Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
7af670a28ef2b0daeb032a674f2e2d0de5138464
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.c
1 /* Copyright (c) 2007-2013. 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 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix,
18                                 "Logging specific to SIMIX (kernel)");
19
20 smx_global_t simix_global = NULL;
21 static xbt_heap_t simix_timers = NULL;
22
23 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void);
24 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action);
25 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action);
26
27 static void SIMIX_clean(void);
28
29 /* FIXME: Yeah, I'll do it in a portable maner one day [Mt] */
30 #include <signal.h>
31
32 int _sg_do_verbose_exit = 1;
33 static void _XBT_CALL inthandler(int ignored)
34 {
35   if ( _sg_do_verbose_exit ) {
36      XBT_INFO("CTRL-C pressed. Displaying status and bailing out");
37      SIMIX_display_process_status();
38   }
39   else {
40      XBT_INFO("CTRL-C pressed. bailing out without displaying because verbose-exit is disabled");
41   }
42   exit(1);
43 }
44
45 /********************************* SIMIX **************************************/
46
47 XBT_INLINE double SIMIX_timer_next(void)
48 {
49   return xbt_heap_size(simix_timers) > 0 ? xbt_heap_maxkey(simix_timers) : -1.0;
50 }
51
52 /**
53  * \ingroup SIMIX_API
54  * \brief Initialize SIMIX internal data.
55  *
56  * \param argc Argc
57  * \param argv Argv
58  */
59 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
60 {
61   s_smx_process_t proc;
62
63   if (!simix_global) {
64     simix_global = xbt_new0(s_smx_global_t, 1);
65
66 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
67     simix_global->timer_seq = xbt_os_timer_new();
68     simix_global->timer_par = xbt_os_timer_new();
69     xbt_os_cputimer_start(simix_global->timer_seq);
70 #endif
71     simix_global->process_to_run = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
72     simix_global->process_that_ran = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
73     simix_global->process_list =
74         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, process_hookup));
75     simix_global->process_to_destroy =
76         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, destroy_hookup));
77
78     simix_global->maestro_process = NULL;
79     simix_global->registered_functions = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
80
81     simix_global->create_process_function = SIMIX_process_create;
82     simix_global->kill_process_function = SIMIX_process_kill;
83     simix_global->cleanup_process_function = SIMIX_process_cleanup;
84     simix_global->action_mallocator = xbt_mallocator_new(65536,
85         SIMIX_action_mallocator_new_f, SIMIX_action_mallocator_free_f,
86         SIMIX_action_mallocator_reset_f);
87     simix_global->autorestart = SIMIX_host_restart_processes;
88
89     surf_init(argc, argv);      /* Initialize SURF structures */
90     SIMIX_context_mod_init();
91     SIMIX_create_maestro_process();
92
93     /* context exception handlers */
94     __xbt_running_ctx_fetch = SIMIX_process_get_running_context;
95     __xbt_ex_terminate = SIMIX_process_exception_terminate;
96
97     SIMIX_network_init();
98
99     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
100     signal(SIGINT, inthandler);
101
102     /* register a function to be called by SURF after the environment creation */
103     sg_platf_init();
104     sg_platf_postparse_add_cb(SIMIX_post_create_environment);
105
106   }
107   if (!simix_timers) {
108     simix_timers = xbt_heap_new(8, &free);
109   }
110
111   SIMIX_HOST_LEVEL = xbt_lib_add_level(host_lib,SIMIX_host_destroy);
112
113   if (sg_cfg_get_boolean("clean_atexit"))
114     atexit(SIMIX_clean);
115
116   if (_sg_cfg_exit_asap)
117     exit(0);
118 }
119
120 /**
121  * \ingroup SIMIX_API
122  * \brief Clean the SIMIX simulation
123  *
124  * This functions remove the memory used by SIMIX
125  */
126 static void SIMIX_clean(void)
127 {
128 #ifdef HAVE_TRACING
129   TRACE_end();
130 #endif
131 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
132   smx_ctx_raw_new_sr();
133 #endif
134
135   /* Kill everyone (except maestro) */
136   SIMIX_process_killall(simix_global->maestro_process, 1);
137
138   /* Exit the SIMIX network module */
139   SIMIX_network_exit();
140
141   xbt_heap_free(simix_timers);
142   simix_timers = NULL;
143   /* Free the remaining data structures */
144   xbt_dynar_free(&simix_global->process_to_run);
145   xbt_dynar_free(&simix_global->process_that_ran);
146   xbt_swag_free(simix_global->process_to_destroy);
147   xbt_swag_free(simix_global->process_list);
148   simix_global->process_list = NULL;
149   simix_global->process_to_destroy = NULL;
150   xbt_dict_free(&(simix_global->registered_functions));
151
152   /* Let's free maestro now */
153   SIMIX_context_free(simix_global->maestro_process->context);
154   xbt_free(simix_global->maestro_process->running_ctx);
155   xbt_free(simix_global->maestro_process);
156   simix_global->maestro_process = NULL;
157
158   /* Restore the default exception setup */
159   __xbt_running_ctx_fetch = &__xbt_ex_ctx_default;
160   __xbt_ex_terminate = &__xbt_ex_terminate_default;
161
162   /* Finish context module and SURF */
163   SIMIX_context_mod_exit();
164
165   surf_exit();
166
167 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
168   xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
169   XBT_INFO("Amdahl timing informations. Sequential time: %lf; Parallel time: %lf",
170            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_seq),
171            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_par));
172   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_seq);
173   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_par);
174 #endif
175
176   xbt_mallocator_free(simix_global->action_mallocator);
177   xbt_free(simix_global);
178   simix_global = NULL;
179
180   return;
181 }
182
183
184 /**
185  * \ingroup SIMIX_API
186  * \brief A clock (in second).
187  *
188  * \return Return the clock.
189  */
190 XBT_INLINE double SIMIX_get_clock(void)
191 {
192   if(MC_is_active()){
193     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
194   }else{
195     return surf_get_clock();
196   }
197 }
198
199 static int process_syscall_color(void *p)
200 {
201   switch ((*(smx_process_t *)p)->simcall.call) {
202   case SIMCALL_NONE:
203   case SIMCALL_PROCESS_KILL:
204     return 2;
205   case SIMCALL_PROCESS_RESUME:
206     return 1;
207   default:
208     return 0;
209   }
210 }
211
212 /**
213  * \ingroup SIMIX_API
214  * \brief Run the main simulation loop.
215  */
216 void SIMIX_run(void)
217 {
218   double time = 0;
219   smx_process_t process;
220   xbt_swag_t set;
221   surf_action_t action;
222   smx_timer_t timer;
223   surf_model_t model;
224   unsigned int iter;
225
226   do {
227     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%lu",
228         xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
229 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
230     smx_ctx_raw_new_sr();
231 #endif
232     while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
233       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%lu",
234               xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
235
236       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
237 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
238       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
239       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_par);
240 #endif
241       SIMIX_process_runall();
242 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
243       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_par);
244       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_seq);
245 #endif
246
247       /* Move all killing processes to the end of the list, because killing a process that have an ongoing simcall is a bad idea */
248       xbt_dynar_three_way_partition(simix_global->process_that_ran, process_syscall_color);
249
250       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
251
252       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
253
254       /* Here, the order is ok because:
255        *
256        *   Short proof: only maestro adds stuff to the process_to_run array, so the execution order of user contexts do not impact its order.
257        *
258        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
259        *
260        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
261        *     rational: This can be proved inductively.
262        *        Assume that process_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file is parsed linearly).
263        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
264        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
265        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
266        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
267        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
268        *        - If a process gets added to process_to_run because one of their blocking action constituting the meat
269        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
270        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
271        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an example.
272        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
273        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
274        *            The function is called:
275        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
276        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
277        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from the function
278        *              we are in, by the chunk:
279        *                       set = model->states.failed_action_set;
280        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
281        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
282        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
283        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
284        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which actions are
285        *              poped out of the swag does not depend on the user code's execution order.
286        *            - because the communication terminated. In this case, actions are served in the order given by
287        *                       set = model->states.done_action_set;
288        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
289        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
290        *              and the argument is very similar to the previous one.
291        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user processes are executed.
292        *          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.
293        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
294        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
295        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is not reproducible.
296        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
297        *
298        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
299        *
300        *   We could sort the process_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are handled
301        *   (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if unfriendly).
302        *   That would thus be a pure waste of time.
303        */
304
305       xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
306         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
307           SIMIX_simcall_pre(&process->simcall, 0);
308         }
309       }
310     }
311
312     time = SIMIX_timer_next();
313     if (time != -1.0 || xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0)
314       time = surf_solve(time);
315
316     /* Notify all the hosts that have failed */
317     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
318     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
319
320     /* Handle any pending timer */
321     while (xbt_heap_size(simix_timers) > 0 && SIMIX_get_clock() >= SIMIX_timer_next()) {
322        //FIXME: make the timers being real callbacks
323        // (i.e. provide dispatchers that read and expand the args) 
324        timer = xbt_heap_pop(simix_timers);
325        if (timer->func)
326          ((void (*)(void*))timer->func)(timer->args);
327        xbt_free(timer);
328     }
329     /* Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
330     xbt_dynar_foreach(model_list, iter, model) {
331       set = model->states.failed_action_set;
332       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
333         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
334       set = model->states.done_action_set;
335       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
336         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
337     }
338
339     /* Autorestart all process */
340     if(host_that_restart) {
341       char *hostname = NULL;
342       xbt_dynar_foreach(host_that_restart,iter,hostname) {
343         XBT_INFO("Restart processes on host: %s",hostname);
344         SIMIX_host_autorestart(SIMIX_host_get_by_name(hostname));
345       }
346       xbt_dynar_reset(host_that_restart);
347     }
348
349     /* Clean processes to destroy */
350     SIMIX_process_empty_trash();
351
352   } while (time != -1.0 || !xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
353
354   if (xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0) {
355
356 #ifdef HAVE_TRACING
357     TRACE_end();
358 #endif
359
360     XBT_CRITICAL("Oops ! Deadlock or code not perfectly clean.");
361     SIMIX_display_process_status();
362     xbt_abort();
363   }
364 }
365
366 /**
367  *   \brief Set the date to execute a function
368  *
369  * Set the date to execute the function on the surf.
370  *   \param date Date to execute function
371  *   \param function Function to be executed
372  *   \param arg Parameters of the function
373  *
374  */
375 XBT_INLINE void SIMIX_timer_set(double date, void *function, void *arg)
376 {
377   smx_timer_t timer = xbt_new0(s_smx_timer_t, 1);
378
379   timer->date = date;
380   timer->func = function;
381   timer->args = arg;
382   xbt_heap_push(simix_timers, timer, date);
383 }
384
385 /**
386  * \brief Registers a function to create a process.
387  *
388  * This function registers a function to be called
389  * when a new process is created. The function has
390  * to call SIMIX_process_create().
391  * \param function create process function
392  */
393 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t
394                                                        function)
395 {
396   simix_global->create_process_function = function;
397 }
398
399 /**
400  * \brief Registers a function to kill a process.
401  *
402  * This function registers a function to be called when a
403  * process is killed. The function has to call the SIMIX_process_kill().
404  *
405  * \param function Kill process function
406  */
407 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_kill(void_pfn_smxprocess_t_smxprocess_t
408                                                      function)
409 {
410   simix_global->kill_process_function = function;
411 }
412
413 /**
414  * \brief Registers a function to cleanup a process.
415  *
416  * This function registers a user function to be called when
417  * a process ends properly.
418  *
419  * \param function cleanup process function
420  */
421 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_cleanup(void_pfn_smxprocess_t
422                                                         function)
423 {
424   simix_global->cleanup_process_function = function;
425 }
426
427
428 void SIMIX_display_process_status(void)
429 {
430   if (simix_global->process_list == NULL) {
431     return;
432   }
433
434   smx_process_t process = NULL;
435   int nbprocess = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
436
437   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
438   /*  List the process and their state */
439   XBT_INFO
440     ("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
441   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list) {
442
443     if (process->waiting_action) {
444
445       const char* action_description = "unknown";
446       switch (process->waiting_action->type) {
447
448       case SIMIX_ACTION_EXECUTE:
449         action_description = "execution";
450         break;
451
452       case SIMIX_ACTION_PARALLEL_EXECUTE:
453         action_description = "parallel execution";
454         break;
455
456       case SIMIX_ACTION_COMMUNICATE:
457         action_description = "communication";
458         break;
459
460       case SIMIX_ACTION_SLEEP:
461         action_description = "sleeping";
462         break;
463
464       case SIMIX_ACTION_SYNCHRO:
465         action_description = "synchronization";
466         break;
467
468       case SIMIX_ACTION_IO:
469         action_description = "I/O";
470         break;
471       /* **************************************/
472       /* TUTORIAL: New API                    */
473       case SIMIX_ACTION_NEW_API:
474         action_description = "NEW API";
475       /* **************************************/
476
477         break;
478       }
479       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s): waiting for %s action %p (%s) in state %d to finish",
480           process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host),
481           action_description, process->waiting_action,
482           process->waiting_action->name, (int)process->waiting_action->state);
483     }
484     else {
485       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s)", process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host));
486     }
487   }
488 }
489
490 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void) {
491   smx_action_t action = xbt_new(s_smx_action_t, 1);
492   action->simcalls = xbt_fifo_new();
493   return action;
494 }
495
496 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action) {
497   xbt_fifo_free(((smx_action_t) action)->simcalls);
498   xbt_free(action);
499 }
500
501 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action) {
502
503   // we also recycle the simcall list
504   xbt_fifo_t fifo = ((smx_action_t) action)->simcalls;
505   xbt_fifo_reset(fifo);
506   memset(action, 0, sizeof(s_smx_action_t));
507   ((smx_action_t) action)->simcalls = fifo;
508 }
509
510 xbt_dict_t SIMIX_pre_asr_get_properties(smx_simcall_t simcall, const char *name){
511   return SIMIX_asr_get_properties(name);
512 }
513 xbt_dict_t SIMIX_asr_get_properties(const char *name)
514 {
515   return xbt_lib_get_or_null(as_router_lib, name, ROUTING_PROP_ASR_LEVEL);
516 }
517