Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
rename SIMIX_simcall_{pre,post} to SIMIX_simcall_{enter,exit}
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.c
1 /* Copyright (c) 2007-2014. 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 #include "simgrid/sg_config.h"
15
16 #ifdef HAVE_MC
17 #include "mc/mc_private.h"
18 #endif
19
20 #ifdef HAVE_SMPI
21 #include "smpi/private.h"
22 #endif
23
24 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
25 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix,
26                                 "Logging specific to SIMIX (kernel)");
27
28 smx_global_t simix_global = NULL;
29 static xbt_heap_t simix_timers = NULL;
30
31 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void);
32 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action);
33 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action);
34
35 /* FIXME: Yeah, I'll do it in a portable maner one day [Mt] */
36 #include <signal.h>
37
38 int _sg_do_verbose_exit = 1;
39 static void _XBT_CALL inthandler(int ignored)
40 {
41   if ( _sg_do_verbose_exit ) {
42      XBT_INFO("CTRL-C pressed. The current status will be displayed before exit (disable that behavior with option 'verbose-exit').");
43      SIMIX_display_process_status();
44   }
45   else {
46      XBT_INFO("CTRL-C pressed, exiting. Hiding the current process status since 'verbose-exit' is set to false.");
47   }
48   exit(1);
49 }
50
51 #ifndef WIN32
52 static void _XBT_CALL segvhandler(int signum, siginfo_t *siginfo, void *context)
53 {
54   if (siginfo->si_signo == SIGSEGV && siginfo->si_code == SEGV_ACCERR) {
55     fprintf(stderr,
56             "Access violation detected.\n"
57             "This can result from a programming error in your code or, although less likely,\n"
58             "from a bug in SimGrid itself.  This can also be the sign of a bug in the OS or\n"
59             "in third-party libraries.  Failing hardware can sometimes generate such errors\n"
60             "too.\n"
61             "Finally, if nothing of the above applies, this can result from a stack overflow.\n"
62             "Try to increase stack size with --cfg=contexts/stack_size (current size is %d KiB).\n",
63             smx_context_stack_size / 1024);
64     if (XBT_LOG_ISENABLED(simix_kernel, xbt_log_priority_debug)) {
65       fprintf(stderr,
66               "siginfo = {si_signo = %d, si_errno = %d, si_code = %d, si_addr = %p}\n",
67               siginfo->si_signo, siginfo->si_errno, siginfo->si_code, siginfo->si_addr);
68     }
69   } else  if (siginfo->si_signo == SIGSEGV) {
70     fprintf(stderr, "Segmentation fault.\n");
71 #ifdef HAVE_SMPI
72     if (smpi_enabled() && !smpi_privatize_global_variables) {
73       fprintf(stderr,
74         "Try to enable SMPI variable privatization with --cfg=smpi/privatize_global_variables:yes.\n");
75     }
76 #endif
77   }
78 #ifdef HAVE_MC
79   if (MC_is_active()) {
80     if (mc_stack) {
81       MC_dump_stack_safety(mc_stack);
82     }
83     MC_print_statistics(mc_stats);
84   }
85 #endif
86   raise(signum);
87 }
88
89 char sigsegv_stack[SIGSTKSZ];   /* alternate stack for SIGSEGV handler */
90
91 /**
92  * Install signal handler for SIGSEGV.  Check that nobody has already installed
93  * its own handler.  For example, the Java VM does this.
94  */
95 static void install_segvhandler(void)
96 {
97   stack_t stack, old_stack;
98   stack.ss_sp = sigsegv_stack;
99   stack.ss_size = sizeof sigsegv_stack;
100   stack.ss_flags = 0;
101
102   if (sigaltstack(&stack, &old_stack) == -1) {
103     XBT_WARN("Failed to register alternate signal stack: %s",
104              strerror(errno));
105     return;
106   }
107   if (!(old_stack.ss_flags & SS_DISABLE)) {
108     XBT_DEBUG("An alternate stack was already installed (sp=%p, size=%zd, flags=%x). Restore it.",
109               old_stack.ss_sp, old_stack.ss_size, old_stack.ss_flags);
110     sigaltstack(&old_stack, NULL);
111   }
112
113   struct sigaction action, old_action;
114   action.sa_sigaction = segvhandler;
115   action.sa_flags = SA_ONSTACK | SA_RESETHAND | SA_SIGINFO;
116   sigemptyset(&action.sa_mask);
117
118   if (sigaction(SIGSEGV, &action, &old_action) == -1) {
119     XBT_WARN("Failed to register signal handler for SIGSEGV: %s",
120              strerror(errno));
121     return;
122   }
123   if ((old_action.sa_flags & SA_SIGINFO) || old_action.sa_handler != SIG_DFL) {
124     XBT_DEBUG("A signal handler was already installed for SIGSEGV (%p). Restore it.",
125              (old_action.sa_flags & SA_SIGINFO) ?
126              (void*)old_action.sa_sigaction : (void*)old_action.sa_handler);
127     sigaction(SIGSEGV, &old_action, NULL);
128   }
129 }
130
131 #endif
132 /********************************* SIMIX **************************************/
133
134 XBT_INLINE double SIMIX_timer_next(void)
135 {
136   return xbt_heap_size(simix_timers) > 0 ? xbt_heap_maxkey(simix_timers) : -1.0;
137 }
138
139 /**
140  * \ingroup SIMIX_API
141  * \brief Initialize SIMIX internal data.
142  *
143  * \param argc Argc
144  * \param argv Argv
145  */
146 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
147 {
148   s_smx_process_t proc;
149
150   if (!simix_global) {
151     simix_global = xbt_new0(s_smx_global_t, 1);
152
153 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
154     simix_global->timer_seq = xbt_os_timer_new();
155     simix_global->timer_par = xbt_os_timer_new();
156     xbt_os_cputimer_start(simix_global->timer_seq);
157 #endif
158     simix_global->process_to_run = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
159     simix_global->process_that_ran = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
160     simix_global->process_list =
161         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, process_hookup));
162     simix_global->process_to_destroy =
163         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, destroy_hookup));
164
165     simix_global->maestro_process = NULL;
166     simix_global->registered_functions = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
167
168     simix_global->create_process_function = SIMIX_process_create;
169     simix_global->kill_process_function = SIMIX_process_kill;
170     simix_global->cleanup_process_function = SIMIX_process_cleanup;
171     simix_global->action_mallocator = xbt_mallocator_new(65536,
172         SIMIX_action_mallocator_new_f, SIMIX_action_mallocator_free_f,
173         SIMIX_action_mallocator_reset_f);
174     simix_global->autorestart = SIMIX_host_restart_processes;
175
176     surf_init(argc, argv);      /* Initialize SURF structures */
177     SIMIX_context_mod_init();
178     SIMIX_create_maestro_process();
179
180     /* context exception handlers */
181     __xbt_running_ctx_fetch = SIMIX_process_get_running_context;
182     __xbt_ex_terminate = SIMIX_process_exception_terminate;
183
184     SIMIX_network_init();
185
186     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
187     signal(SIGINT, inthandler);
188
189 #ifndef WIN32
190     /* Install SEGV handler */
191     install_segvhandler();
192 #endif
193     /* register a function to be called by SURF after the environment creation */
194     sg_platf_init();
195     sg_platf_postparse_add_cb(SIMIX_post_create_environment);
196
197   }
198   if (!simix_timers) {
199     simix_timers = xbt_heap_new(8, &free);
200   }
201
202   SIMIX_HOST_LEVEL = xbt_lib_add_level(host_lib,SIMIX_host_destroy);
203   SIMIX_STORAGE_LEVEL = xbt_lib_add_level(storage_lib, SIMIX_storage_destroy);
204
205   if (sg_cfg_get_boolean("clean_atexit"))
206     atexit(SIMIX_clean);
207
208   if (_sg_cfg_exit_asap)
209     exit(0);
210 }
211
212 /**
213  * \ingroup SIMIX_API
214  * \brief Clean the SIMIX simulation
215  *
216  * This functions remove the memory used by SIMIX
217  */
218 void SIMIX_clean(void)
219 {
220   static int cleaned = 0;
221 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
222   smx_ctx_raw_new_sr();
223 #endif
224   if (cleaned) return; // to avoid double cleaning by java and C
225   cleaned = 1;
226   /* Kill everyone (except maestro) */
227   SIMIX_process_killall(simix_global->maestro_process, 1);
228
229   /* Exit the SIMIX network module */
230   SIMIX_network_exit();
231
232   xbt_heap_free(simix_timers);
233   simix_timers = NULL;
234   /* Free the remaining data structures */
235   xbt_dynar_free(&simix_global->process_to_run);
236   xbt_dynar_free(&simix_global->process_that_ran);
237   xbt_swag_free(simix_global->process_to_destroy);
238   xbt_swag_free(simix_global->process_list);
239   simix_global->process_list = NULL;
240   simix_global->process_to_destroy = NULL;
241   xbt_dict_free(&(simix_global->registered_functions));
242
243   /* Let's free maestro now */
244   SIMIX_context_free(simix_global->maestro_process->context);
245   xbt_free(simix_global->maestro_process->running_ctx);
246   xbt_free(simix_global->maestro_process);
247   simix_global->maestro_process = NULL;
248
249   /* Restore the default exception setup */
250   __xbt_running_ctx_fetch = &__xbt_ex_ctx_default;
251   __xbt_ex_terminate = &__xbt_ex_terminate_default;
252
253   /* Finish context module and SURF */
254   SIMIX_context_mod_exit();
255
256   surf_exit();
257
258 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
259   xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
260   XBT_INFO("Amdahl timing informations. Sequential time: %f; Parallel time: %f",
261            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_seq),
262            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_par));
263   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_seq);
264   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_par);
265 #endif
266
267   xbt_mallocator_free(simix_global->action_mallocator);
268   xbt_free(simix_global);
269   simix_global = NULL;
270
271   return;
272 }
273
274
275 /**
276  * \ingroup SIMIX_API
277  * \brief A clock (in second).
278  *
279  * \return Return the clock.
280  */
281 XBT_INLINE double SIMIX_get_clock(void)
282 {
283   if(MC_is_active()){
284     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
285   }else{
286     return surf_get_clock();
287   }
288 }
289
290 static int process_syscall_color(void *p)
291 {
292   switch ((*(smx_process_t *)p)->simcall.call) {
293   case SIMCALL_NONE:
294   case SIMCALL_PROCESS_KILL:
295     return 2;
296   case SIMCALL_PROCESS_RESUME:
297     return 1;
298   default:
299     return 0;
300   }
301 }
302
303 /**
304  * \ingroup SIMIX_API
305  * \brief Run the main simulation loop.
306  */
307 void SIMIX_run(void)
308 {
309   double time = 0;
310   smx_process_t process;
311   surf_action_t action;
312   smx_timer_t timer;
313   surf_model_t model;
314   unsigned int iter;
315
316   do {
317     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%lu",
318         xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
319 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
320     smx_ctx_raw_new_sr();
321 #endif
322     while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
323       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%lu",
324               xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
325
326       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
327 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
328       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
329       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_par);
330 #endif
331       SIMIX_process_runall();
332 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
333       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_par);
334       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_seq);
335 #endif
336
337       /* Move all killing processes to the end of the list, because killing a process that have an ongoing simcall is a bad idea */
338       xbt_dynar_three_way_partition(simix_global->process_that_ran, process_syscall_color);
339
340       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
341
342       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
343
344       /* Here, the order is ok because:
345        *
346        *   Short proof: only maestro adds stuff to the process_to_run array, so the execution order of user contexts do not impact its order.
347        *
348        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
349        *
350        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
351        *     rational: This can be proved inductively.
352        *        Assume that process_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file is parsed linearly).
353        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
354        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
355        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
356        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
357        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
358        *        - If a process gets added to process_to_run because one of their blocking action constituting the meat
359        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
360        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
361        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an example.
362        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
363        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
364        *            The function is called:
365        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
366        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
367        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from the function
368        *              we are in, by the chunk:
369        *                       set = model->states.failed_action_set;
370        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
371        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
372        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
373        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
374        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which actions are
375        *              poped out of the swag does not depend on the user code's execution order.
376        *            - because the communication terminated. In this case, actions are served in the order given by
377        *                       set = model->states.done_action_set;
378        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
379        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
380        *              and the argument is very similar to the previous one.
381        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user processes are executed.
382        *          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.
383        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
384        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
385        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is not reproducible.
386        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
387        *
388        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
389        *
390        *   We could sort the process_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are handled
391        *   (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if unfriendly).
392        *   That would thus be a pure waste of time.
393        */
394
395       xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
396         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
397           SIMIX_simcall_enter(&process->simcall, 0);
398         }
399       }
400     }
401
402     time = SIMIX_timer_next();
403     if (time != -1.0 || xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0)
404       time = surf_solve(time);
405
406     /* Notify all the hosts that have failed */
407     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
408     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
409
410     /* Handle any pending timer */
411     while (xbt_heap_size(simix_timers) > 0 && SIMIX_get_clock() >= SIMIX_timer_next()) {
412        //FIXME: make the timers being real callbacks
413        // (i.e. provide dispatchers that read and expand the args)
414        timer = xbt_heap_pop(simix_timers);
415        if (timer->func)
416          ((void (*)(void*))timer->func)(timer->args);
417        xbt_free(timer);
418     }
419
420     /* Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
421     xbt_dynar_foreach(model_list, iter, model) {
422       while ((action = surf_model_extract_failed_action_set(model)))
423         SIMIX_simcall_exit((smx_action_t) surf_action_get_data(action));
424
425       while ((action = surf_model_extract_done_action_set(model)))
426         if (surf_action_get_data(action) == NULL)
427           XBT_DEBUG("probably vcpu's action %p, skip", action);
428         else
429           SIMIX_simcall_exit((smx_action_t) surf_action_get_data(action));
430     }
431
432     /* Autorestart all process */
433     if(host_that_restart) {
434       char *hostname = NULL;
435       xbt_dynar_foreach(host_that_restart,iter,hostname) {
436         XBT_INFO("Restart processes on host: %s",hostname);
437         SIMIX_host_autorestart(SIMIX_host_get_by_name(hostname));
438       }
439       xbt_dynar_reset(host_that_restart);
440     }
441
442     /* Clean processes to destroy */
443     SIMIX_process_empty_trash();
444
445
446     XBT_DEBUG("### time %f, empty %d", time, xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
447     // !(time == -1.0 && xbt_dynar_is_empty())
448
449
450   } while (time != -1.0 || !xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
451
452   if (xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0) {
453
454 #ifdef HAVE_TRACING
455     TRACE_end();
456 #endif
457
458     XBT_CRITICAL("Oops ! Deadlock or code not perfectly clean.");
459     SIMIX_display_process_status();
460     xbt_abort();
461   }
462 }
463
464 /**
465  *   \brief Set the date to execute a function
466  *
467  * Set the date to execute the function on the surf.
468  *   \param date Date to execute function
469  *   \param function Function to be executed
470  *   \param arg Parameters of the function
471  *
472  */
473 XBT_INLINE void SIMIX_timer_set(double date, void *function, void *arg)
474 {
475   smx_timer_t timer = xbt_new0(s_smx_timer_t, 1);
476
477   timer->date = date;
478   timer->func = function;
479   timer->args = arg;
480   xbt_heap_push(simix_timers, timer, date);
481 }
482
483 /**
484  * \brief Registers a function to create a process.
485  *
486  * This function registers a function to be called
487  * when a new process is created. The function has
488  * to call SIMIX_process_create().
489  * \param function create process function
490  */
491 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t
492                                                        function)
493 {
494   simix_global->create_process_function = function;
495 }
496
497 /**
498  * \brief Registers a function to kill a process.
499  *
500  * This function registers a function to be called when a
501  * process is killed. The function has to call the SIMIX_process_kill().
502  *
503  * \param function Kill process function
504  */
505 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_kill(void_pfn_smxprocess_t_smxprocess_t
506                                                      function)
507 {
508   simix_global->kill_process_function = function;
509 }
510
511 /**
512  * \brief Registers a function to cleanup a process.
513  *
514  * This function registers a user function to be called when
515  * a process ends properly.
516  *
517  * \param function cleanup process function
518  */
519 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_cleanup(void_pfn_smxprocess_t
520                                                         function)
521 {
522   simix_global->cleanup_process_function = function;
523 }
524
525
526 void SIMIX_display_process_status(void)
527 {
528   if (simix_global->process_list == NULL) {
529     return;
530   }
531
532   smx_process_t process = NULL;
533   int nbprocess = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
534
535   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
536   /*  List the process and their state */
537   XBT_INFO
538     ("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
539   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list) {
540
541     if (process->waiting_action) {
542
543       const char* action_description = "unknown";
544       switch (process->waiting_action->type) {
545
546       case SIMIX_ACTION_EXECUTE:
547         action_description = "execution";
548         break;
549
550       case SIMIX_ACTION_PARALLEL_EXECUTE:
551         action_description = "parallel execution";
552         break;
553
554       case SIMIX_ACTION_COMMUNICATE:
555         action_description = "communication";
556         break;
557
558       case SIMIX_ACTION_SLEEP:
559         action_description = "sleeping";
560         break;
561
562       case SIMIX_ACTION_JOIN:
563         action_description = "joining";
564         break;
565
566       case SIMIX_ACTION_SYNCHRO:
567         action_description = "synchronization";
568         break;
569
570       case SIMIX_ACTION_IO:
571         action_description = "I/O";
572         break;
573       /* **************************************/
574       /* TUTORIAL: New API                    */
575       case SIMIX_ACTION_NEW_API:
576         action_description = "NEW API";
577       /* **************************************/
578
579         break;
580       }
581       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s): waiting for %s action %p (%s) in state %d to finish",
582           process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host),
583           action_description, process->waiting_action,
584           process->waiting_action->name, (int)process->waiting_action->state);
585     }
586     else {
587       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s)", process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host));
588     }
589   }
590 }
591
592 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void) {
593   smx_action_t action = xbt_new(s_smx_action_t, 1);
594   action->simcalls = xbt_fifo_new();
595   return action;
596 }
597
598 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action) {
599   xbt_fifo_free(((smx_action_t) action)->simcalls);
600   xbt_free(action);
601 }
602
603 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action) {
604
605   // we also recycle the simcall list
606   xbt_fifo_t fifo = ((smx_action_t) action)->simcalls;
607   xbt_fifo_reset(fifo);
608   memset(action, 0, sizeof(s_smx_action_t));
609   ((smx_action_t) action)->simcalls = fifo;
610 }
611
612 xbt_dict_t SIMIX_pre_asr_get_properties(smx_simcall_t simcall, const char *name){
613   return SIMIX_asr_get_properties(name);
614 }
615 xbt_dict_t SIMIX_asr_get_properties(const char *name)
616 {
617   return xbt_lib_get_or_null(as_router_lib, name, ROUTING_PROP_ASR_LEVEL);
618 }
619