Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
objectify SIMIX_execute_tasks
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.cpp
1 /* Copyright (c) 2007-2019. 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/s4u/Engine.hpp"
8 #include "simgrid/s4u/Host.hpp"
9 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
10
11 #include "simgrid/sg_config.hpp"
12 #include "src/kernel/activity/ExecImpl.hpp"
13 #include "src/kernel/activity/IoImpl.hpp"
14 #include "src/kernel/activity/MailboxImpl.hpp"
15 #include "src/kernel/activity/SleepImpl.hpp"
16 #include "src/kernel/activity/SynchroRaw.hpp"
17 #include "src/mc/mc_record.hpp"
18 #include "src/mc/mc_replay.hpp"
19 #include "src/simix/smx_private.hpp"
20 #include "src/surf/StorageImpl.hpp"
21 #include "src/surf/xml/platf.hpp"
22
23 #if SIMGRID_HAVE_MC
24 #include "src/mc/remote/Client.hpp"
25 #endif
26
27
28 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
29 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix, "Logging specific to SIMIX (kernel)");
30
31 std::unique_ptr<simgrid::simix::Global> simix_global;
32
33 void (*SMPI_switch_data_segment)(simgrid::s4u::ActorPtr) = nullptr;
34
35 bool _sg_do_verbose_exit = true;
36 static void inthandler(int)
37 {
38   if ( _sg_do_verbose_exit ) {
39      XBT_INFO("CTRL-C pressed. The current status will be displayed before exit (disable that behavior with option 'verbose-exit').");
40      SIMIX_display_process_status();
41   }
42   else {
43      XBT_INFO("CTRL-C pressed, exiting. Hiding the current process status since 'verbose-exit' is set to false.");
44   }
45   exit(1);
46 }
47
48 #ifndef _WIN32
49 static void segvhandler(int signum, siginfo_t* siginfo, void* /*context*/)
50 {
51   if (siginfo->si_signo == SIGSEGV && siginfo->si_code == SEGV_ACCERR) {
52     fprintf(stderr, "Access violation detected.\n"
53                     "This probably comes from a programming error in your code, or from a stack\n"
54                     "overflow. If you are certain of your code, try increasing the stack size\n"
55                     "   --cfg=contexts/stack-size=XXX (current size is %u KiB).\n"
56                     "\n"
57                     "If it does not help, this may have one of the following causes:\n"
58                     "a bug in SimGrid, a bug in the OS or a bug in a third-party libraries.\n"
59                     "Failing hardware can sometimes generate such errors too.\n"
60                     "\n"
61                     "If you think you've found a bug in SimGrid, please report it along with a\n"
62                     "Minimal Working Example (MWE) reproducing your problem and a full backtrace\n"
63                     "of the fault captured with gdb or valgrind.\n",
64             smx_context_stack_size / 1024);
65   } else  if (siginfo->si_signo == SIGSEGV) {
66     fprintf(stderr, "Segmentation fault.\n");
67 #if HAVE_SMPI
68     if (smpi_enabled() && smpi_privatize_global_variables == SmpiPrivStrategies::NONE) {
69 #if HAVE_PRIVATIZATION
70       fprintf(stderr, "Try to enable SMPI variable privatization with --cfg=smpi/privatization:yes.\n");
71 #else
72       fprintf(stderr, "Sadly, your system does not support --cfg=smpi/privatization:yes (yet).\n");
73 #endif /* HAVE_PRIVATIZATION */
74     }
75 #endif /* HAVE_SMPI */
76   }
77   std::raise(signum);
78 }
79
80 unsigned char sigsegv_stack[SIGSTKSZ]; /* alternate stack for SIGSEGV handler */
81
82 /**
83  * Install signal handler for SIGSEGV.  Check that nobody has already installed
84  * its own handler.  For example, the Java VM does this.
85  */
86 static void install_segvhandler()
87 {
88   stack_t stack;
89   stack_t old_stack;
90   stack.ss_sp = sigsegv_stack;
91   stack.ss_size = sizeof sigsegv_stack;
92   stack.ss_flags = 0;
93
94   if (sigaltstack(&stack, &old_stack) == -1) {
95     XBT_WARN("Failed to register alternate signal stack: %s", strerror(errno));
96     return;
97   }
98   if (not(old_stack.ss_flags & SS_DISABLE)) {
99     XBT_DEBUG("An alternate stack was already installed (sp=%p, size=%zu, flags=%x). Restore it.", old_stack.ss_sp,
100               old_stack.ss_size, (unsigned)old_stack.ss_flags);
101     sigaltstack(&old_stack, nullptr);
102   }
103
104   struct sigaction action;
105   struct sigaction old_action;
106   action.sa_sigaction = &segvhandler;
107   action.sa_flags = SA_ONSTACK | SA_RESETHAND | SA_SIGINFO;
108   sigemptyset(&action.sa_mask);
109
110   if (sigaction(SIGSEGV, &action, &old_action) == -1) {
111     XBT_WARN("Failed to register signal handler for SIGSEGV: %s", strerror(errno));
112     return;
113   }
114   if ((old_action.sa_flags & SA_SIGINFO) || old_action.sa_handler != SIG_DFL) {
115     XBT_DEBUG("A signal handler was already installed for SIGSEGV (%p). Restore it.",
116              (old_action.sa_flags & SA_SIGINFO) ? (void*)old_action.sa_sigaction : (void*)old_action.sa_handler);
117     sigaction(SIGSEGV, &old_action, nullptr);
118   }
119 }
120
121 #endif /* _WIN32 */
122
123 /********************************* SIMIX **************************************/
124 namespace simgrid {
125 namespace simix {
126
127 Timer* Timer::set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback)
128 {
129   Timer* timer   = new Timer(date, std::move(callback));
130   timer->handle_ = simix_timers.emplace(std::make_pair(date, timer));
131   return timer;
132 }
133
134 /** @brief cancels a timer that was added earlier */
135 void Timer::remove()
136 {
137   simgrid::simix::simix_timers.erase(handle_);
138   delete this;
139 }
140
141 /** Execute all the tasks that are queued, e.g. `.then()` callbacks of futures. */
142 bool Global::execute_tasks()
143 {
144   xbt_assert(tasksTemp.empty());
145
146   if (tasks.empty())
147     return false;
148
149   do {
150     // We don't want the callbacks to modify the vector we are iterating over:
151     tasks.swap(tasksTemp);
152
153     // Execute all the queued tasks:
154     for (auto& task : tasksTemp)
155       task();
156
157     tasksTemp.clear();
158   } while (not tasks.empty());
159
160   return true;
161 }
162
163 void Global::empty_trash()
164 {
165   while (not actors_to_destroy.empty()) {
166     smx_actor_t actor = &actors_to_destroy.front();
167     actors_to_destroy.pop_front();
168     XBT_DEBUG("Getting rid of %p", actor);
169     intrusive_ptr_release(actor);
170   }
171 #if SIMGRID_HAVE_MC
172   xbt_dynar_reset(simix_global->dead_actors_vector);
173 #endif
174 }
175 /**
176  * @brief Executes the actors in simix_global->actors_to_run.
177  *
178  * The actors in simix_global->actors_to_run are run (in parallel if  possible). On exit, simix_global->actors_to_run
179  * is empty, and simix_global->actors_that_ran contains the list of actors that just ran.
180  * The two lists are swapped so, be careful when using them before and after a call to this function.
181  */
182 void Global::run_all_actors()
183 {
184   SIMIX_context_runall();
185
186   simix_global->actors_to_run.swap(simix_global->actors_that_ran);
187   simix_global->actors_to_run.clear();
188 }
189
190 simgrid::config::Flag<double> breakpoint{"simix/breakpoint",
191                                          "When non-negative, raise a SIGTRAP after given (simulated) time", -1.0};
192 }
193 }
194
195 static simgrid::simix::ActorCode maestro_code;
196 void SIMIX_set_maestro(void (*code)(void*), void* data)
197 {
198 #ifdef _WIN32
199   XBT_INFO("WARNING, SIMIX_set_maestro is believed to not work on windows. Please help us investigating this issue if you need that feature");
200 #endif
201   maestro_code = std::bind(code, data);
202 }
203
204 /**
205  * @ingroup SIMIX_API
206  * @brief Initialize SIMIX internal data.
207  */
208 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
209 {
210 #if SIMGRID_HAVE_MC
211   // The communication initialization is done ASAP.
212   // We need to communicate  initialization of the different layers to the model-checker.
213   simgrid::mc::Client::initialize();
214 #endif
215
216   if (simix_global == nullptr) {
217     surf_init(argc, argv); /* Initialize SURF structures */
218
219     simix_global.reset(new simgrid::simix::Global());
220     simix_global->maestro_process = nullptr;
221     SIMIX_context_mod_init();
222
223     // Either create a new context with maestro or create
224     // a context object with the current context mestro):
225     simgrid::kernel::actor::create_maestro(maestro_code);
226
227     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
228     std::signal(SIGINT, inthandler);
229
230 #ifndef _WIN32
231     install_segvhandler();
232 #endif
233     /* register a function to be called by SURF after the environment creation */
234     sg_platf_init();
235     simgrid::s4u::on_platform_created.connect(surf_presolve);
236
237     simgrid::s4u::Storage::on_creation.connect([](simgrid::s4u::Storage const& storage) {
238       sg_storage_t s = simgrid::s4u::Storage::by_name(storage.get_name());
239       xbt_assert(s != nullptr, "Storage not found for name %s", storage.get_cname());
240     });
241   }
242
243   if (simgrid::config::get_value<bool>("clean-atexit"))
244     atexit(SIMIX_clean);
245 }
246
247 int smx_cleaned = 0;
248 /**
249  * @ingroup SIMIX_API
250  * @brief Clean the SIMIX simulation
251  *
252  * This functions remove the memory used by SIMIX
253  */
254 void SIMIX_clean()
255 {
256   if (smx_cleaned)
257     return; // to avoid double cleaning by java and C
258
259   smx_cleaned = 1;
260   XBT_DEBUG("SIMIX_clean called. Simulation's over.");
261   if (not simix_global->actors_to_run.empty() && SIMIX_get_clock() <= 0.0) {
262     XBT_CRITICAL("   ");
263     XBT_CRITICAL("The time is still 0, and you still have processes ready to run.");
264     XBT_CRITICAL("It seems that you forgot to run the simulation that you setup.");
265     xbt_die("Bailing out to avoid that stop-before-start madness. Please fix your code.");
266   }
267
268 #if HAVE_SMPI
269   if (SIMIX_process_count()>0){
270     if(smpi_process()->initialized()){
271       xbt_die("Process exited without calling MPI_Finalize - Killing simulation");
272     }else{
273       XBT_WARN("Process called exit when leaving - Skipping cleanups");
274       return;
275     }
276   }
277 #endif
278
279   /* Kill all processes (but maestro) */
280   simix_global->maestro_process->kill_all();
281   SIMIX_context_runall();
282   simix_global->empty_trash();
283
284   /* Exit the SIMIX network module */
285   SIMIX_mailbox_exit();
286
287   while (not simgrid::simix::simix_timers.empty()) {
288     delete simgrid::simix::simix_timers.top().second;
289     simgrid::simix::simix_timers.pop();
290   }
291   /* Free the remaining data structures */
292   simix_global->actors_to_run.clear();
293   simix_global->actors_that_ran.clear();
294   simix_global->actors_to_destroy.clear();
295   simix_global->process_list.clear();
296
297 #if SIMGRID_HAVE_MC
298   xbt_dynar_free(&simix_global->actors_vector);
299   xbt_dynar_free(&simix_global->dead_actors_vector);
300 #endif
301
302   /* Let's free maestro now */
303   delete simix_global->maestro_process;
304   simix_global->maestro_process = nullptr;
305
306   /* Finish context module and SURF */
307   SIMIX_context_mod_exit();
308
309   surf_exit();
310
311   simix_global = nullptr;
312 }
313
314 /**
315  * @ingroup SIMIX_API
316  * @brief A clock (in second).
317  *
318  * @return Return the clock.
319  */
320 double SIMIX_get_clock()
321 {
322   if(MC_is_active() || MC_record_replay_is_active()){
323     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
324   }else{
325     return surf_get_clock();
326   }
327 }
328
329 /** Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
330 static void SIMIX_wake_processes()
331 {
332   for (auto const& model : all_existing_models) {
333     simgrid::kernel::resource::Action* action;
334
335     XBT_DEBUG("Handling the processes whose action failed (if any)");
336     while ((action = model->extract_failed_action())) {
337       XBT_DEBUG("   Handling Action %p",action);
338       if (action->get_activity() != nullptr)
339         simgrid::kernel::activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
340     }
341     XBT_DEBUG("Handling the processes whose action terminated normally (if any)");
342     while ((action = model->extract_done_action())) {
343       XBT_DEBUG("   Handling Action %p",action);
344       if (action->get_activity() == nullptr)
345         XBT_DEBUG("probably vcpu's action %p, skip", action);
346       else
347         simgrid::kernel::activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
348     }
349   }
350 }
351
352 /** Handle any pending timer */
353 static bool SIMIX_execute_timers()
354 {
355   bool result = false;
356   while (not simgrid::simix::simix_timers.empty() && SIMIX_get_clock() >= simgrid::simix::simix_timers.top().first) {
357     result = true;
358     // FIXME: make the timers being real callbacks (i.e. provide dispatchers that read and expand the args)
359     smx_timer_t timer = simgrid::simix::simix_timers.top().second;
360     simgrid::simix::simix_timers.pop();
361     try {
362       timer->callback();
363     } catch (...) {
364       xbt_die("Exception thrown ouf of timer callback");
365     }
366     delete timer;
367   }
368   return result;
369 }
370
371 /**
372  * @ingroup SIMIX_API
373  * @brief Run the main simulation loop.
374  */
375 void SIMIX_run()
376 {
377   if (not MC_record_path.empty()) {
378     simgrid::mc::replay(MC_record_path);
379     return;
380   }
381
382   double time = 0;
383
384   do {
385     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%zu", simix_global->actors_to_run.size());
386
387     if (simgrid::simix::breakpoint >= 0.0 && surf_get_clock() >= simgrid::simix::breakpoint) {
388       XBT_DEBUG("Breakpoint reached (%g)", simgrid::simix::breakpoint.get());
389       simgrid::simix::breakpoint = -1.0;
390 #ifdef SIGTRAP
391       std::raise(SIGTRAP);
392 #else
393       std::raise(SIGABRT);
394 #endif
395     }
396
397     simix_global->execute_tasks();
398
399     while (not simix_global->actors_to_run.empty()) {
400       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%zu", simix_global->actors_to_run.size());
401
402       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
403       simix_global->run_all_actors();
404
405       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
406
407       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
408
409       /* Here, the order is ok because:
410        *
411        *   Short proof: only maestro adds stuff to the actors_to_run array, so the execution order of user contexts do
412        *   not impact its order.
413        *
414        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
415        *
416        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
417        *     Rationale: This can be proved inductively.
418        *        Assume that actors_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file
419        *        is parsed linearly).
420        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
421        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
422        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
423        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
424        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
425        *        - If a process gets added to actors_to_run because one of their blocking action constituting the meat
426        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
427        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
428        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an
429        *            example.
430        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
431        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
432        *            The function is called:
433        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
434        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
435        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from
436        *              the function we are in, by the chunk:
437        *                       set = model->states.failed_action_set;
438        *                       while ((synchro = extract(set)))
439        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
440        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
441        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
442        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which synchros are
443        *              poped out of the set does not depend on the user code's execution order.
444        *            - because the communication terminated. In this case, synchros are served in the order given by
445        *                       set = model->states.done_action_set;
446        *                       while ((synchro = extract(set)))
447        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
448        *              and the argument is very similar to the previous one.
449        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user
450        *            processes are executed.
451        *          So, in any cases, the orders of processes within actors_to_run do not depend on the order in which
452        *          user processes were executed previously.
453        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
454        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
455        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is
456        *     not reproducible.
457        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
458        *
459        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
460        *
461        *   We could sort the actors_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are
462        *   handled (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if
463        *   unfriendly).
464        *   That would thus be a pure waste of time.
465        */
466
467       for (smx_actor_t const& process : simix_global->actors_that_ran) {
468         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
469           SIMIX_simcall_handle(&process->simcall, 0);
470         }
471       }
472
473       simix_global->execute_tasks();
474       do {
475         SIMIX_wake_processes();
476       } while (simix_global->execute_tasks());
477
478       /* If only daemon processes remain, cancel their actions, mark them to die and reschedule them */
479       if (simix_global->process_list.size() == simix_global->daemons.size())
480         for (auto const& dmon : simix_global->daemons) {
481           XBT_DEBUG("Kill %s", dmon->get_cname());
482           simix_global->maestro_process->kill(dmon);
483         }
484     }
485
486     time = simgrid::simix::Timer::next();
487     if (time > -1.0 || not simix_global->process_list.empty()) {
488       XBT_DEBUG("Calling surf_solve");
489       time = surf_solve(time);
490       XBT_DEBUG("Moving time ahead : %g", time);
491     }
492
493     /* Notify all the hosts that have failed */
494     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
495     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
496
497     // Execute timers and tasks until there isn't anything to be done:
498     bool again = false;
499     do {
500       again = SIMIX_execute_timers();
501       if (simix_global->execute_tasks())
502         again = true;
503       SIMIX_wake_processes();
504     } while (again);
505
506     /* Clean actors to destroy */
507     simix_global->empty_trash();
508
509     XBT_DEBUG("### time %f, #processes %zu, #to_run %zu", time, simix_global->process_list.size(),
510               simix_global->actors_to_run.size());
511
512   } while (time > -1.0 || not simix_global->actors_to_run.empty());
513
514   if (not simix_global->process_list.empty()) {
515
516     if (simix_global->process_list.size() <= simix_global->daemons.size()) {
517       XBT_CRITICAL("Oops! Daemon actors cannot do any blocking activity (communications, synchronization, etc) "
518                    "once the simulation is over. Please fix your on_exit() functions.");
519     } else {
520       XBT_CRITICAL("Oops! Deadlock or code not perfectly clean.");
521     }
522     SIMIX_display_process_status();
523     simgrid::s4u::on_deadlock();
524     xbt_abort();
525   }
526   simgrid::s4u::on_simulation_end();
527 }
528
529 double SIMIX_timer_next()
530 {
531   return simgrid::simix::Timer::next();
532 }
533
534 smx_timer_t SIMIX_timer_set(double date, void (*callback)(void*), void *arg)
535 {
536   return simgrid::simix::Timer::set(date, std::bind(callback, arg));
537 }
538
539 smx_timer_t SIMIX_timer_set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback) // deprecated
540 {
541   return simgrid::simix::Timer::set(date, std::move(callback));
542 }
543
544 /** @brief cancels a timer that was added earlier */
545 void SIMIX_timer_remove(smx_timer_t timer) {
546   timer->remove();
547 }
548
549 /** @brief Returns the date at which the timer will trigger (or 0 if nullptr timer) */
550 double SIMIX_timer_get_date(smx_timer_t timer) {
551   return timer ? timer->get_date() : 0;
552 }
553
554 void SIMIX_display_process_status()
555 {
556   int nbprocess = simix_global->process_list.size();
557
558   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
559   /*  List the process and their state */
560   XBT_INFO("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
561   for (auto const& kv : simix_global->process_list) {
562     smx_actor_t process = kv.second;
563
564     if (process->waiting_synchro) {
565
566       const char* synchro_description = "unknown";
567       // we don't care about the Activity type to get its name, use RawImpl
568       const char* name =
569           boost::static_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::ActivityImpl_T<simgrid::kernel::activity::RawImpl>>(
570               process->waiting_synchro)
571               ->get_cname();
572
573       if (boost::dynamic_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::ExecImpl>(process->waiting_synchro) != nullptr)
574         synchro_description = "execution";
575
576       if (boost::dynamic_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::CommImpl>(process->waiting_synchro) != nullptr)
577         synchro_description = "communication";
578
579       if (boost::dynamic_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::SleepImpl>(process->waiting_synchro) != nullptr)
580         synchro_description = "sleeping";
581
582       if (boost::dynamic_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::RawImpl>(process->waiting_synchro) != nullptr)
583         synchro_description = "synchronization";
584
585       if (boost::dynamic_pointer_cast<simgrid::kernel::activity::IoImpl>(process->waiting_synchro) != nullptr)
586         synchro_description = "I/O";
587
588       XBT_INFO("Process %ld (%s@%s): waiting for %s synchro %p (%s) in state %d to finish", process->get_pid(),
589                process->get_cname(), process->get_host()->get_cname(), synchro_description,
590                process->waiting_synchro.get(), name, (int)process->waiting_synchro->state_);
591     }
592     else {
593       XBT_INFO("Process %ld (%s@%s)", process->get_pid(), process->get_cname(), process->get_host()->get_cname());
594     }
595   }
596 }
597
598 int SIMIX_is_maestro()
599 {
600   smx_actor_t self = SIMIX_process_self();
601   return simix_global == nullptr /*SimDag*/ || self == nullptr || self == simix_global->maestro_process;
602 }