
  21
  22 /***************************** Synchro action *********************************/
  23
  24 static smx_action_t SIMIX_synchro_wait(smx_host_t smx_host, double timeout)
  25 {
  26   smx_action_t action;
  27   action = xbt_new0(s_smx_action_t, 1);
  28   action->type = SIMIX_ACTION_SYNCHRO;
  29   action->request_list = xbt_fifo_new();
  30   action->name = xbt_strdup("synchro");
  31   action->synchro.sleep =
  32     surf_workstation_model->extension.workstation.sleep(smx_host->host, timeout);
  33
  34   surf_workstation_model->action_data_set(action->synchro.sleep, action);
  35   return action;
  36 }
  37
  38 void SIMIX_synchro_stop_waiting(smx_process_t process, smx_req_t req)
  39 {
  40   switch (req->call) {
  41
  42     case REQ_MUTEX_LOCK:
  43       xbt_swag_remove(process, req->mutex_lock.mutex->sleeping);
  44       break;
  45
  46     case REQ_COND_WAIT:
  47       xbt_swag_remove(process, req->cond_wait.cond->sleeping);
  48       break;
  49
  50     case REQ_COND_WAIT_TIMEOUT:
  51       xbt_swag_remove(process, req->cond_wait_timeout.cond->sleeping);
  52       break;
  53
  54     case REQ_SEM_ACQUIRE:
  55       xbt_swag_remove(process, req->sem_acquire.sem->sleeping);
  56       break;
  57
  58     case REQ_SEM_ACQUIRE_TIMEOUT:
  59       xbt_swag_remove(process, req->sem_acquire_timeout.sem->sleeping);
  60       break;
  61
  62     default:
  63       THROW_IMPOSSIBLE;
  64   }
  65 }
  66
  67 void SIMIX_synchro_destroy(smx_action_t action)
  68 {
  69   DEBUG1("Destroying synchro %p", action);
  70   action->synchro.sleep->model_type->action_unref(action->synchro.sleep);
  71   xbt_fifo_free(action->request_list);
  72   xbt_free(action->name);
  73   xbt_free(action);
  74 }
  75
  76 void SIMIX_post_synchro(smx_action_t action)
  77 {
  78   if (surf_workstation_model->action_state_get(action->synchro.sleep) == SURF_ACTION_FAILED)
  79     action->state = SIMIX_FAILED;
  80   else if(surf_workstation_model->action_state_get(action->synchro.sleep) == SURF_ACTION_DONE)
  81     action->state = SIMIX_SRC_TIMEOUT;
  82
  83   action->synchro.sleep->model_type->action_unref(action->synchro.sleep);
  84
  85   SIMIX_synchro_finish(action);
  86 }
  87
  88 static void SIMIX_synchro_finish(smx_action_t action)
  89 {
  90   smx_req_t req = xbt_fifo_shift(action->request_list);
  91
  92   switch (action->state) {
  93
  94     case SIMIX_SRC_TIMEOUT:
  95       TRY {
  96         THROW0(timeout_error, 0, "Synchro's wait timeout");
  97       } CATCH(req->issuer->running_ctx->exception) {
  98         req->issuer->doexception = 1;
  99       }
 100       break;
 101
 102     case SIMIX_FAILED:
 103       TRY {
 104         THROW0(host_error, 0, "Host failed");
 105       } CATCH(req->issuer->running_ctx->exception) {
 106         req->issuer->doexception = 1;
 107       }
 108       break;
 109
 110     default:
 111       THROW_IMPOSSIBLE;
 112       break;
 113   }
 114
 115   SIMIX_synchro_stop_waiting(req->issuer, req);
 116   SIMIX_synchro_destroy(action);
 117   SIMIX_request_answer(req);
 118 }
 119 /*********************************** Mutex ************************************/
 120
 121 /**
 122  * \brief Initialize a mutex.
 123  *
 124  * Allocs and creates the data for the mutex.
 125  * \return A mutex
 126  */
 127 smx_mutex_t SIMIX_mutex_init(void)
 128 {
 129   s_smx_process_t p;            /* useful to initialize sleeping swag */
 130
 131   smx_mutex_t mutex = xbt_new0(s_smx_mutex_t, 1);
 132   mutex->locked = 0;
 133   mutex->sleeping = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(p, synchro_hookup));
 134   return mutex;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * \brief Handle mutex lock request
 139  * \param req The request
 140  */
 141 void SIMIX_pre_mutex_lock(smx_req_t req)
 142 {
 143   /* FIXME: check where to validate the arguments */
 144   smx_action_t sync_act = NULL;
 145   smx_mutex_t mutex = req->mutex_lock.mutex;
 146   smx_process_t process = req->issuer;
 147
 148   if (mutex->locked) {
 149     /* FIXME: check if the host is active ? */
 150     /* Somebody using the mutex, use a synchro action to get host failures */
 151     sync_act = SIMIX_synchro_wait(process->smx_host, -1);
 152     xbt_fifo_push(sync_act->request_list, req);
 153     req->issuer->waiting_action = sync_act;
 154     xbt_swag_insert(req->issuer, mutex->sleeping);
 155   } else {
 156     /* mutex free */
 157     mutex->locked = 1;
 158     mutex->owner = req->issuer;
 159     SIMIX_request_answer(req);
 160   }
 161 }
 162
 163 /**
 164  * \brief Tries to lock a mutex.
 165  *
 166  * Tries to lock a mutex, return 1 if the mutex is unlocked, else 0.
 167  * This function does not block and wait for the mutex to be unlocked.
 168  * \param mutex The mutex
 169  * \param issuer The process that tries to acquire the mutex
 170  * \return 1 - mutex free, 0 - mutex used
 171  */
 172 int SIMIX_mutex_trylock(smx_mutex_t mutex, smx_process_t issuer)
 173 {
 174   if (mutex->locked)
 175     return 0;
 176
 177   mutex->locked = 1;
 178   mutex->owner = issuer;
 179   return 1;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * \brief Unlocks a mutex.
 184  *
 185  * Unlocks the mutex and gives it to a process waiting for it.
 186  * If the unlocker is not the owner of the mutex nothing happens.
 187  * If there are no process waiting, it sets the mutex as free.
 188  * \param mutex The mutex
 189  * \param issuer The process trying to unlock the mutex
 190  */
 191 void SIMIX_mutex_unlock(smx_mutex_t mutex, smx_process_t issuer)
 192 {
 193   smx_process_t p;              /*process to wake up */
 194
 195   /* If the mutex is not owned by the issuer do nothing */
 196   if (issuer != mutex->owner)
 197     return;
 198
 199   if (xbt_swag_size(mutex->sleeping) > 0) {
 200     p = xbt_swag_extract(mutex->sleeping);
 201     SIMIX_synchro_destroy(p->waiting_action);
 202     p->waiting_action = NULL;
 203     mutex->owner = p;
 204     SIMIX_request_answer(&p->request);
 205   } else {
 206     /* nobody to wake up */
 207     mutex->locked = 0;
 208     mutex->owner = NULL;
 209   }
 210 }
 211
 212 /**
 213  * \brief Destroys a mutex.
 214  *
 215  * Destroys and frees the mutex's memory.
 216  * \param mutex A mutex
 217  */
 218 void SIMIX_mutex_destroy(smx_mutex_t mutex)
 219 {
 220   if (mutex){
 221     xbt_swag_free(mutex->sleeping);
 222     xbt_free(mutex);
 223   }
 224 }
 225
 226 /********************************* Condition **********************************/
 227
 228 /**
 229  * \brief Initialize a condition.
 230  *
 231  * Allocates and creates the data for the condition.
 232  * It have to be called before the use of the condition.
 233  * \return A condition
 234  */
 235 smx_cond_t SIMIX_cond_init()
 236 {
 237   s_smx_process_t p;
 238   smx_cond_t cond = xbt_new0(s_smx_cond_t, 1);
 239   cond->sleeping = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(p, synchro_hookup));
 240   cond->mutex = NULL;
 241   return cond;
 242 }
 243
 244 /**
 245  * \brief Handle condition waiting requests without timeouts
 246  * \param The request
 247  */
 248 void SIMIX_pre_cond_wait(smx_req_t req)
 249 {
 250   smx_process_t issuer = req->issuer;
 251   smx_cond_t cond = req->cond_wait.cond;
 252   smx_mutex_t mutex = req->cond_wait.mutex;
 253
 254   _SIMIX_cond_wait(cond, mutex, -1, issuer, req);
 255 }
 256
 257 /**
 258  * \brief Handle condition waiting requests with timeouts
 259  * \param The request
 260  */
 261 void SIMIX_pre_cond_wait_timeout(smx_req_t req)
 262 {
 263   smx_process_t issuer = req->issuer;
 264   smx_cond_t cond = req->cond_wait_timeout.cond;
 265   smx_mutex_t mutex = req->cond_wait_timeout.mutex;
 266   double timeout = req->cond_wait_timeout.timeout;
 267
 268   _SIMIX_cond_wait(cond, mutex, timeout, issuer, req);
 269 }
 270
 271
 272 static void _SIMIX_cond_wait(smx_cond_t cond, smx_mutex_t mutex, double timeout,
 273                              smx_process_t issuer, smx_req_t req)
 274 {
 275   smx_action_t sync_act = NULL;
 276
 277   DEBUG1("Wait condition %p", cond);
 278
 279   /* If there is a mutex unlock it */
 280   /* FIXME: what happens if the issuer is not the owner of the mutex? */
 281   if (mutex != NULL) {
 282     cond->mutex = mutex;
 283     SIMIX_mutex_unlock(mutex, issuer);
 284   }
 285
 286   sync_act = SIMIX_synchro_wait(issuer->smx_host, timeout);
 287   xbt_fifo_unshift(sync_act->request_list, req);
 288   issuer->waiting_action = sync_act;
 289   xbt_swag_insert(req->issuer, cond->sleeping);
 290 }
 291
 292 /**
 293  * \brief Signalizes a condition.
 294  *
 295  * Signalizes a condition and wakes up a sleeping process.
 296  * If there are no process sleeping, no action is done.
 297  * \param cond A condition
 298  */
 299 void SIMIX_cond_signal(smx_cond_t cond)
 300 {
 301   smx_process_t proc = NULL;
 302   smx_mutex_t mutex = NULL;
 303   smx_req_t req = NULL;
 304
 305   DEBUG1("Signal condition %p", cond);
 306
 307   /* If there are processes waiting for the condition choose one and try
 308      to make it acquire the mutex */
 309   if ((proc = xbt_swag_extract(cond->sleeping))) {
 310
 311     /* Destroy waiter's synchro action */
 312     SIMIX_synchro_destroy(proc->waiting_action);
 313     proc->waiting_action = NULL;
 314
 315     /* Now transform the cond wait request into a mutex lock one */
 316     req = &proc->request;
 317     if(req->call == REQ_COND_WAIT)
 318       mutex = req->cond_wait.mutex;
 319     else
 320       mutex = req->cond_wait_timeout.mutex;
 321
 322     req->call = REQ_MUTEX_LOCK;
 323     req->mutex_lock.mutex = mutex;
 324
 325     SIMIX_pre_mutex_lock(req);
 326   }
 327 }
 328
 329 /**
 330  * \brief Broadcasts a condition.
 331  *
 332  * Signal ALL processes waiting on a condition.
 333  * If there are no process waiting, no action is done.
 334  * \param cond A condition
 335  */
 336 void SIMIX_cond_broadcast(smx_cond_t cond)
 337 {
 338   DEBUG1("Broadcast condition %p", cond);
 339
 340   /* Signal the condition until nobody is waiting on it */
 341   while (xbt_swag_size(cond->sleeping)) {
 342     SIMIX_cond_signal(cond);
 343   }
 344 }
 345
 346 /**
 347  * \brief Destroys a contidion.
 348  *
 349  * Destroys and frees the condition's memory.
 350  * \param cond A condition
 351  */
 352 void SIMIX_cond_destroy(smx_cond_t cond)
 353 {
 354   DEBUG1("Destroy condition %p", cond);
 355
 356   if (cond != NULL) {
 357     xbt_assert0(xbt_swag_size(cond->sleeping) == 0,
 358                 "Cannot destroy conditional since someone is still using it");
 359
 360     xbt_swag_free(cond->sleeping);
 361     xbt_free(cond);
 362   }
 363 }
 364
 365 /******************************** Semaphores **********************************/
 366 #define SMX_SEM_NOLIMIT 99999
 367 /** @brief Initialize a semaphore */
 368 smx_sem_t SIMIX_sem_init(unsigned int value)
 369 {
 370   s_smx_process_t p;
 371
 372   smx_sem_t sem = xbt_new0(s_smx_sem_t, 1);
 373   sem->sleeping = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(p, synchro_hookup));
 374   sem->value = value;
 375   return sem;
 376 }
 377
 378 /** @brief Destroys a semaphore */
 379 void SIMIX_sem_destroy(smx_sem_t sem)
 380 {
 381   DEBUG1("Destroy semaphore %p", sem);
 382   if (sem != NULL) {
 383     xbt_assert0(xbt_swag_size(sem->sleeping) == 0,
 384                 "Cannot destroy semaphore since someone is still using it");
 385     xbt_swag_free(sem->sleeping);
 386     xbt_free(sem);
 387   }
 388 }
 389
 390 /** @brief release the semaphore
 391  *
 392  * Unlock a process waiting on the semaphore.
 393  * If no one was blocked, the semaphore capacity is increased by 1.
 394  */
 395 void SIMIX_sem_release(smx_sem_t sem)
 396 {
 397   smx_process_t proc;
 398
 399   DEBUG1("Sem release semaphore %p", sem);
 400   if ((proc = xbt_swag_extract(sem->sleeping))) {
 401     proc = xbt_swag_extract(sem->sleeping);
 402     SIMIX_synchro_destroy(proc->waiting_action);
 403     proc->waiting_action = NULL;
 404     SIMIX_request_answer(&proc->request);
 405   } else if (sem->value < SMX_SEM_NOLIMIT) {
 406     sem->value++;
 407   }
 408 }
 409
 410 /** @brief Returns true if acquiring this semaphore would block */
 411 XBT_INLINE int SIMIX_sem_would_block(smx_sem_t sem)
 412 {
 413   return (sem->value <= 0);
 414 }
 415
 416 /** @brief Returns the current capacity of the semaphore */
 417 int SIMIX_sem_get_capacity(smx_sem_t sem)
 418 {
 419   return sem->value;
 420 }
 421
 422 static void _SIMIX_sem_wait(smx_sem_t sem, double timeout, smx_process_t issuer,
 423                             smx_req_t req)
 424 {
 425   smx_action_t sync_act = NULL;
 426
 427   DEBUG2("Wait semaphore %p (timeout:%f)", sem, timeout);
 428   if (sem->value <= 0) {
 429     sync_act = SIMIX_synchro_wait(issuer->smx_host, timeout);
 430     xbt_fifo_unshift(sync_act->request_list, req);
 431     issuer->waiting_action = sync_act;
 432     xbt_swag_insert(issuer, sem->sleeping);
 433   } else {
 434     sem->value--;
 435     SIMIX_request_answer(req);
 436   }
 437 }
 438
 439 /**
 440  * \brief Handle sem acquire requests without timeouts
 441  */
 442 void SIMIX_pre_sem_acquire(smx_req_t req)
 443 {
 444   _SIMIX_sem_wait(req->sem_acquire.sem, -1, req->issuer, req);
 445 }
 446
 447 /**
 448  * \brief Handle sem acquire requests with timeouts
 449  */
 450 void SIMIX_pre_sem_acquire_timeout(smx_req_t req)
 451 {
 452   _SIMIX_sem_wait(req->sem_acquire_timeout.sem,
 453                   req->sem_acquire_timeout.timeout, req->issuer, req);
 454 }