include/simgrid/simix.hpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2019. 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 #ifndef SIMGRID_SIMIX_HPP
   8 #define SIMGRID_SIMIX_HPP
   9
  10 #include <simgrid/simix.h>
  11 #include <xbt/functional.hpp>
  12 #include <xbt/future.hpp>
  13 #include <xbt/signal.hpp>
  14
  15 #include <boost/heap/fibonacci_heap.hpp>
  16 #include <string>
  17 #include <unordered_map>
  18
  19 XBT_PUBLIC void simcall_run_kernel(std::function<void()> const& code, simgrid::mc::SimcallInspector* t);
  20 XBT_PUBLIC void simcall_run_blocking(std::function<void()> const& code, simgrid::mc::SimcallInspector* t);
  21
  22 namespace simgrid {
  23 namespace kernel {
  24 namespace actor {
  25
  26 /** Execute some code in kernel context on behalf of the user code.
  27  *
  28  * Every modification of the environment must be protected this way: every setter, constructor and similar.
  29  * Getters don't have to be protected this way.
  30  *
  31  * This allows deterministic parallel simulation without any locking, even if almost nobody uses parallel simulation in
  32  * SimGrid. More interestingly it makes every modification of the simulated world observable by the model-checker,
  33  * allowing the whole MC business.
  34  *
  35  * It is highly inspired from the syscalls in a regular operating system, allowing the user code to get some specific
  36  * code executed in the kernel context. But here, there is almost no security involved. Parameters get checked for
  37  * finiteness but that's all. The main goal remain to ensure reproducible ordering of uncomparable events (in
  38  * [parallel] simulation) and observability of events (in model-checking).
  39  *
  40  * The code passed as argument is supposed to terminate at the exact same simulated timestamp.
  41  * Do not use it if your code may block waiting for a subsequent event, e.g. if you lock a mutex,
  42  * you may need to wait for that mutex to be unlocked by its current owner.
  43  * Potentially blocking simcall must be issued using simcall_blocking(), right below in this file.
  44  */
  45 template <class F> typename std::result_of<F()>::type simcall(F&& code, mc::SimcallInspector* t = nullptr)
  46 {
  47   // If we are in the maestro, we take the fast path and execute the
  48   // code directly without simcall marshalling/unmarshalling/dispatch:
  49   if (SIMIX_is_maestro())
  50     return std::forward<F>(code)();
  51
  52   // If we are in the application, pass the code to the maestro which
  53   // executes it for us and reports the result. We use a std::future which
  54   // conveniently handles the success/failure value for us.
  55   typedef typename std::result_of<F()>::type R;
  56   simgrid::xbt::Result<R> result;
  57   simcall_run_kernel([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); }, t);
  58   return result.get();
  59 }
  60
  61 /** Execute some code (that does not return immediately) in kernel context
  62  *
  63  * This is very similar to simcall() right above, but the calling actor will not get rescheduled until
  64  * actor->simcall_answer() is called explicitly.
  65  *
  66  * Since the return value does not come from the lambda directly, its type cannot be guessed automatically and must
  67  * be provided as template parameter.
  68  *
  69  * This is meant for blocking actions. For example, locking a mutex is a blocking simcall.
  70  * First it's a simcall because that's obviously a modification of the world. Then, that's a blocking simcall because if
  71  * the mutex happens not to be free, the actor is added to a queue of actors in the mutex. Every mutex->unlock() takes
  72  * the first actor from the queue, mark it as current owner of the mutex and call actor->simcall_answer() to mark that
  73  * this mutex is now unblocked and ready to run again. If the mutex is initially free, the calling actor is unblocked
  74  * right away with actor->simcall_answer() once the mutex is marked as locked.
  75  *
  76  * If your code never calls actor->simcall_answer() itself, the actor will never return from its simcall.
  77  */
  78 template <class R, class F> R simcall_blocking(F&& code, mc::SimcallInspector* t = nullptr)
  79 {
  80   // If we are in the maestro, we take the fast path and execute the
  81   // code directly without simcall marshalling/unmarshalling/dispatch:
  82   if (SIMIX_is_maestro())
  83     return std::forward<F>(code)();
  84
  85   // If we are in the application, pass the code to the maestro which
  86   // executes it for us and reports the result. We use a std::future which
  87   // conveniently handles the success/failure value for us.
  88   simgrid::xbt::Result<R> result;
  89   simcall_run_blocking([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); }, t);
  90   return result.get();
  91 }
  92 } // namespace actor
  93 } // namespace kernel
  94 } // namespace simgrid
  95 namespace simgrid {
  96 namespace simix {
  97
  98 // What's executed as SIMIX actor code:
  99 typedef std::function<void()> ActorCode;
 100
 101 // Create an ActorCode based on a std::string
 102 typedef std::function<ActorCode(std::vector<std::string> args)> ActorCodeFactory;
 103
 104 XBT_PUBLIC void register_function(const std::string& name, const ActorCodeFactory& factory);
 105
 106 typedef std::pair<double, Timer*> TimerQelt;
 107 static boost::heap::fibonacci_heap<TimerQelt, boost::heap::compare<xbt::HeapComparator<TimerQelt>>> simix_timers;
 108
 109 /** @brief Timer datatype */
 110 class Timer {
 111   double date = 0.0;
 112
 113 public:
 114   decltype(simix_timers)::handle_type handle_;
 115
 116   Timer(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback) : date(date), callback(std::move(callback)) {}
 117
 118   simgrid::xbt::Task<void()> callback;
 119   double get_date() { return date; }
 120   void remove();
 121
 122   template <class F> static inline Timer* set(double date, F callback)
 123   {
 124     return set(date, simgrid::xbt::Task<void()>(std::move(callback)));
 125   }
 126
 127   static Timer* set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback);
 128   static double next() { return simix_timers.empty() ? -1.0 : simix_timers.top().first; }
 129 };
 130
 131 } // namespace simix
 132 } // namespace simgrid
 133
 134 XBT_PUBLIC smx_actor_t simcall_process_create(const std::string& name, const simgrid::simix::ActorCode& code,
 135                                               void* data, sg_host_t host,
 136                                               std::unordered_map<std::string, std::string>* properties);
 137
 138 #endif