Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
New doc section: API of logs
[simgrid.git] / docs / source / Configuring_SimGrid.rst
1 .. _options:
2
3 Configuring SimGrid
4 ===================
5
6 .. raw:: html
7
8    <object id="TOC" data="graphical-toc.svg" type="image/svg+xml"></object>
9    <script>
10    window.onload=function() { // Wait for the SVG to be loaded before changing it
11      var elem=document.querySelector("#TOC").contentDocument.getElementById("ConfigBox")
12      elem.style="opacity:0.93999999;fill:#ff0000;fill-opacity:0.1;stroke:#000000;stroke-width:0.35277778;stroke-linecap:round;stroke-linejoin:round;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-dashoffset:0;stroke-opacity:1";
13    }
14    </script>
15    <br/>
16    <br/>
17
18 A number of options can be given at runtime to change the default
19 SimGrid behavior. For a complete list of all configuration options
20 accepted by the SimGrid version used in your simulator, simply pass
21 the --help configuration flag to your program. If some of the options
22 are not documented on this page, this is a bug that you should please
23 report so that we can fix it. Note that some of the options presented
24 here may not be available in your simulators, depending on the
25 :ref:`compile-time options <install_src_config>` that you used.
26
27 Setting Configuration Items
28 ---------------------------
29
30 There is several way to pass configuration options to the simulators.
31 The most common way is to use the ``--cfg`` command line argument. For
32 example, to set the item ``Item`` to the value ``Value``, simply
33 type the following on the command-line:
34
35 .. code-block:: shell
36
37    my_simulator --cfg=Item:Value (other arguments)
38
39 Several ``--cfg`` command line arguments can naturally be used. If you
40 need to include spaces in the argument, don't forget to quote the
41 argument. You can even escape the included quotes (write ``@'`` for ``'`` if
42 you have your argument between simple quotes).
43
44 Another solution is to use the ``<config>`` tag in the platform file. The
45 only restriction is that this tag must occur before the first
46 platform element (be it ``<zone>``, ``<cluster>``, ``<peer>`` or whatever).
47 The ``<config>`` tag takes an ``id`` attribute, but it is currently
48 ignored so you don't really need to pass it. The important part is that
49 within that tag, you can pass one or several ``<prop>`` tags to specify
50 the configuration to use. For example, setting ``Item`` to ``Value``
51 can be done by adding the following to the beginning of your platform
52 file:
53
54 .. code-block:: xml
55
56   <config>
57     <prop id="Item" value="Value"/>
58   </config>
59
60 A last solution is to pass your configuration directly in your program
61 with :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::set_config` or :cpp:func:`MSG_config`.
62
63 .. code-block:: cpp
64
65    #include <simgrid/s4u.hpp>
66
67    int main(int argc, char *argv[]) {
68      simgrid::s4u::Engine e(&argc, argv);
69
70      simgrid::s4u::Engine::set_config("Item:Value");
71
72      // Rest of your code
73    }
74
75 .. _options_list:
76
77 Existing Configuration Items
78 ----------------------------
79
80 .. note::
81   The full list can be retrieved by passing ``--help`` and
82   ``--help-cfg`` to an executable that uses SimGrid. Try passing
83   ``help`` as a value to get the list of values accepted by a given
84   option. For example, ``--cfg=plugin:help`` will give you the list
85   of plugins available in your installation of SimGrid.
86
87 - **contexts/factory:** :ref:`cfg=contexts/factory`
88 - **contexts/guard-size:** :ref:`cfg=contexts/guard-size`
89 - **contexts/nthreads:** :ref:`cfg=contexts/nthreads`
90 - **contexts/stack-size:** :ref:`cfg=contexts/stack-size`
91 - **contexts/synchro:** :ref:`cfg=contexts/synchro`
92
93 - **cpu/maxmin-selective-update:** :ref:`Cpu Optimization Level <options_model_optim>`
94 - **cpu/model:** :ref:`options_model_select`
95 - **cpu/optim:** :ref:`Cpu Optimization Level <options_model_optim>`
96
97 - **debug/breakpoint:** :ref:`cfg=debug/breakpoint`
98 - **debug/clean-atexit:** :ref:`cfg=debug/clean-atexit`
99 - **debug/verbose-exit:** :ref:`cfg=debug/verbose-exit`
100
101 - **exception/cutpath:** :ref:`cfg=exception/cutpath`
102
103 - **host/model:** :ref:`options_model_select`
104
105 - **maxmin/precision:** :ref:`cfg=maxmin/precision`
106 - **maxmin/concurrency-limit:** :ref:`cfg=maxmin/concurrency-limit`
107
108 - **msg/debug-multiple-use:** :ref:`cfg=msg/debug-multiple-use`
109
110 - **model-check:** :ref:`options_modelchecking`
111 - **model-check/checkpoint:** :ref:`cfg=model-check/checkpoint`
112 - **model-check/communications-determinism:** :ref:`cfg=model-check/communications-determinism`
113 - **model-check/dot-output:** :ref:`cfg=model-check/dot-output`
114 - **model-check/max-depth:** :ref:`cfg=model-check/max-depth`
115 - **model-check/property:** :ref:`cfg=model-check/property`
116 - **model-check/reduction:** :ref:`cfg=model-check/reduction`
117 - **model-check/replay:** :ref:`cfg=model-check/replay`
118 - **model-check/send-determinism:** :ref:`cfg=model-check/send-determinism`
119 - **model-check/termination:** :ref:`cfg=model-check/termination`
120 - **model-check/timeout:** :ref:`cfg=model-check/timeout`
121 - **model-check/visited:** :ref:`cfg=model-check/visited`
122
123 - **network/bandwidth-factor:** :ref:`cfg=network/bandwidth-factor`
124 - **network/crosstraffic:** :ref:`cfg=network/crosstraffic`
125 - **network/latency-factor:** :ref:`cfg=network/latency-factor`
126 - **network/loopback-lat:** :ref:`cfg=network/loopback`
127 - **network/loopback-bw:** :ref:`cfg=network/loopback`
128 - **network/maxmin-selective-update:** :ref:`Network Optimization Level <options_model_optim>`
129 - **network/model:** :ref:`options_model_select`
130 - **network/optim:** :ref:`Network Optimization Level <options_model_optim>`
131 - **network/TCP-gamma:** :ref:`cfg=network/TCP-gamma`
132 - **network/weight-S:** :ref:`cfg=network/weight-S`
133
134 - **ns3/TcpModel:** :ref:`options_pls`
135 - **ns3/seed:** :ref:`options_pls`
136 - **path:** :ref:`cfg=path`
137 - **plugin:** :ref:`cfg=plugin`
138
139 - **storage/max_file_descriptors:** :ref:`cfg=storage/max_file_descriptors`
140
141 - **surf/precision:** :ref:`cfg=surf/precision`
142
143 - **For collective operations of SMPI,** please refer to Section :ref:`cfg=smpi/coll-selector`
144 - **smpi/async-small-thresh:** :ref:`cfg=smpi/async-small-thresh`
145 - **smpi/buffering:** :ref:`cfg=smpi/buffering`
146 - **smpi/bw-factor:** :ref:`cfg=smpi/bw-factor`
147 - **smpi/coll-selector:** :ref:`cfg=smpi/coll-selector`
148 - **smpi/comp-adjustment-file:** :ref:`cfg=smpi/comp-adjustment-file`
149 - **smpi/cpu-threshold:** :ref:`cfg=smpi/cpu-threshold`
150 - **smpi/display-timing:** :ref:`cfg=smpi/display-timing`
151 - **smpi/grow-injected-times:** :ref:`cfg=smpi/grow-injected-times`
152 - **smpi/host-speed:** :ref:`cfg=smpi/host-speed`
153 - **smpi/IB-penalty-factors:** :ref:`cfg=smpi/IB-penalty-factors`
154 - **smpi/iprobe:** :ref:`cfg=smpi/iprobe`
155 - **smpi/iprobe-cpu-usage:** :ref:`cfg=smpi/iprobe-cpu-usage`
156 - **smpi/init:** :ref:`cfg=smpi/init`
157 - **smpi/keep-temps:** :ref:`cfg=smpi/keep-temps`
158 - **smpi/lat-factor:** :ref:`cfg=smpi/lat-factor`
159 - **smpi/ois:** :ref:`cfg=smpi/ois`
160 - **smpi/or:** :ref:`cfg=smpi/or`
161 - **smpi/os:** :ref:`cfg=smpi/os`
162 - **smpi/papi-events:** :ref:`cfg=smpi/papi-events`
163 - **smpi/privatization:** :ref:`cfg=smpi/privatization`
164 - **smpi/privatize-libs:** :ref:`cfg=smpi/privatize-libs`
165 - **smpi/send-is-detached-thresh:** :ref:`cfg=smpi/send-is-detached-thresh`
166 - **smpi/shared-malloc:** :ref:`cfg=smpi/shared-malloc`
167 - **smpi/shared-malloc-hugepage:** :ref:`cfg=smpi/shared-malloc-hugepage`
168 - **smpi/simulate-computation:** :ref:`cfg=smpi/simulate-computation`
169 - **smpi/test:** :ref:`cfg=smpi/test`
170 - **smpi/wtime:** :ref:`cfg=smpi/wtime`
171
172 - **Tracing configuration options** can be found in Section :ref:`tracing_tracing_options`
173
174 - **storage/model:** :ref:`options_model_select`
175
176 - **vm/model:** :ref:`options_model_select`
177
178 .. _options_model:
179
180 Configuring the Platform Models
181 -------------------------------
182
183 .. _options_model_select:
184
185 Choosing the Platform Models
186 ............................
187
188 SimGrid comes with several network, CPU and disk models built in,
189 and you can change the used model at runtime by changing the passed
190 configuration. The three main configuration items are given below.
191 For each of these items, passing the special ``help`` value gives you
192 a short description of all possible values (for example,
193 ``--cfg=network/model:help`` will present all provided network
194 models). Also, ``--help-models`` should provide information about all
195 models for all existing resources.
196
197 - ``network/model``: specify the used network model. Possible values:
198
199   - **LV08 (default one):** Realistic network analytic model
200     (slow-start modeled by multiplying latency by 13.01, bandwidth by
201     .97; bottleneck sharing uses a payload of S=20537 for evaluating
202     RTT). Described in `Accuracy Study and Improvement of Network
203     Simulation in the SimGrid Framework
204     <http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf>`_.
205   - **Constant:** Simplistic network model where all communication
206     take a constant time (one second). This model provides the lowest
207     realism, but is (marginally) faster.
208   - **SMPI:** Realistic network model specifically tailored for HPC
209     settings (accurate modeling of slow start with correction factors on
210     three intervals: < 1KiB, < 64 KiB, >= 64 KiB). This model can be
211     :ref:`further configured <options_model_network>`.
212   - **IB:** Realistic network model specifically tailored for HPC
213     settings with InfiniBand networks (accurate modeling contention
214     behavior, based on the model explained in `this PhD work
215     <http://mescal.imag.fr/membres/jean-marc.vincent/index.html/PhD/Vienne.pdf>`_.
216     This model can be :ref:`further configured <options_model_network>`.
217   - **CM02:** Legacy network analytic model. Very similar to LV08, but
218     without corrective factors. The timings of small messages are thus
219     poorly modeled. This model is described in `A Network Model for
220     Simulation of Grid Application
221     <https://hal.inria.fr/inria-00071989/document>`_.
222   - **ns-3** (only available if you compiled SimGrid accordingly):
223     Use the packet-level network
224     simulators as network models (see :ref:`model_ns3`).
225     This model can be :ref:`further configured <options_pls>`.
226
227 - ``cpu/model``: specify the used CPU model.  We have only one model
228   for now:
229
230   - **Cas01:** Simplistic CPU model (time=size/speed)
231
232 - ``host/model``: The host concept is the aggregation of a CPU with a
233   network card. Three models exists, but actually, only 2 of them are
234   interesting. The "compound" one is simply due to the way our
235   internal code is organized, and can easily be ignored. So at the
236   end, you have two host models: The default one allows aggregation of
237   an existing CPU model with an existing network model, but does not
238   allow parallel tasks because these beasts need some collaboration
239   between the network and CPU model. That is why, ptask_07 is used by
240   default when using SimDag.
241
242   - **default:** Default host model. Currently, CPU:Cas01 and
243     network:LV08 (with cross traffic enabled)
244   - **compound:** Host model that is automatically chosen if
245     you change the network and CPU models
246   - **ptask_L07:** Host model somehow similar to Cas01+CM02 but
247     allowing "parallel tasks", that are intended to model the moldable
248     tasks of the grid scheduling literature.
249
250 - ``storage/model``: specify the used storage model. Only one model is
251   provided so far.
252 - ``vm/model``: specify the model for virtual machines. Only one model
253   is provided so far.
254
255 .. todo: make 'compound' the default host model.
256
257 .. _options_model_optim:
258
259 Optimization Level
260 ..................
261
262 The network and CPU models that are based on lmm_solve (that
263 is, all our analytical models) accept specific optimization
264 configurations.
265
266   - items ``network/optim`` and ``cpu/optim`` (both default to 'Lazy'):
267
268     - **Lazy:** Lazy action management (partial invalidation in lmm +
269       heap in action remaining).
270     - **TI:** Trace integration. Highly optimized mode when using
271       availability traces (only available for the Cas01 CPU model for
272       now).
273     - **Full:** Full update of remaining and variables. Slow but may be
274       useful when debugging.
275
276   - items ``network/maxmin-selective-update`` and
277     ``cpu/maxmin-selective-update``: configure whether the underlying
278     should be lazily updated or not. It should have no impact on the
279     computed timings, but should speed up the computation. |br| It is
280     still possible to disable this feature because it can reveal
281     counter-productive in very specific scenarios where the
282     interaction level is high. In particular, if all your
283     communication share a given backbone link, you should disable it:
284     without it, a simple regular loop is used to update each
285     communication. With it, each of them is still updated (because of
286     the dependency induced by the backbone), but through a complicated
287     and slow pattern that follows the actual dependencies.
288
289 .. _cfg=maxmin/precision:
290 .. _cfg=surf/precision:
291
292 Numerical Precision
293 ...................
294
295 **Option** ``maxmin/precision`` **Default:** 0.00001 (in flops or bytes) |br|
296 **Option** ``surf/precision`` **Default:** 0.00001 (in seconds)
297
298 The analytical models handle a lot of floating point values. It is
299 possible to change the epsilon used to update and compare them through
300 this configuration item. Changing it may speedup the simulation by
301 discarding very small actions, at the price of a reduced numerical
302 precision. You can modify separately the precision used to manipulate
303 timings (in seconds) and the one used to manipulate amounts of work
304 (in flops or bytes).
305
306 .. _cfg=maxmin/concurrency-limit:
307
308 Concurrency Limit
309 .................
310
311 **Option** ``maxmin/concurrency-limit`` **Default:** -1 (no limit)
312
313 The maximum number of variables per resource can be tuned through this
314 option. You can have as many simultaneous actions per resources as you
315 want. If your simulation presents a very high level of concurrency, it
316 may help to use e.g. 100 as a value here. It means that at most 100
317 actions can consume a resource at a given time. The extraneous actions
318 are queued and wait until the amount of concurrency of the considered
319 resource lowers under the given boundary.
320
321 Such limitations help both to the simulation speed and simulation accuracy
322 on highly constrained scenarios, but the simulation speed suffers of this
323 setting on regular (less constrained) scenarios so it is off by default.
324
325 .. _options_model_network:
326
327 Configuring the Network Model
328 .............................
329
330 .. _cfg=network/TCP-gamma:
331
332 Maximal TCP Window Size
333 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
334
335 **Option** ``network/TCP-gamma`` **Default:** 4194304
336
337 The analytical models need to know the maximal TCP window size to take
338 the TCP congestion mechanism into account.  On Linux, this value can
339 be retrieved using the following commands. Both give a set of values,
340 and you should use the last one, which is the maximal size.
341
342 .. code-block:: shell
343
344    cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem # gives the sender window
345    cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem # gives the receiver window
346
347 .. _cfg=smpi/IB-penalty-factors:
348 .. _cfg=network/bandwidth-factor:
349 .. _cfg=network/latency-factor:
350 .. _cfg=network/weight-S:
351
352 Correcting Important Network Parameters
353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
354
355 SimGrid can take network irregularities such as a slow startup or
356 changing behavior depending on the message size into account.  You
357 should not change these values unless you really know what you're
358 doing.  The corresponding values were computed through data fitting
359 one the timings of packet-level simulators, as described in `Accuracy
360 Study and Improvement of Network Simulation in the SimGrid Framework
361 <http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf>`_.
362
363
364 If you are using the SMPI model, these correction coefficients are
365 themselves corrected by constant values depending on the size of the
366 exchange.  By default SMPI uses factors computed on the Stampede
367 Supercomputer at TACC, with optimal deployment of processes on
368 nodes. Again, only hardcore experts should bother about this fact.
369
370 InfiniBand network behavior can be modeled through 3 parameters
371 ``smpi/IB-penalty-factors:"βe;βs;γs"``, as explained in `this PhD
372 thesis
373 <http://mescal.imag.fr/membres/jean-marc.vincent/index.html/PhD/Vienne.pdf>`_.
374
375 .. todo:: This section should be rewritten, and actually explain the
376           options network/bandwidth-factor, network/latency-factor,
377           network/weight-S.
378
379 .. _cfg=network/crosstraffic:
380
381 Simulating Cross-Traffic
382 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
383
384 Since SimGrid v3.7, cross-traffic effects can be taken into account in
385 analytical simulations. It means that ongoing and incoming
386 communication flows are treated independently. In addition, the LV08
387 model adds 0.05 of usage on the opposite direction for each new
388 created flow. This can be useful to simulate some important TCP
389 phenomena such as ack compression.
390
391 For that to work, your platform must have two links for each
392 pair of interconnected hosts. An example of usable platform is
393 available in ``examples/platforms/crosstraffic.xml``.
394
395 This is activated through the ``network/crosstraffic`` item, that
396 can be set to 0 (disable this feature) or 1 (enable it).
397
398 Note that with the default host model this option is activated by default.
399
400 .. _cfg=network/loopback:
401
402 Configuring loopback link
403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
404
405 Several network model provide an implicit loopback link to account for local 
406 communication on a host. By default it has a 10GBps bandwidth and a null latency.
407 This can be changed with ``network/loopback-lat`` and ``network/loopback-bw`` 
408 items.
409
410 .. _cfg=smpi/async-small-thresh:
411
412 Simulating Asynchronous Send
413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
414
415 (this configuration item is experimental and may change or disappear)
416
417 It is possible to specify that messages below a certain size (in bytes) will be
418 sent as soon as the call to MPI_Send is issued, without waiting for
419 the correspondent receive. This threshold can be configured through
420 the ``smpi/async-small-thresh`` item. The default value is 0. This
421 behavior can also be manually set for mailboxes, by setting the
422 receiving mode of the mailbox with a call to
423 :cpp:func:`MSG_mailbox_set_async`. After this, all messages sent to
424 this mailbox will have this behavior regardless of the message size.
425
426 This value needs to be smaller than or equals to the threshold set at
427 :ref:`cfg=smpi/send-is-detached-thresh`, because asynchronous messages
428 are meant to be detached as well.
429
430 .. _options_pls:
431
432 Configuring ns-3
433 ^^^^^^^^^^^^^^^^
434
435 **Option** ``ns3/TcpModel`` **Default:** "default" (ns-3 default)
436
437 When using ns-3, there is an extra item ``ns3/TcpModel``, corresponding
438 to the ``ns3::TcpL4Protocol::SocketType`` configuration item in
439 ns-3. The only valid values (enforced on the SimGrid side) are
440 'default' (no change to the ns-3 configuration), 'NewReno' or 'Reno' or
441 'Tahoe'.
442
443 **Option** ``ns3/seed`` **Default:** "" (don't set the seed in ns-3)
444
445 This option is the random seed to provide to ns-3 with
446 ``ns3::RngSeedManager::SetSeed`` and ``ns3::RngSeedManager::SetRun``.
447
448 If left blank, no seed is set in ns-3. If the value 'time' is
449 provided, the current amount of seconds since epoch is used as a seed.
450 Otherwise, the provided value must be a number to use as a seed.
451
452 Configuring the Storage model
453 .............................
454
455 .. _cfg=storage/max_file_descriptors:
456
457 File Descriptor Count per Host
458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
459
460 **Option** ``storage/max_file_descriptors`` **Default:** 1024
461
462 Each host maintains a fixed-size array of its file descriptors. You
463 can change its size through this item to either enlarge it if your
464 application requires it or to reduce it to save memory space.
465
466 .. _cfg=plugin:
467
468 Activating Plugins
469 ------------------
470
471 SimGrid plugins allow one to extend the framework without changing its
472 source code directly. Read the source code of the existing plugins to
473 learn how to do so (in ``src/plugins``), and ask your questions to the
474 usual channels (Stack Overflow, Mailing list, IRC). The basic idea is
475 that plugins usually register callbacks to some signals of interest.
476 If they need to store some information about a given object (Link, CPU
477 or Actor), they do so through the use of a dedicated object extension.
478
479 Some of the existing plugins can be activated from the command line,
480 meaning that you can activate them from the command line without any
481 modification to your simulation code. For example, you can activate
482 the host energy plugin by adding ``--cfg=plugin:host_energy`` to your
483 command line.
484
485 Here is a partial list of plugins that can be activated this way. You can get
486 the full list by passing ``--cfg=plugin:help`` to your simulator.
487
488   - :ref:`Host Energy <plugin_host_energy>`: models the energy dissipation of the compute units.
489   - :ref:`Link Energy <plugin_link_energy>`: models the energy dissipation of the network.
490   - :ref:`Host Load <plugin_host_load>`: monitors the load of the compute units.
491
492 .. _options_modelchecking:
493
494 Configuring the Model-Checking
495 ------------------------------
496
497 To enable SimGrid's model-checking support, the program should
498 be executed using the simgrid-mc wrapper:
499
500 .. code-block:: shell
501
502    simgrid-mc ./my_program
503
504 Safety properties are expressed as assertions using the function
505 :cpp:func:`void MC_assert(int prop)`.
506
507 .. _cfg=smpi/buffering:
508
509 Specifying the MPI buffering behavior
510 .....................................
511
512 **Option** ``smpi/buffering`` **Default:** infty
513
514 Buffering in MPI has a huge impact on the communication semantic. For example,
515 standard blocking sends are synchronous calls when the system buffers are full
516 while these calls can complete immediately without even requiring a matching
517 receive call for small messages sent when the system buffers are empty.
518
519 In SMPI, this depends on the message size, that is compared against two thresholds:
520
521 - if (size < :ref:`smpi/async-small-thresh <cfg=smpi/async-small-thresh>`) then
522   MPI_Send returns immediately, even if the corresponding receive has not be issued yet.
523 - if (:ref:`smpi/async-small-thresh <cfg=smpi/async-small-thresh>` < size < :ref:`smpi/send-is-detached-thresh <cfg=smpi/send-is-detached-thresh>`) then
524   MPI_Send returns as soon as the corresponding receive has been issued. This is known as the eager mode.
525 - if (:ref:`smpi/send-is-detached-thresh <cfg=smpi/send-is-detached-thresh>` < size) then
526   MPI_Send returns only when the message has actually been sent over the network. This is known as the rendez-vous mode.
527
528 The ``smpi/buffering`` (only valid with MC) option gives an easier interface to choose between these semantics. It can take two values:
529
530 - **zero:** means that buffering should be disabled. All communications are actually blocking.
531 - **infty:** means that buffering should be made infinite. All communications are non-blocking.
532
533 .. _cfg=model-check/property:
534
535 Specifying a liveness property
536 ..............................
537
538 **Option** ``model-check/property`` **Default:** unset
539
540 If you want to specify liveness properties, you have to pass them on
541 the command line, specifying the name of the file containing the
542 property, as formatted by the `ltl2ba <https://github.com/utwente-fmt/ltl2ba>`_ program.
543 Note that ltl2ba is not part of SimGrid and must be installed separately.
544
545 .. code-block:: shell
546
547    simgrid-mc ./my_program --cfg=model-check/property:<filename>
548
549 .. _cfg=model-check/checkpoint:
550
551 Going for Stateful Verification
552 ...............................
553
554 By default, the system is backtracked to its initial state to explore
555 another path, instead of backtracking to the exact step before the fork
556 that we want to explore (this is called stateless verification). This
557 is done this way because saving intermediate states can rapidly
558 exhaust the available memory. If you want, you can change the value of
559 the ``model-check/checkpoint`` item. For example,
560 ``--cfg=model-check/checkpoint:1`` asks to take a checkpoint every
561 step.  Beware, this will certainly explode your memory. Larger values
562 are probably better, make sure to experiment a bit to find the right
563 setting for your specific system.
564
565 .. _cfg=model-check/reduction:
566
567 Specifying the kind of reduction
568 ................................
569
570 The main issue when using the model-checking is the state space
571 explosion. You can activate some reduction technique with
572 ``--cfg=model-check/reduction:<technique>``. For now, this
573 configuration variable can take 2 values:
574
575  - **none:** Do not apply any kind of reduction (mandatory for
576    liveness properties, as our current DPOR algorithm breaks cycles)
577  - **dpor:** Apply Dynamic Partial Ordering Reduction. Only valid if
578    you verify local safety properties (default value for safety
579    checks).
580
581 Another way to mitigate the state space explosion is to search for
582 cycles in the exploration with the :ref:`cfg=model-check/visited`
583 configuration. Note that DPOR and state-equality reduction may not
584 play well together. You should choose between them.
585
586 Our current DPOR implementation could be improved in may ways. We are
587 currently improving its efficiency (both in term of reduction ability
588 and computational speed), and future work could make it compatible
589 with liveness properties.
590
591 .. _cfg=model-check/visited:
592
593 Size of Cycle Detection Set (state equality reduction)
594 ......................................................
595
596 Mc SimGrid can be asked to search for cycles during the exploration,
597 i.e. situations where a new explored state is in fact the same state
598 than a previous one.. This can prove useful to mitigate the state
599 space explosion with safety properties, and this is the crux when
600 searching for counter-examples to the liveness properties.
601
602 Note that this feature may break the current implementation of the
603 DPOR reduction technique.
604
605 The ``model-check/visited`` item is the maximum number of states, which
606 are stored in memory. If the maximum number of snapshotted state is
607 reached, some states will be removed from the memory and some cycles
608 might be missed. Small values can lead to incorrect verifications, but
609 large values can exhaust your memory and be CPU intensive as each new
610 state must be compared to that amount of older saved states.
611
612 The default settings depend on the kind of exploration. With safety
613 checking, no state is snapshotted and cycles cannot be detected. With
614 liveness checking, all states are snapshotted because missing a cycle
615 could hinder the exploration soundness.
616
617 .. _cfg=model-check/termination:
618
619 Non-Termination Detection
620 .........................
621
622 The ``model-check/termination`` configuration item can be used to
623 report if a non-termination execution path has been found. This is a
624 path with a cycle, which means that the program might never terminate.
625
626 This only works in safety mode, not in liveness mode.
627
628 This options is disabled by default.
629
630 .. _cfg=model-check/dot-output:
631
632 Dot Output
633 ..........
634
635 If set, the ``model-check/dot-output`` configuration item is the name
636 of a file in which to write a dot file of the path leading to the
637 property violation discovered (safety or liveness violation), as well
638 as the cycle for liveness properties. This dot file can then be fed to the
639 graphviz dot tool to generate a corresponding graphical representation.
640
641 .. _cfg=model-check/max-depth:
642
643 Exploration Depth Limit
644 .......................
645
646 The ``model-checker/max-depth`` can set the maximum depth of the
647 exploration graph of the model checker. If this limit is reached, a
648 logging message is sent and the results might not be exact.
649
650 By default, there is no depth limit.
651
652 .. _cfg=model-check/timeout:
653
654 Handling of Timeouts
655 ....................
656
657 By default, the model checker does not handle timeout conditions: the `wait`
658 operations never time out. With the ``model-check/timeout`` configuration item
659 set to **yes**, the model checker will explore timeouts of `wait` operations.
660
661 .. _cfg=model-check/communications-determinism:
662 .. _cfg=model-check/send-determinism:
663
664 Communication Determinism
665 .........................
666
667 The ``model-check/communications-determinism`` and
668 ``model-check/send-determinism`` items can be used to select the
669 communication determinism mode of the model checker, which checks
670 determinism properties of the communications of an application.
671
672 .. _options_mc_perf:
673
674 Verification Performance Considerations
675 .......................................
676
677 The size of the stacks can have a huge impact on the memory
678 consumption when using model-checking. By default, each snapshot will
679 save a copy of the whole stacks and not only of the part that is
680 really meaningful: you should expect the contribution of the memory
681 consumption of the snapshots to be:
682 :math:`\text{number of processes} \times \text{stack size} \times \text{number of states}`.
683
684 When compiled against the model checker, the stacks are not
685 protected with guards: if the stack size is too small for your
686 application, the stack will silently overflow into other parts of the
687 memory (see :ref:`contexts/guard-size <cfg=contexts/guard-size>`).
688
689 .. _cfg=model-check/replay:
690
691 Replaying buggy execution paths from the model checker
692 ......................................................
693
694 Debugging the problems reported by the model checker is challenging:
695 First, the application under verification cannot be debugged with gdb
696 because the model checker already traces it. Then, the model checker may
697 explore several execution paths before encountering the issue, making it
698 very difficult to understand the output. Fortunately, SimGrid provides
699 the execution path leading to any reported issue so that you can replay
700 this path reported by the model checker, enabling the usage of classical
701 debugging tools.
702
703 When the model checker finds an interesting path in the application
704 execution graph (where a safety or liveness property is violated), it
705 generates an identifier for this path. Here is an example of the output:
706
707 .. code-block:: shell
708
709    [  0.000000] (0:@) Check a safety property
710    [  0.000000] (0:@) **************************
711    [  0.000000] (0:@) *** PROPERTY NOT VALID ***
712    [  0.000000] (0:@) **************************
713    [  0.000000] (0:@) Counter-example execution trace:
714    [  0.000000] (0:@)   [(1)Tremblay (app)] MC_RANDOM(3)
715    [  0.000000] (0:@)   [(1)Tremblay (app)] MC_RANDOM(4)
716    [  0.000000] (0:@) Path = 1/3;1/4
717    [  0.000000] (0:@) Expanded states = 27
718    [  0.000000] (0:@) Visited states = 68
719    [  0.000000] (0:@) Executed transitions = 46
720
721 The interesting line is ``Path = 1/3;1/4``, which means that you should use
722 ``--cfg=model-check/replay:1/3;1/4`` to replay your application on the buggy
723 execution path. All options (but the model checker related ones) must
724 remain the same. In particular, if you ran your application with
725 ``smpirun -wrapper simgrid-mc``, then do it again. Remove all
726 MC-related options, keep non-MC-related ones and add
727 ``--cfg=model-check/replay:???``.
728
729 Currently, if the path is of the form ``X;Y;Z``, each number denotes
730 the actor's pid that is selected at each indecision point. If it's of
731 the form ``X/a;Y/b``, the X and Y are the selected pids while the a
732 and b are the return values of their simcalls. In the previous
733 example, ``1/3;1/4``, you can see from the full output that the actor
734 1 is doing MC_RANDOM simcalls, so the 3 and 4 simply denote the values
735 that these simcall return.
736
737 Configuring the User Code Virtualization
738 ----------------------------------------
739
740 .. _cfg=contexts/factory:
741
742 Selecting the Virtualization Factory
743 ....................................
744
745 **Option** contexts/factory **Default:** "raw"
746
747 In SimGrid, the user code is virtualized in a specific mechanism that
748 allows the simulation kernel to control its execution: when a user
749 process requires a blocking action (such as sending a message), it is
750 interrupted, and only gets released when the simulated clock reaches
751 the point where the blocking operation is done. This is explained
752 graphically in the `relevant tutorial, available online
753 <https://simgrid.org/tutorials/simgrid-simix-101.pdf>`_.
754
755 In SimGrid, the containers in which user processes are virtualized are
756 called contexts. Several context factory are provided, and you can
757 select the one you want to use with the ``contexts/factory``
758 configuration item. Some of the following may not exist on your
759 machine because of portability issues. In any case, the default one
760 should be the most effcient one (please report bugs if the
761 auto-detection fails for you). They are approximately sorted here from
762 the slowest to the most efficient:
763
764  - **thread:** very slow factory using full featured threads (either
765    pthreads or windows native threads). They are slow but very
766    standard. Some debuggers or profilers only work with this factory.
767  - **java:** Java applications are virtualized onto java threads (that
768    are regular pthreads registered to the JVM)
769  - **ucontext:** fast factory using System V contexts (Linux and FreeBSD only)
770  - **boost:** This uses the `context
771    implementation <http://www.boost.org/doc/libs/1_59_0/libs/context/doc/html/index.html>`_
772    of the boost library for a performance that is comparable to our
773    raw implementation.
774    |br| Install the relevant library (e.g. with the
775    libboost-contexts-dev package on Debian/Ubuntu) and recompile
776    SimGrid.
777  - **raw:** amazingly fast factory using a context switching mechanism
778    of our own, directly implemented in assembly (only available for x86
779    and amd64 platforms for now) and without any unneeded system call.
780
781 The main reason to change this setting is when the debugging tools become
782 fooled by the optimized context factories. Threads are the most
783 debugging-friendly contexts, as they allow one to set breakpoints
784 anywhere with gdb and visualize backtraces for all processes, in order
785 to debug concurrency issues. Valgrind is also more comfortable with
786 threads, but it should be usable with all factories (Exception: the
787 callgrind tool really dislikes raw and ucontext factories).
788
789 .. _cfg=contexts/stack-size:
790
791 Adapting the Stack Size
792 .......................
793
794 **Option** ``contexts/stack-size`` **Default:** 8192 KiB
795
796 Each virtualized used process is executed using a specific system
797 stack. The size of this stack has a huge impact on the simulation
798 scalability, but its default value is rather large. This is because
799 the error messages that you get when the stack size is too small are
800 rather disturbing: this leads to stack overflow (overwriting other
801 stacks), leading to segfaults with corrupted stack traces.
802
803 If you want to push the scalability limits of your code, you might
804 want to reduce the ``contexts/stack-size`` item. Its default value is
805 8192 (in KiB), while our Chord simulation works with stacks as small
806 as 16 KiB, for example. You can ensure that some actors have a specific
807 size by simply changing the value of this configuration item before
808 creating these actors. The :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::set_config` 
809 functions are handy for that.
810
811 This *setting is ignored* when using the thread factory (because there
812 is no way to modify the stack size with C++ system threads). Instead,
813 you should compile SimGrid and your application with
814 ``-fsplit-stack``. Note that this compilation flag is not compatible
815 with the model checker right now.
816
817 The operating system should only allocate memory for the pages of the
818 stack which are actually used and you might not need to use this in
819 most cases. However, this setting is very important when using the
820 model checker (see :ref:`options_mc_perf`).
821
822 .. _cfg=contexts/guard-size:
823
824 Disabling Stack Guard Pages
825 ...........................
826
827 **Option** ``contexts/guard-size`` **Default** 1 page in most case (0 pages on Windows or with MC)
828
829 Unless you use the threads context factory (see
830 :ref:`cfg=contexts/factory`), a stack guard page is usually used
831 which prevents the stack of a given actor from overflowing on another
832 stack. But the performance impact may become prohibitive when the
833 amount of actors increases.  The option ``contexts/guard-size`` is the
834 number of stack guard pages used.  By setting it to 0, no guard pages
835 will be used: in this case, you should avoid using small stacks (with
836 :ref:`contexts/stack-size <cfg=contexts/stack-size>`) as the stack
837 will silently overflow on other parts of the memory.
838
839 When no stack guard page is created, stacks may then silently overflow
840 on other parts of the memory if their size is too small for the
841 application.
842
843 .. _cfg=contexts/nthreads:
844 .. _cfg=contexts/synchro:
845
846 Running User Code in Parallel
847 .............................
848
849 Parallel execution of the user code is only considered stable in
850 SimGrid v3.7 and higher, and mostly for MSG simulations. SMPI
851 simulations may well fail in parallel mode. It is described in
852 `INRIA RR-7653 <http://hal.inria.fr/inria-00602216/>`_.
853
854 If you are using the **ucontext** or **raw** context factories, you can
855 request to execute the user code in parallel. Several threads are
856 launched, each of them handling the same number of user contexts at each
857 run. To activate this, set the ``contexts/nthreads`` item to the amount
858 of cores that you have in your computer (or lower than 1 to have the
859 amount of cores auto-detected).
860
861 When parallel execution is activated, you can choose the
862 synchronization schema used with the ``contexts/synchro`` item,
863 which value is either:
864
865  - **futex:** ultra optimized synchronisation schema, based on futexes
866    (fast user-mode mutexes), and thus only available on Linux systems.
867    This is the default mode when available.
868  - **posix:** slow but portable synchronisation using only POSIX
869    primitives.
870  - **busy_wait:** not really a synchronisation: the worker threads
871    constantly request new contexts to execute. It should be the most
872    efficient synchronisation schema, but it loads all the cores of
873    your machine for no good reason. You probably prefer the other less
874    eager schemas.
875
876 Configuring the Tracing
877 -----------------------
878
879 The :ref:`tracing subsystem <outcomes_vizu>` can be configured in
880 several different ways depending on the nature of the simulator (MSG,
881 SimDag, SMPI) and the kind of traces that need to be obtained. See the
882 :ref:`Tracing Configuration Options subsection
883 <tracing_tracing_options>` to get a detailed description of each
884 configuration option.
885
886 We detail here a simple way to get the traces working for you, even if
887 you never used the tracing API.
888
889
890 - Any SimGrid-based simulator (MSG, SimDag, SMPI, ...) and raw traces:
891
892   .. code-block:: shell
893
894      --cfg=tracing:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes
895
896   The first parameter activates the tracing subsystem, and the second
897   tells it to trace host and link utilization (without any
898   categorization).
899
900 - MSG or SimDag-based simulator and categorized traces (you need to
901   declare categories and classify your tasks according to them) 
902
903   .. code-block:: shell
904
905      --cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes
906
907   The first parameter activates the tracing subsystem, and the second
908   tells it to trace host and link categorized utilization.
909
910 - SMPI simulator and traces for a space/time view:
911
912   .. code-block:: shell
913
914      smpirun -trace ...
915
916   The `-trace` parameter for the smpirun script runs the simulation
917   with ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/smpi:yes``. Check the
918   smpirun's `-help` parameter for additional tracing options.
919
920 Sometimes you might want to put additional information on the trace to
921 correctly identify them later, or to provide data that can be used to
922 reproduce an experiment. You have two ways to do that:
923
924 - Add a string on top of the trace file as comment:
925
926   .. code-block:: shell
927
928      --cfg=tracing/comment:my_simulation_identifier
929
930 - Add the contents of a textual file on top of the trace file as comment:
931
932   .. code-block:: shell
933
934      --cfg=tracing/comment-file:my_file_with_additional_information.txt
935
936 Please, use these two parameters (for comments) to make reproducible
937 simulations. For additional details about this and all tracing
938 options, check See the :ref:`tracing_tracing_options`.
939
940 Configuring MSG
941 ---------------
942
943 .. _cfg=msg/debug-multiple-use:
944
945 Debugging MSG Code
946 ..................
947
948 **Option** ``msg/debug-multiple-use`` **Default:** off
949
950 Sometimes your application may try to send a task that is still being
951 executed somewhere else, making it impossible to send this task. However,
952 for debugging purposes, one may want to know what the other host is/was
953 doing. This option shows a backtrace of the other process.
954
955 Configuring SMPI
956 ----------------
957
958 The SMPI interface provides several specific configuration items.
959 These are not easy to see, since the code is usually launched through the
960 ``smiprun`` script directly.
961
962 .. _cfg=smpi/host-speed:
963 .. _cfg=smpi/cpu-threshold:
964 .. _cfg=smpi/simulate-computation:
965
966 Automatic Benchmarking of SMPI Code
967 ...................................
968
969 In SMPI, the sequential code is automatically benchmarked, and these
970 computations are automatically reported to the simulator. That is to
971 say that if you have a large computation between a ``MPI_Recv()`` and
972 a ``MPI_Send()``, SMPI will automatically benchmark the duration of
973 this code, and create an execution task within the simulator to take
974 this into account. For that, the actual duration is measured on the
975 host machine and then scaled to the power of the corresponding
976 simulated machine. The variable ``smpi/host-speed`` allows one to
977 specify the computational speed of the host machine (in flop/s by
978 default) to use when scaling the execution times.
979
980 The default value is ``smpi/host-speed=20kf`` (= 20,000 flop/s). This
981 is probably underestimated for most machines, leading SimGrid to
982 overestimate the amount of flops in the execution blocks that are
983 automatically injected in the simulator. As a result, the execution
984 time of the whole application will probably be overestimated until you
985 use a realistic value.
986
987 When the code consists of numerous consecutive MPI calls, the
988 previous mechanism feeds the simulation kernel with numerous tiny
989 computations. The ``smpi/cpu-threshold`` item becomes handy when this
990 impacts badly on the simulation performance. It specifies a threshold (in
991 seconds) below which the execution chunks are not reported to the
992 simulation kernel (default value: 1e-6).
993
994 .. note:: The option ``smpi/cpu-threshold`` ignores any computation
995    time spent below this threshold. SMPI does not consider the
996    `amount of time` of these computations; there is no offset for
997    this. Hence, a value that is too small, may lead to unreliable
998    simulation results.
999
1000 In some cases, however, one may wish to disable simulation of
1001 the computation of an application. This is the case when SMPI is used not to
1002 simulate an MPI application, but instead an MPI code that performs
1003 "live replay" of another MPI app (e.g., ScalaTrace's replay tool, or
1004 various on-line simulators that run an app at scale). In this case the
1005 computation of the replay/simulation logic should not be simulated by
1006 SMPI. Instead, the replay tool or on-line simulator will issue
1007 "computation events", which correspond to the actual MPI simulation
1008 being replayed/simulated. At the moment, these computation events can
1009 be simulated using SMPI by calling internal smpi_execute*() functions.
1010
1011 To disable the benchmarking/simulation of a computation in the simulated
1012 application, the variable ``smpi/simulate-computation`` should be set
1013 to **no**.  This option just ignores the timings in your simulation; it
1014 still executes the computations itself. If you want to stop SMPI from
1015 doing that, you should check the SMPI_SAMPLE macros, documented in
1016 Section :ref:`SMPI_use_faster`.
1017
1018 +------------------------------------+-------------------------+-----------------------------+
1019 |  Solution                          | Computations executed?  | Computations simulated?     |
1020 +====================================+=========================+=============================+
1021 | --cfg=smpi/simulate-computation:no | Yes                     | Never                       |
1022 +------------------------------------+-------------------------+-----------------------------+
1023 | --cfg=smpi/cpu-threshold:42        | Yes, in all cases       | If it lasts over 42 seconds |
1024 +------------------------------------+-------------------------+-----------------------------+
1025 | SMPI_SAMPLE() macro                | Only once per loop nest | Always                      |
1026 +------------------------------------+-------------------------+-----------------------------+
1027
1028 .. _cfg=smpi/comp-adjustment-file:
1029
1030 Slow-down or speed-up parts of your code
1031 ........................................
1032
1033 **Option** ``smpi/comp-adjustment-file:`` **Default:** unset
1034
1035 This option allows you to pass a file that contains two columns: The
1036 first column defines the section that will be subject to a speedup;
1037 the second column is the speedup. For instance:
1038
1039 .. code-block:: shell
1040
1041   "start:stop","ratio"
1042   "exchange_1.f:30:exchange_1.f:130",1.18244559422142
1043
1044 The first line is the header - you must include it.  The following
1045 line means that the code between two consecutive MPI calls on line 30
1046 in exchange_1.f and line 130 in exchange_1.f should receive a speedup
1047 of 1.18244559422142. The value for the second column is therefore a
1048 speedup, if it is larger than 1 and a slowdown if it is smaller
1049 than 1. Nothing will be changed if it is equal to 1.
1050
1051 Of course, you can set any arbitrary filenames you want (so the start
1052 and end don't have to be in the same file), but be aware that this
1053 mechanism only supports `consecutive calls!`
1054
1055 Please note that you must pass the ``-trace-call-location`` flag to
1056 smpicc or smpiff, respectively. This flag activates some internal
1057 macro definitions that help with obtaining the call location.
1058
1059 .. _cfg=smpi/bw-factor:
1060
1061 Bandwidth Factors
1062 .................
1063
1064 **Option** ``smpi/bw-factor``
1065 |br| **Default:** 65472:0.940694;15424:0.697866;9376:0.58729;5776:1.08739;3484:0.77493;1426:0.608902;732:0.341987;257:0.338112;0:0.812084
1066
1067 The possible throughput of network links is often dependent on the
1068 message sizes, as protocols may adapt to different message sizes. With
1069 this option, a series of message sizes and factors are given, helping
1070 the simulation to be more realistic. For instance, the current default
1071 value means that messages with size 65472 bytes and more will get a total of
1072 MAX_BANDWIDTH*0.940694, messages of size 15424 to 65471 will get
1073 MAX_BANDWIDTH*0.697866, and so on (where MAX_BANDWIDTH denotes the
1074 bandwidth of the link).
1075
1076 An experimental script to compute these factors is available online. See
1077 https://framagit.org/simgrid/platform-calibration/
1078 https://simgrid.org/contrib/smpi-saturation-doc.html
1079
1080 .. _cfg=smpi/display-timing:
1081
1082 Reporting Simulation Time
1083 .........................
1084
1085 **Option** ``smpi/display-timing`` **Default:** 0 (false)
1086
1087 Most of the time, you run MPI code with SMPI to compute the time it
1088 would take to run it on a platform. But since the code is run through
1089 the ``smpirun`` script, you don't have any control on the launcher
1090 code, making it difficult to report the simulated time when the
1091 simulation ends. If you enable the ``smpi/display-timing`` item,
1092 ``smpirun`` will display this information when the simulation
1093 ends.
1094
1095 .. _cfg=smpi/keep-temps:
1096
1097 Keeping temporary files after simulation
1098 ........................................
1099
1100 **Option** ``smpi/keep-temps`` **default:** 0 (false)
1101
1102 SMPI usually generates a lot of temporary files that are cleaned after
1103 use. This option requests to preserve them, for example to debug or
1104 profile your code. Indeed, the binary files are removed very early
1105 under the dlopen privatization schema, which tends to fool the
1106 debuggers.
1107
1108 .. _cfg=smpi/lat-factor:
1109
1110 Latency factors
1111 ...............
1112
1113 **Option** ``smpi/lat-factor`` |br|
1114 **default:** 65472:11.6436;15424:3.48845;9376:2.59299;5776:2.18796;3484:1.88101;1426:1.61075;732:1.9503;257:1.95341;0:2.01467
1115
1116 The motivation and syntax for this option is identical to the motivation/syntax
1117 of :ref:`cfg=smpi/bw-factor`.
1118
1119 There is an important difference, though: While smpi/bw-factor `reduces` the
1120 actual bandwidth (i.e., values between 0 and 1 are valid), latency factors
1121 increase the latency, i.e., values larger than or equal to 1 are valid here.
1122
1123 .. _cfg=smpi/papi-events:
1124
1125 Trace hardware counters with PAPI
1126 .................................
1127
1128 **Option** ``smpi/papi-events`` **default:** unset
1129
1130 When the PAPI support is compiled into SimGrid, this option takes the
1131 names of PAPI counters and adds their respective values to the trace
1132 files (See Section :ref:`tracing_tracing_options`).
1133
1134 .. warning::
1135
1136    This feature currently requires superuser privileges, as registers
1137    are queried.  Only use this feature with code you trust! Call
1138    smpirun for instance via ``smpirun -wrapper "sudo "
1139    <your-parameters>`` or run ``sudo sh -c "echo 0 >
1140    /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid"`` In the later case, sudo
1141    will not be required.
1142
1143 It is planned to make this feature available on a per-process (or per-thread?) basis.
1144 The first draft, however, just implements a "global" (i.e., for all processes) set
1145 of counters, the "default" set.
1146
1147 .. code-block:: shell
1148
1149    --cfg=smpi/papi-events:"default:PAPI_L3_LDM:PAPI_L2_LDM"
1150
1151 .. _cfg=smpi/privatization:
1152
1153 Automatic Privatization of Global Variables
1154 ...........................................
1155
1156 **Option** ``smpi/privatization`` **default:** "dlopen" (when using smpirun)
1157
1158 MPI executables are usually meant to be executed in separate
1159 processes, but SMPI is executed in only one process. Global variables
1160 from executables will be placed in the same memory region and shared
1161 between processes, causing intricate bugs.  Several options are
1162 possible to avoid this, as described in the main `SMPI publication
1163 <https://hal.inria.fr/hal-01415484>`_ and in the :ref:`SMPI
1164 documentation <SMPI_what_globals>`. SimGrid provides two ways of
1165 automatically privatizing the globals, and this option allows one to
1166 choose between them.
1167
1168   - **no** (default when not using smpirun): Do not automatically
1169     privatize variables.  Pass ``-no-privatize`` to smpirun to disable
1170     this feature.
1171   - **dlopen** or **yes** (default when using smpirun): Link multiple
1172     times against the binary.
1173   - **mmap** (slower, but maybe somewhat more stable):
1174     Runtime automatic switching of the data segments.
1175
1176 .. warning::
1177    This configuration option cannot be set in your platform file. You can only
1178    pass it as an argument to smpirun.
1179
1180 .. _cfg=smpi/privatize-libs:
1181
1182 Automatic privatization of global variables inside external libraries
1183 .....................................................................
1184
1185 **Option** ``smpi/privatize-libs`` **default:** unset
1186
1187 **Linux/BSD only:** When using dlopen (default) privatization,
1188 privatize specific shared libraries with internal global variables, if
1189 they can't be linked statically.  For example libgfortran is usually
1190 used for Fortran I/O and indexes in files can be mixed up.
1191
1192 Multiple libraries can be given, semicolon separated.
1193
1194 This configuration option can only use either full paths to libraries,
1195 or full names.  Check with ldd the name of the library you want to
1196 use.  For example:
1197
1198 .. code-block:: shell
1199
1200    ldd allpairf90
1201       ...
1202       libgfortran.so.3 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.3 (0x00007fbb4d91b000)
1203       ...
1204
1205 Then you can use ``--cfg=smpi/privatize-libs:libgfortran.so.3``
1206 or ``--cfg=smpi/privatize-libs:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.3``,
1207 but not ``libgfortran`` nor ``libgfortran.so``.
1208
1209 .. _cfg=smpi/send-is-detached-thresh:
1210
1211 Simulating MPI detached send
1212 ............................
1213
1214 **Option** ``smpi/send-is-detached-thresh`` **default:** 65536
1215
1216 This threshold specifies the size in bytes under which the send will
1217 return immediately. This is different from the threshold detailed in
1218 :ref:`cfg=smpi/async-small-thresh` because the message is not
1219 really sent when the send is posted. SMPI still waits for the
1220 corresponding receive to be posted, in order to perform the communication
1221 operation.
1222
1223 .. _cfg=smpi/coll-selector:
1224
1225 Simulating MPI collective algorithms
1226 ....................................
1227
1228 **Option** ``smpi/coll-selector`` **Possible values:** naive (default), ompi, mpich
1229
1230 SMPI implements more than 100 different algorithms for MPI collective
1231 communication, to accurately simulate the behavior of most of the
1232 existing MPI libraries. The ``smpi/coll-selector`` item can be used to
1233 select the decision logic either of the OpenMPI or the MPICH libraries. (By
1234 default SMPI uses naive version of collective operations.)
1235
1236 Each collective operation can be manually selected with a
1237 ``smpi/collective_name:algo_name``. Available algorithms are listed in
1238 :ref:`SMPI_use_colls`.
1239
1240 .. TODO:: All available collective algorithms will be made available
1241           via the ``smpirun --help-coll`` command.
1242
1243 .. _cfg=smpi/iprobe:
1244
1245 Inject constant times for MPI_Iprobe
1246 ....................................
1247
1248 **Option** ``smpi/iprobe`` **default:** 0.0001
1249
1250 The behavior and motivation for this configuration option is identical
1251 with :ref:`smpi/test <cfg=smpi/test>`, but for the function
1252 ``MPI_Iprobe()``
1253
1254 .. _cfg=smpi/iprobe-cpu-usage:
1255
1256 Reduce speed for iprobe calls
1257 .............................
1258
1259 **Option** ``smpi/iprobe-cpu-usage`` **default:** 1 (no change)
1260
1261 MPI_Iprobe calls can be heavily used in applications. To account
1262 correctly for the energy that cores spend probing, it is necessary to
1263 reduce the load that these calls cause inside SimGrid.
1264
1265 For instance, we measured a maximum power consumption of 220 W for a
1266 particular application but only 180 W while this application was
1267 probing. Hence, the correct factor that should be passed to this
1268 option would be 180/220 = 0.81.
1269
1270 .. _cfg=smpi/init:
1271
1272 Inject constant times for MPI_Init
1273 ..................................
1274
1275 **Option** ``smpi/init`` **default:** 0
1276
1277 The behavior and motivation for this configuration option is identical
1278 with :ref:`smpi/test <cfg=smpi/test>`, but for the function ``MPI_Init()``.
1279
1280 .. _cfg=smpi/ois:
1281
1282 Inject constant times for MPI_Isend()
1283 .....................................
1284
1285 **Option** ``smpi/ois``
1286
1287 The behavior and motivation for this configuration option is identical
1288 with :ref:`smpi/os <cfg=smpi/os>`, but for the function ``MPI_Isend()``.
1289
1290 .. _cfg=smpi/os:
1291
1292 Inject constant times for MPI_send()
1293 ....................................
1294
1295 **Option** ``smpi/os``
1296
1297 In several network models such as LogP, send (MPI_Send, MPI_Isend) and
1298 receive (MPI_Recv) operations incur costs (i.e., they consume CPU
1299 time). SMPI can factor these costs in as well, but the user has to
1300 configure SMPI accordingly as these values may vary by machine.  This
1301 can be done by using ``smpi/os`` for MPI_Send operations; for MPI_Isend
1302 and MPI_Recv, use ``smpi/ois`` and ``smpi/or``, respectively. These work
1303 exactly as ``smpi/ois``.
1304
1305 This item can consist of multiple sections; each section takes three
1306 values, for example ``1:3:2;10:5:1``.  The sections are divided by ";"
1307 so this example contains two sections.  Furthermore, each section
1308 consists of three values.
1309
1310 1. The first value denotes the minimum size in bytes for this section to take effect;
1311    read it as "if message size is greater than this value (and other section has a larger
1312    first value that is also smaller than the message size), use this".
1313    In the first section above, this value is "1".
1314
1315 2. The second value is the startup time; this is a constant value that will always
1316    be charged, no matter what the size of the message. In the first section above,
1317    this value is "3".
1318
1319 3. The third value is the `per-byte` cost. That is, it is charged for every
1320    byte of the message (incurring cost messageSize*cost_per_byte)
1321    and hence accounts also for larger messages. In the first
1322    section of the example above, this value is "2".
1323
1324 Now, SMPI always checks which section it should use for a given
1325 message; that is, if a message of size 11 is sent with the
1326 configuration of the example above, only the second section will be
1327 used, not the first, as the first value of the second section is
1328 closer to the message size. Hence, when ``smpi/os=1:3:2;10:5:1``, a
1329 message of size 11 incurs the following cost inside MPI_Send:
1330 ``5+11*1`` because 5 is the startup cost and 1 is the cost per byte.
1331
1332 Note that the order of sections can be arbitrary; they will be ordered internally.
1333
1334 .. _cfg=smpi/or:
1335
1336 Inject constant times for MPI_Recv()
1337 ....................................
1338
1339 **Option** ``smpi/or``
1340
1341 The behavior and motivation for this configuration option is identical
1342 with :ref:`smpi/os <cfg=smpi/os>`, but for the function ``MPI_Recv()``.
1343
1344 .. _cfg=smpi/test:
1345 .. _cfg=smpi/grow-injected-times:
1346
1347 Inject constant times for MPI_Test
1348 ..................................
1349
1350 **Option** ``smpi/test`` **default:** 0.0001
1351
1352 By setting this option, you can control the amount of time a process
1353 sleeps when MPI_Test() is called; this is important, because SimGrid
1354 normally only advances the time while communication is happening and
1355 thus, MPI_Test will not add to the time, resulting in deadlock if it is
1356 used as a break-condition as in the following example:
1357
1358 .. code-block:: cpp
1359
1360    while(!flag) {
1361        MPI_Test(request, flag, status);
1362        ...
1363    }
1364
1365 To speed up execution, we use a counter to keep track of how often we
1366 checked if the handle is now valid or not. Hence, we actually
1367 use counter*SLEEP_TIME, that is, the time MPI_Test() causes the
1368 process to sleep increases linearly with the number of previously
1369 failed tests. This behavior can be disabled by setting
1370 ``smpi/grow-injected-times`` to **no**. This will also disable this
1371 behavior for MPI_Iprobe.
1372
1373 .. _cfg=smpi/shared-malloc:
1374 .. _cfg=smpi/shared-malloc-hugepage:
1375
1376 Factorize malloc()s
1377 ...................
1378
1379 **Option** ``smpi/shared-malloc`` **Possible values:** global (default), local
1380
1381 If your simulation consumes too much memory, you may want to modify
1382 your code so that the working areas are shared by all MPI ranks. For
1383 example, in a block-cyclic matrix multiplication, you will only
1384 allocate one set of blocks, and all processes will share them.
1385 Naturally, this will lead to very wrong results, but this will save a
1386 lot of memory. So this is still desirable for some studies. For more on
1387 the motivation for that feature, please refer to the `relevant section
1388 <https://simgrid.github.io/SMPI_CourseWare/topic_understanding_performance/matrixmultiplication>`_
1389 of the SMPI CourseWare (see Activity #2.2 of the pointed
1390 assignment). In practice, change the calls for malloc() and free() into
1391 SMPI_SHARED_MALLOC() and SMPI_SHARED_FREE().
1392
1393 SMPI provides two algorithms for this feature. The first one, called 
1394 ``local``, allocates one block per call to SMPI_SHARED_MALLOC()
1395 (each call site gets its own block) ,and this block is shared
1396 among all MPI ranks.  This is implemented with the shm_* functions
1397 to create a new POSIX shared memory object (kept in RAM, in /dev/shm)
1398 for each shared block.
1399
1400 With the ``global`` algorithm, each call to SMPI_SHARED_MALLOC()
1401 returns a new address, but it only points to a shadow block: its memory
1402 area is mapped on a 1 MiB file on disk. If the returned block is of size
1403 N MiB, then the same file is mapped N times to cover the whole block.
1404 At the end, no matter how many times you call SMPI_SHARED_MALLOC, this will
1405 only consume 1 MiB in memory.
1406
1407 You can disable this behavior and come back to regular mallocs (for
1408 example for debugging purposes) using ``no`` as a value.
1409
1410 If you want to keep private some parts of the buffer, for instance if these
1411 parts are used by the application logic and should not be corrupted, you
1412 can use SMPI_PARTIAL_SHARED_MALLOC(size, offsets, offsets_count). For example:
1413
1414 .. code-block:: cpp
1415
1416    mem = SMPI_PARTIAL_SHARED_MALLOC(500, {27,42 , 100,200}, 2);
1417
1418 This will allocate 500 bytes to mem, such that mem[27..41] and
1419 mem[100..199] are shared while other area remain private.
1420
1421 Then, it can be deallocated by calling SMPI_SHARED_FREE(mem).
1422
1423 When smpi/shared-malloc:global is used, the memory consumption problem
1424 is solved, but it may induce too much load on the kernel's pages table.
1425 In this case, you should use huge pages so that the kernel creates only one
1426 entry per MB of malloced data instead of one entry per 4 kB.
1427 To activate this, you must mount a hugetlbfs on your system and allocate
1428 at least one huge page:
1429
1430 .. code-block:: shell
1431
1432     mkdir /home/huge
1433     sudo mount none /home/huge -t hugetlbfs -o rw,mode=0777
1434     sudo sh -c 'echo 1 > /proc/sys/vm/nr_hugepages' # echo more if you need more
1435
1436 Then, you can pass the option
1437 ``--cfg=smpi/shared-malloc-hugepage:/home/huge`` to smpirun to
1438 actually activate the huge page support in shared mallocs.
1439
1440 .. _cfg=smpi/wtime:
1441
1442 Inject constant times for MPI_Wtime, gettimeofday and clock_gettime
1443 ...................................................................
1444
1445 **Option** ``smpi/wtime`` **default:** 10 ns
1446
1447 This option controls the amount of (simulated) time spent in calls to
1448 MPI_Wtime(), gettimeofday() and clock_gettime(). If you set this value
1449 to 0, the simulated clock is not advanced in these calls, which leads
1450 to issues if your application contains such a loop:
1451
1452 .. code-block:: cpp
1453
1454    while(MPI_Wtime() < some_time_bound) {
1455         /* some tests, with no communication nor computation */
1456    }
1457
1458 When the option smpi/wtime is set to 0, the time advances only on
1459 communications and computations. So the previous code results in an
1460 infinite loop: the current [simulated] time will never reach
1461 ``some_time_bound``.  This infinite loop is avoided when that option
1462 is set to a small value, as it is by default since SimGrid v3.21.
1463
1464 Note that if your application does not contain any loop depending on
1465 the current time only, then setting this option to a non-zero value
1466 will slow down your simulations by a tiny bit: the simulation loop has
1467 to be broken out of and reset each time your code asks for the current time.
1468 If the simulation speed really matters to you, you can avoid this
1469 extra delay by setting smpi/wtime to 0.
1470
1471 Other Configurations
1472 --------------------
1473
1474 .. _cfg=debug/clean-atexit:
1475
1476 Cleanup at Termination
1477 ......................
1478
1479 **Option** ``debug/clean-atexit`` **default:** on
1480
1481 If your code is segfaulting during its finalization, it may help to
1482 disable this option to request that SimGrid not attempt any cleanups at
1483 the end of the simulation. Since the Unix process is ending anyway,
1484 the operating system will wipe it all.
1485
1486 .. _cfg=path:
1487
1488 Search Path
1489 ...........
1490
1491 **Option** ``path`` **default:** . (current dir)
1492
1493 It is possible to specify a list of directories to search in for the
1494 trace files (see :ref:`pf_trace`) by using this configuration
1495 item. To add several directory to the path, set the configuration
1496 item several times, as in ``--cfg=path:toto --cfg=path:tutu``
1497
1498 .. _cfg=debug/breakpoint:
1499
1500 Set a Breakpoint
1501 ................
1502
1503 **Option** ``debug/breakpoint`` **default:** unset
1504
1505 This configuration option sets a breakpoint: when the simulated clock
1506 reaches the given time, a SIGTRAP is raised.  This can be used to stop
1507 the execution and get a backtrace with a debugger.
1508
1509 It is also possible to set the breakpoint from inside the debugger, by
1510 writing in global variable simgrid::simix::breakpoint. For example,
1511 with gdb:
1512
1513 .. code-block:: shell
1514
1515    set variable simgrid::simix::breakpoint = 3.1416
1516
1517 .. _cfg=debug/verbose-exit:
1518
1519 Behavior on Ctrl-C
1520 ..................
1521
1522 **Option** ``debug/verbose-exit`` **default:** on
1523
1524 By default, when Ctrl-C is pressed, the status of all existing actors
1525 is displayed before exiting the simulation. This is very useful to
1526 debug your code, but it can become troublesome if you have many
1527 actors. Set this configuration item to **off** to disable this
1528 feature.
1529
1530 .. _cfg=exception/cutpath:
1531
1532 Truncate local path from exception backtrace
1533 ............................................
1534
1535 **Option** ``exception/cutpath`` **default:** off
1536
1537 This configuration option is used to remove the path from the
1538 backtrace shown when an exception is thrown. This is mainly useful for
1539 the tests: the full file path would makes the tests non-reproducible because
1540 the paths of source files depend of the build settings. That would
1541 break most of the tests since their output is continually compared.
1542
1543 .. _logging_config:
1544
1545 Logging configuration
1546 ---------------------
1547
1548 As introduced in :ref:`outcome_logs`, the SimGrid logging mechanism allows to configure at runtime the messages that should be displayed and those that should be omitted. Each
1549 message produced in the code is given a category (denoting its topic) and a priority. Then at runtime, each category is given a threshold (only messages of priority higher than
1550 that threshold are displayed), a layout (deciding how the messages in this category are formatted), and an appender (deciding what to do with the message: either print on stderr or
1551 to a file).
1552
1553 This section explains how to configure this logging features. You can also refer to the documentation of the :ref:`programmer's interface <logging_prog>`, that allows to produce
1554 messages from your code.
1555
1556 Most of the time, the logging mechanism is configured at runtime using the ``--log`` command-line argument, even if you can also use :ref:`xbt_log_control_set()` to control it from
1557 your program. To pass configure more than one setting, you can either pass several ``--log`` arguments, or separate your settings with spaces, that must be quoted accordingly. In
1558 practice, the following is equivalent to the above settings: ``--log=root.thresh:error --log=s4u_host.thresh:debug``.
1559
1560 If you want to specify more than one setting, you can either pass several ``--log`` argument to your program as above, or separate them with spaces. In this case, you want to quote
1561 your settings, as in ``--log="root.thresh:error s4u_host.thresh:debug"``. The parameters are interpreted in order, from left to right.
1562
1563
1564 Threshold configuration
1565 .......................
1566
1567 The keyword ``threshold`` controls which logging event will get displayed in a given category. For example, ``--log=root.threshold:debug`` displays *every* message produced in the
1568 ``root`` category and its subcategories (i.e., every message produced -- this is *extremely* verbose), while ``--log=root.thres:critical`` turns almost everything off. As you can
1569 see, ``threshold`` can be abbreviated here.
1570
1571 Existing thresholds:
1572
1573  - ``trace`` some functions display a message at this level when entering or returning
1574  - ``debug`` output that is mostly useful when debugging the corresponding module.
1575  - ``verbose`` verbose output that is only mildly interesting and can easily be ignored
1576  - ``info`` usual output (this is the default threshold of all categories)
1577  - ``warning`` minor issue encountered
1578  - ``error`` issue encountered
1579  - ``critical`` major issue encountered, such as assertions failures
1580
1581 .. _log/fmt:
1582
1583 Format configuration
1584 ....................
1585
1586 The keyword ``fmt`` controls the layout (the format) of a logging category. For example, ``--log=root.fmt:%m`` reduces the output to the user-message only, removing any decoration such
1587 as the date, or the actor ID, everything. Existing format directives:
1588
1589  - %%: the % char
1590  - %n: line separator (LOG4J compatible)
1591  - %e: plain old space (SimGrid extension)
1592
1593  - %m: user-provided message
1594
1595  - %c: Category name (LOG4J compatible)
1596  - %p: Priority name (LOG4J compatible)
1597
1598  - %h: Hostname (SimGrid extension)
1599  - %P: Actor name (SimGrid extension -- note that with SMPI this is the integer value of the process rank)
1600  - %i: Actor PID (SimGrid extension -- this is a 'i' as in 'i'dea)
1601  - %t: Thread "name" (LOG4J compatible -- actually the address of the thread in memory)
1602
1603  - %F: file name where the log event was raised (LOG4J compatible)
1604  - %l: location where the log event was raised (LOG4J compatible, like '%%F:%%L' -- this is a l as in 'l'etter)
1605  - %L: line number where the log event was raised (LOG4J compatible)
1606  - %M: function name (LOG4J compatible -- called method name here of course).
1607
1608  - %d: date (UNIX-like epoch)
1609  - %r: application age (time elapsed since the beginning of the application)
1610
1611
1612 ``--log=root.fmt:'[%h:%P:(%i) %r] %l: %m%n'`` gives you the default layout used for info messages while ``--log=root.fmt:'[%h:%P:(%i) %r] %l: [%c/%p] %m%n'`` gives you the default
1613 layout for the other priorities (it adds the source code location). Also, the actor identification is omitted by the default layout for the messages coming directly from the
1614 SimGrid kernel, so info messages are formatted with ``[%r] [%c/%p] %m%n`` in this case. When specifying the layout manually, such distinctions are currently impossible, and the
1615 provided layout is used for every messages.
1616
1617 As with printf, you can specify the precision and width of the fields. For example, ``%.4r`` limits the date precision to four digits while ``%15h`` limits the host name to at most
1618 15 chars.
1619
1620
1621 If you want to have spaces in your log format, you should protect it. Otherwise, SimGrid will consider that this is a space-separated list of several parameters. But you should
1622 also protect it from the shell that also splits command line arguments on spaces. At the end, you should use something such as ``--log="'root.fmt:%l: [%p/%c]: %m%n'"``. 
1623 Another option is to use the ``%e`` directive for spaces, as in ``--log=root.fmt:%l:%e[%p/%c]:%e%m%n``. 
1624
1625 Category appender
1626 .................
1627
1628 The keyword ``app`` controls the appended of a logging category. For example ``--log=root.app:file:mylogfile`` redirects every output to the file ``mylogfile``.
1629
1630 With the ``splitfile`` appender, a new file is created when the size of the output reaches the specified size. The format is ``--log=root.app:splitfile:<size>:<file name>``. For
1631 example, ``--log=root.app:splitfile:500:mylog_%`` creates log files of at most 500 bytes, using the names ``mylog_0``, ``mylog_1``, ``mylog_2``, etc.
1632
1633 The ``rollfile`` appender uses one file only, but the file is emptied and recreated when its size reaches the specified maximum. For example, ``--log=root.app:rollfile:500:mylog``
1634 ensures that the log file ``mylog`` will never overpass 500 bytes in size.
1635
1636 Any appender setup this way have its own layout format, that you may change afterward. When specifying a new appender, its additivity is set to false to prevent log event displayed
1637 by this appender to "leak" to any other appender higher in the hierarchy. You can naturally change that if you want your messages to be displayed twice.
1638
1639 Category additivity
1640 ...................
1641
1642 The keyword ``add`` controls the additivity of a logging category. By default, the messages are only passed one appender only: the more specific, i.e. the first one found when
1643 climbing the tree from the category in which they were produced. In Log4J parlance, it is said that the default additivity of appenders is false. If you change this setting to
1644 ``on`` (or ``yes`` or ``1``), the produced messages will also be passed to the upper appender.
1645
1646 Let's consider a more complex example: ``--log="root.app:file:all.log s4u.app:file:iface.log xbt.app:file:xbt.log xbt.add:yes``. Here, the logging of s4u will be sent to the
1647 ``iface.log`` file; the logging of the xbt toolbox will be sent to both the ``xbt.log`` file and the ``all.log`` file (because xbt additivity was enabled); and every other loggings
1648 will only be sent to ``all.log``.
1649
1650 .. |br| raw:: html
1651
1652    <br />