Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
52c0aca250584db2dce5ca7f7990cff66adc7091
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.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 "smx_private.h"
8 #include "xbt/heap.h"
9 #include "xbt/sysdep.h"
10 #include "xbt/log.h"
11 #include "xbt/str.h"
12 #include "xbt/ex.h"             /* ex_backtrace_display */
13 #include "mc/mc.h"
14
15 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
16 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix,
17                                 "Logging specific to SIMIX (kernel)");
18
19 smx_global_t simix_global = NULL;
20 static xbt_heap_t simix_timers = NULL;
21
22 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void);
23 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action);
24 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action);
25
26 extern void smx_ctx_raw_new_sr(void);
27
28 /* FIXME: Yeah, I'll do it in a portable maner one day [Mt] */
29 #include <signal.h>
30
31 int _surf_do_verbose_exit = 1;
32 static void _XBT_CALL inthandler(int ignored)
33 {
34   if ( _surf_do_verbose_exit ) {
35      XBT_INFO("CTRL-C pressed. Displaying status and bailing out");
36      SIMIX_display_process_status();
37   }
38   else {
39      XBT_INFO("CTRL-C pressed. bailing out without displaying because verbose-exit is disabled");
40   }
41   exit(1);
42 }
43
44 /********************************* SIMIX **************************************/
45
46 XBT_INLINE double SIMIX_timer_next(void)
47 {
48   return xbt_heap_size(simix_timers) > 0 ? xbt_heap_maxkey(simix_timers) : -1.0;
49 }
50
51 /**
52  * \ingroup SIMIX_API
53  * \brief Initialize SIMIX internal data.
54  *
55  * \param argc Argc
56  * \param argv Argv
57  */
58 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
59 {
60   s_smx_process_t proc;
61
62   if (!simix_global) {
63     simix_global = xbt_new0(s_smx_global_t, 1);
64
65     simix_global->process_to_run = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
66     simix_global->process_that_ran = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
67     simix_global->process_list =
68         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, process_hookup));
69     simix_global->process_to_destroy =
70         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, destroy_hookup));
71
72     simix_global->maestro_process = NULL;
73     simix_global->registered_functions = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
74
75     simix_global->create_process_function = SIMIX_process_create;
76     simix_global->kill_process_function = SIMIX_process_kill;
77     simix_global->cleanup_process_function = SIMIX_process_cleanup;
78     simix_global->action_mallocator = xbt_mallocator_new(65536,
79         SIMIX_action_mallocator_new_f, SIMIX_action_mallocator_free_f,
80         SIMIX_action_mallocator_reset_f);
81     simix_global->autorestart = SIMIX_host_restart_processes;
82
83     surf_init(argc, argv);      /* Initialize SURF structures */
84     SIMIX_context_mod_init();
85     SIMIX_create_maestro_process();
86
87     /* context exception handlers */
88     __xbt_running_ctx_fetch = SIMIX_process_get_running_context;
89     __xbt_ex_terminate = SIMIX_process_exception_terminate;
90
91     /* Initialize the SIMIX network module */
92     SIMIX_network_init();
93
94     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
95     signal(SIGINT, inthandler);
96   }
97   if (!simix_timers) {
98     simix_timers = xbt_heap_new(8, &free);
99   }
100
101   XBT_DEBUG("ADD SIMIX LEVELS");
102   SIMIX_HOST_LEVEL = xbt_lib_add_level(host_lib,SIMIX_host_destroy);
103 }
104
105 /**
106  * \ingroup SIMIX_API
107  * \brief Clean the SIMIX simulation
108  *
109  * This functions remove the memory used by SIMIX
110  */
111 void SIMIX_clean(void)
112 {
113 #ifdef TIME_BENCH
114   smx_ctx_raw_new_sr();
115 #endif
116
117   /* Kill everyone (except maestro) */
118   SIMIX_process_killall(simix_global->maestro_process);
119
120   /* Exit the SIMIX network module */
121   SIMIX_network_exit();
122
123   xbt_heap_free(simix_timers);
124   simix_timers = NULL;
125   /* Free the remaining data structures */
126   xbt_dynar_free(&simix_global->process_to_run);
127   xbt_dynar_free(&simix_global->process_that_ran);
128   xbt_swag_free(simix_global->process_to_destroy);
129   xbt_swag_free(simix_global->process_list);
130   simix_global->process_list = NULL;
131   simix_global->process_to_destroy = NULL;
132   xbt_dict_free(&(simix_global->registered_functions));
133
134   /* Let's free maestro now */
135   SIMIX_context_free(simix_global->maestro_process->context);
136   xbt_free(simix_global->maestro_process->running_ctx);
137   xbt_free(simix_global->maestro_process);
138   simix_global->maestro_process = NULL;
139
140   /* Restore the default exception setup */
141   __xbt_running_ctx_fetch = &__xbt_ex_ctx_default;
142   __xbt_ex_terminate = &__xbt_ex_terminate_default;
143
144   /* Finish context module and SURF */
145   SIMIX_context_mod_exit();
146
147   surf_exit();
148
149   xbt_mallocator_free(simix_global->action_mallocator);
150   xbt_free(simix_global);
151   simix_global = NULL;
152
153   return;
154 }
155
156
157 /**
158  * \ingroup SIMIX_API
159  * \brief A clock (in second).
160  *
161  * \return Return the clock.
162  */
163 XBT_INLINE double SIMIX_get_clock(void)
164 {
165   if(MC_IS_ENABLED){
166     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
167   }else{
168     return surf_get_clock();
169   }
170 }
171
172 static int process_syscall_color(void *p)
173 {
174   switch ((*(smx_process_t *)p)->simcall.call) {
175   case SIMCALL_NONE:
176   case SIMCALL_PROCESS_KILL:
177     return 2;
178   case SIMCALL_PROCESS_RESUME:
179     return 1;
180   default:
181     return 0;
182   }
183 }
184
185 /**
186  * \ingroup SIMIX_API
187  * \brief Run the main simulation loop.
188  */
189 void SIMIX_run(void)
190 {
191   double time = 0;
192   smx_process_t process;
193   xbt_swag_t set;
194   surf_action_t action;
195   smx_timer_t timer;
196   surf_model_t model;
197   unsigned int iter;
198
199   do {
200     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%lu",
201         xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
202 #ifdef TIME_BENCH
203     smx_ctx_raw_new_sr();
204 #endif
205     while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
206       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%lu",
207               xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
208
209       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
210       SIMIX_process_runall();
211
212       /* Move all killing processes to the end of the list, because killing a process that have an ongoing simcall is a bad idea */
213       xbt_dynar_three_way_partition(simix_global->process_that_ran, process_syscall_color);
214
215       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
216
217       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
218
219       /* Here, the order is ok because:
220        *
221        *   Short proof: only maestro adds stuff to the process_to_run array, so the execution order of user contexts do not impact its order.
222        *
223        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
224        *
225        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
226        *     rational: This can be proved inductively.
227        *        Assume that process_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file is parsed linearly).
228        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
229        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
230        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
231        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
232        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
233        *        - If a process gets added to process_to_run because one of their blocking action constituting the meat
234        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
235        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
236        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an example.
237        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
238        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
239        *            The function is called:
240        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
241        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
242        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from the function
243        *              we are in, by the chunk:
244        *                       set = model->states.failed_action_set;
245        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
246        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
247        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
248        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
249        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which actions are
250        *              poped out of the swag does not depend on the user code's execution order.
251        *            - because the communication terminated. In this case, actions are served in the order given by
252        *                       set = model->states.done_action_set;
253        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
254        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
255        *              and the argument is very similar to the previous one.
256        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user processes are executed.
257        *          So, in any cases, the orders of processes within process_to_run do not depend on the order in which user processes were executed previously.
258        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
259        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
260        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is not reproducible.
261        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
262        *
263        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
264        *
265        *   We could sort the process_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are handled
266        *   (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if unfriendly).
267        *   That would thus be a pure waste of time.
268        */
269
270       xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
271         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
272           SIMIX_simcall_pre(&process->simcall, 0);
273         }
274       }
275     }
276
277     time = SIMIX_timer_next();
278     if (time != -1.0 || xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0)
279       time = surf_solve(time);
280
281     /* Notify all the hosts that have failed */
282     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
283     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
284
285     /* Handle any pending timer */
286     while (xbt_heap_size(simix_timers) > 0 && SIMIX_get_clock() >= SIMIX_timer_next()) {
287        //FIXME: make the timers being real callbacks
288        // (i.e. provide dispatchers that read and expand the args) 
289        timer = xbt_heap_pop(simix_timers);
290        if (timer->func)
291          ((void (*)(void*))timer->func)(timer->args);
292     }
293     /* Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
294     xbt_dynar_foreach(model_list, iter, model) {
295       set = model->states.failed_action_set;
296       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
297         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
298       set = model->states.done_action_set;
299       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
300         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
301     }
302
303     /* Clean processes to destroy */
304     SIMIX_process_empty_trash();
305
306   } while (time != -1.0 || !xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
307
308   if (xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0) {
309
310 #ifdef HAVE_TRACING
311     TRACE_end();
312 #endif
313
314     XBT_WARN("Oops ! Deadlock or code not perfectly clean.");
315     SIMIX_display_process_status();
316     xbt_abort();
317   }
318 }
319
320 /**
321  *   \brief Set the date to execute a function
322  *
323  * Set the date to execute the function on the surf.
324  *   \param date Date to execute function
325  *   \param function Function to be executed
326  *   \param arg Parameters of the function
327  *
328  */
329 XBT_INLINE void SIMIX_timer_set(double date, void *function, void *arg)
330 {
331   smx_timer_t timer = xbt_new0(s_smx_timer_t, 1);
332
333   timer->date = date;
334   timer->func = function;
335   timer->args = arg;
336   xbt_heap_push(simix_timers, timer, date);
337 }
338
339 /**
340  * \brief Registers a function to create a process.
341  *
342  * This function registers a function to be called
343  * when a new process is created. The function has
344  * to call SIMIX_process_create().
345  * \param function create process function
346  */
347 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t
348                                                        function)
349 {
350   simix_global->create_process_function = function;
351 }
352
353 /**
354  * \brief Registers a function to kill a process.
355  *
356  * This function registers a function to be called when a
357  * process is killed. The function has to call the SIMIX_process_kill().
358  *
359  * \param function Kill process function
360  */
361 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_kill(void_pfn_smxprocess_t_smxprocess_t
362                                                      function)
363 {
364   simix_global->kill_process_function = function;
365 }
366
367 /**
368  * \brief Registers a function to cleanup a process.
369  *
370  * This function registers a user function to be called when
371  * a process ends properly.
372  *
373  * \param function cleanup process function
374  */
375 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_cleanup(void_pfn_smxprocess_t
376                                                         function)
377 {
378   simix_global->cleanup_process_function = function;
379 }
380
381
382 void SIMIX_display_process_status(void)
383 {
384   if (simix_global->process_list == NULL) {
385     return;
386   }
387
388   smx_process_t process = NULL;
389   int nbprocess = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
390
391   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
392   /*  List the process and their state */
393   XBT_INFO
394     ("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
395   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list) {
396
397     if (process->waiting_action) {
398
399       const char* action_description = "unknown";
400       switch (process->waiting_action->type) {
401
402       case SIMIX_ACTION_EXECUTE:
403         action_description = "execution";
404         break;
405
406       case SIMIX_ACTION_PARALLEL_EXECUTE:
407         action_description = "parallel execution";
408         break;
409
410       case SIMIX_ACTION_COMMUNICATE:
411         action_description = "communication";
412         break;
413
414       case SIMIX_ACTION_SLEEP:
415         action_description = "sleeping";
416         break;
417
418       case SIMIX_ACTION_SYNCHRO:
419         action_description = "synchronization";
420         break;
421
422       case SIMIX_ACTION_IO:
423         action_description = "I/O";
424         break;
425       }
426       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s): waiting for %s action %p (%s) in state %d to finish",
427           process->pid, process->name, process->smx_host->name,
428           action_description, process->waiting_action,
429           process->waiting_action->name, (int)process->waiting_action->state);
430     }
431     else {
432       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s)", process->pid, process->name, process->smx_host->name);
433     }
434   }
435 }
436
437 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void) {
438   smx_action_t action = xbt_new(s_smx_action_t, 1);
439   action->simcalls = xbt_fifo_new();
440   return action;
441 }
442
443 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action) {
444   xbt_fifo_free(((smx_action_t) action)->simcalls);
445   xbt_free(action);
446 }
447
448 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action) {
449
450   // we also recycle the simcall list
451   xbt_fifo_t fifo = ((smx_action_t) action)->simcalls;
452   xbt_fifo_reset(fifo);
453   memset(action, 0, sizeof(s_smx_action_t));
454   ((smx_action_t) action)->simcalls = fifo;
455 }