Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
8fb2bc44435a4392d33e3eb4772396459411e8a4
[simgrid.git] / src / simix / private.h
1 /*      $Id$     */
2
3 /* Copyright (c) 2007 Arnaud Legrand, Bruno Donnassolo.
4    All rights reserved.                                          */
5
6 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
8
9 #ifndef SIMIX_PRIVATE_H
10 #define SIMIX_PRIVATE_H
11
12 #include "simix/simix.h"
13 #include "surf/surf.h"
14 #include "xbt/fifo.h"
15 #include "xbt/swag.h"
16 #include "xbt/dict.h"
17 #include "xbt/config.h"
18 #include "xbt/function_types.h"
19 #include "xbt/ex_interface.h"
20
21 /******************************** Datatypes ***********************************/
22
23
24 /*********************************** Host *************************************/
25
26 /** @brief Host datatype
27     @ingroup m_datatypes_management_details */
28 typedef struct s_smx_host {
29   char *name;              /**< @brief host name if any */
30   void *host;              /* SURF modeling */
31   xbt_swag_t process_list;
32   void *data;              /**< @brief user data */
33 } s_smx_host_t;
34
35 /********************************** Simix Global ******************************/
36
37 typedef struct s_smx_context_factory *smx_context_factory_t;
38
39 typedef struct SIMIX_Global {
40   smx_context_factory_t context_factory;
41   xbt_dict_t host;
42   xbt_swag_t process_to_run;
43   xbt_swag_t process_list;
44   xbt_swag_t process_to_destroy;
45   smx_process_t current_process;
46   smx_process_t maestro_process;
47   xbt_dict_t registered_functions;
48   smx_creation_func_t create_process_function;
49   void_f_pvoid_t kill_process_function;
50   void_f_pvoid_t cleanup_process_function;
51 } s_SIMIX_Global_t, *SIMIX_Global_t;
52
53 extern SIMIX_Global_t simix_global;
54
55 /******************************** Process *************************************/
56
57 /** @brief Process datatype 
58     @ingroup m_datatypes_management_details @{ */
59      typedef struct s_smx_process {
60        s_xbt_swag_hookup_t process_hookup;
61        s_xbt_swag_hookup_t synchro_hookup; /* process_to_run or mutex->sleeping and co */
62        s_xbt_swag_hookup_t host_proc_hookup;
63        s_xbt_swag_hookup_t destroy_hookup;
64
65        char *name;              /**< @brief process name if any */
66        smx_host_t smx_host;     /* the host on which the process is running */
67        smx_context_t context;   /* the context that executes the scheduler function */
68        ex_ctx_t *exception;
69        int blocked : 1;
70        int suspended : 1;
71        int iwannadie : 1;
72        smx_mutex_t mutex;       /* mutex on which the process is blocked  */
73        smx_cond_t cond;         /* cond on which the process is blocked  */
74        smx_sem_t sem;         /* semaphore on which the process is blocked  */
75        smx_action_t waiting_action;
76        xbt_dict_t properties;
77        void *data;              /* kept for compatibility, it should be replaced with moddata */
78
79      } s_smx_process_t;
80 /** @} */
81
82 typedef struct s_smx_process_arg {
83   const char *name;
84   xbt_main_func_t code;
85   void *data;
86   char *hostname;
87   int argc;
88   char **argv;
89   double kill_time;
90   xbt_dict_t properties;
91 } s_smx_process_arg_t, *smx_process_arg_t;
92
93 void SIMIX_create_maestro_process(void);
94 void SIMIX_process_empty_trash(void);
95 void SIMIX_process_schedule(smx_process_t process);
96 ex_ctx_t *SIMIX_process_get_exception(void);
97 void SIMIX_process_exception_terminate(xbt_ex_t * e);
98
99 /*************************** Mutex and Conditional ****************************/
100
101 typedef struct s_smx_mutex {
102
103   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_mutex */
104   xbt_swag_t sleeping;          /* list of sleeping process */
105   int refcount;
106   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_mutex */
107
108 } s_smx_mutex_t;
109
110 typedef struct s_smx_cond {
111
112   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_cond */
113   xbt_swag_t sleeping;          /* list of sleeping process */
114   smx_mutex_t mutex;
115   xbt_fifo_t actions;           /* list of actions */
116   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_cond */
117
118 } s_smx_cond_t;
119
120 typedef struct s_smx_sem {
121   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_sem */
122   xbt_swag_t sleeping;          /* list of sleeping process */
123   int capacity;
124   xbt_fifo_t actions;           /* list of actions */
125   /* KEEP IT IN SYNC WITH src/xbt_sg_thread.c::struct s_xbt_sem */
126
127 } s_smx_sem_t;
128
129 /******************************* Networking ***********************************/
130
131 /** @brief Rendez-vous point datatype */
132 typedef struct s_smx_rvpoint {
133   char *name;
134   smx_mutex_t read;
135   smx_mutex_t write;
136   xbt_fifo_t comm_fifo;  
137   void *data;
138 } s_smx_rvpoint_t;
139
140 typedef struct s_smx_comm {
141
142
143   smx_comm_type_t type;   /* Type of the communication (comm_send,comm_recv) */
144   smx_rdv_t rdv;          /* Rendez-vous where the comm is queued */
145   smx_sem_t sem;        /* Semaphore associated to the surf simulation */
146   int refcount;           /* Number of processes involved in the cond */
147
148   /* Surf action data */
149   smx_process_t src_proc;
150   smx_process_t dst_proc;
151   smx_action_t src_timeout;
152   smx_action_t dst_timeout;
153   smx_action_t act;
154   double rate;
155   double task_size;
156
157   /* Data to be transfered */
158   void *src_buff;
159   void *dst_buff;
160   size_t src_buff_size;
161   size_t *dst_buff_size;
162   void *data;             /* User data associated to communication */
163 } s_smx_comm_t;
164
165 void SIMIX_network_copy_data(smx_comm_t comm);
166 smx_comm_t SIMIX_communication_new(smx_comm_type_t type);
167 static inline void SIMIX_communication_use(smx_comm_t comm);
168 static inline void SIMIX_communication_wait_for_completion(smx_comm_t comm, double timeout);
169 static inline void SIMIX_rdv_push(smx_rdv_t rdv, smx_comm_t comm);
170 static inline void SIMIX_rdv_remove(smx_rdv_t rdv, smx_comm_t comm);
171
172 /********************************* Action *************************************/
173
174 typedef enum {ready, ongoing, done, failed} smx_action_state_t;
175
176 /** @brief Action datatype
177     @ingroup m_datatypes_management_details */
178 typedef struct s_smx_action {
179   char *name;              /**< @brief action name if any */
180   xbt_fifo_t cond_list;    /*< conditional variables that must be signaled when the action finish. */
181   xbt_fifo_t sem_list;    /*< semaphores that must be signaled when the action finish. */
182   void *data;              /**< @brief user data */
183   int refcount;            /**< @brief reference counter */
184   surf_action_t surf_action;    /* SURF modeling of computation  */
185   smx_host_t source;
186 } s_smx_action_t;
187
188 /************************** Configuration support *****************************/
189
190 extern int _simix_init_status;  /* 0: beginning of time; FIXME: KILLME ?
191                                    1: pre-inited (cfg_set created);
192                                    2: inited (running) */
193
194 #define SIMIX_CHECK_HOST()  xbt_assert0(surf_workstation_model->extension.workstation. \
195                                   get_state(SIMIX_host_self()->host)==SURF_RESOURCE_ON,\
196                                   "Host failed, you cannot call this function.")
197
198 smx_host_t __SIMIX_host_create(const char *name, void *workstation, void *data);
199 void __SIMIX_host_destroy(void *host);
200 void __SIMIX_cond_wait(smx_cond_t cond);
201 void __SIMIX_cond_display_actions(smx_cond_t cond);
202 void __SIMIX_action_display_conditions(smx_action_t action);
203
204 /******************************** Context *************************************/
205
206 void SIMIX_context_mod_init(void);
207
208 void SIMIX_context_mod_exit(void);
209
210 /* *********************** */
211 /* Context type definition */
212 /* *********************** */
213 /* the following function pointers types describe the interface that all context
214    concepts must implement */
215
216 /* each context type derive from this structure, so they must contain this structure
217  * at their begining -- OOP in C :/ */
218 typedef struct s_smx_context {
219   s_xbt_swag_hookup_t hookup;
220   xbt_main_func_t code;
221   int argc;
222   char **argv;
223   void_f_pvoid_t cleanup_func;
224   void *cleanup_arg;
225 } s_smx_ctx_base_t;
226 /* methods of this class */
227 void smx_ctx_base_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
228 int smx_ctx_base_factory_finalize(smx_context_factory_t * factory);
229
230 smx_context_t
231 smx_ctx_base_factory_create_context_sized(size_t size,
232     xbt_main_func_t code, int argc, char** argv,
233     void_f_pvoid_t cleanup_func, void* cleanup_arg);
234 void smx_ctx_base_free(smx_context_t context);
235 void smx_ctx_base_stop(smx_context_t context);
236
237
238 /* *********************** */
239 /* factory type definition */
240 /* *********************** */
241
242 /* Each context implementation define its own context factory
243  * A context factory is responsable of the creation and manipulation of the 
244  * execution context of all the simulated processes (and maestro) using the
245  * selected implementation.
246  *
247  * For example, the context switch based on java thread use the
248  * java implementation of the context and the java factory to build and control
249  * the contexts depending on this implementation.
250
251  * The following function pointer types describe the interface that any context 
252  * factory should implement.
253  */
254
255 /* function used to create a new context */
256 typedef smx_context_t (*smx_pfn_context_factory_create_context_t) 
257                       (xbt_main_func_t, int, char**, void_f_pvoid_t, void*);
258
259 /* this function finalize the specified context factory */
260 typedef int (*smx_pfn_context_factory_finalize_t) (smx_context_factory_t*);
261
262 /* function used to destroy the specified context */
263 typedef void (*smx_pfn_context_free_t) (smx_context_t);
264
265 /* function used to start the specified context */
266 typedef void (*smx_pfn_context_start_t) (smx_context_t);
267
268 /* function used to stop the current context */
269 typedef void (*smx_pfn_context_stop_t) (smx_context_t);
270
271 /* function used to suspend the current context */
272 typedef void (*smx_pfn_context_suspend_t) (smx_context_t context);
273
274 /* function used to resume the current context */
275 typedef void (*smx_pfn_context_resume_t) (smx_context_t new_context);
276
277 /* interface of the context factories */
278 typedef struct s_smx_context_factory {
279   smx_pfn_context_factory_create_context_t create_context;
280   smx_pfn_context_factory_finalize_t finalize;
281   smx_pfn_context_free_t free;
282   smx_pfn_context_stop_t stop;
283   smx_pfn_context_suspend_t suspend;
284   smx_pfn_context_resume_t resume;
285   const char *name;
286 } s_smx_context_factory_t;
287
288 /* Selects a context factory associated with the name specified by the parameter name.
289  * If successful the function returns 0. Otherwise the function returns the error code.
290  */
291 int SIMIX_context_select_factory(const char *name);
292
293 /* Initializes a context factory from the name specified by the parameter name.
294  * If the factory cannot be found, an exception is raised.
295  */
296 void SIMIX_context_init_factory_by_name(smx_context_factory_t * factory, const char *name);
297
298 /* All factories init */
299 void SIMIX_ctx_thread_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
300
301 void SIMIX_ctx_sysv_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
302 void SIMIX_ctx_lua_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
303 void SIMIX_ctx_lua_factory_set_state(void *state);
304
305
306 void SIMIX_ctx_java_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
307
308 /* ****************************** */
309 /* context manipulation functions */
310 /* ****************************** */
311
312 /* Scenario for the end of a context:
313  *
314  * CASE 1: death after end of the main function
315  *   the context_wrapper, called internally by the context module, calls 
316  *   SIMIX_context_stop after user code stops, smx_context_stop calls user 
317  *   cleanup_func if any (in context settings), add current process to trashbin
318  *   and yields back to maestro.
319  *   From time to time, maestro calls SIMIX_context_empty_trash, which destroy
320  *   all the process and context data structures, and frees the memory 
321  *
322  * CASE 2: brutal death
323  *   SIMIX_process_kill (from any process) set process->iwannadie = 1 and then
324  *   schedules the process. Then the process is awaken in the middle of the
325  *   SIMIX_process_yield function, and at the end of it, it checks that
326  *   iwannadie == 1, and call SIMIX_context_stop(same than first case afterward)
327  */
328
329 /**
330  * \brief creates a new context for a user level process
331  * \param code a main function
332  * \param argc the number of arguments of the main function
333  * \param argv the vector of arguments of the main function
334  * \param cleanup_func the function to call when the context stops
335  * \param cleanup_arg the argument of the cleanup_func function
336  */
337 static inline smx_context_t SIMIX_context_new(xbt_main_func_t code, int argc,
338                                               char** argv,
339                                               void_f_pvoid_t cleanup_func,
340                                               void* cleanup_arg) {
341
342   return (*(simix_global->context_factory->create_context))
343            (code, argc, argv, cleanup_func, cleanup_arg);
344 }
345
346 /**
347  * \brief destroy a context 
348  * \param context the context to destroy
349  * Argument must be stopped first -- runs in maestro context
350  */
351 static inline void SIMIX_context_free(smx_context_t context) {
352   (*(simix_global->context_factory->free)) (context);
353 }
354
355 /**
356  * \brief stops the execution of a context
357  * \param context to stop
358  */
359 static inline void SIMIX_context_stop(smx_context_t context) {
360   (*(simix_global->context_factory->stop)) (context);
361 }
362
363 /**
364  \brief resumes the execution of a context
365  \param old_context the actual context from which is resuming
366  \param new_context the context to resume
367  */
368 static inline void SIMIX_context_resume(smx_context_t new_context)
369 {
370   (*(simix_global->context_factory->resume)) (new_context);
371 }
372
373 /**
374  \brief suspends a context and return the control back to the one which
375         scheduled it
376  \param context the context to be suspended (it must be the running one)
377  */
378 static inline void SIMIX_context_suspend(smx_context_t context)
379 {
380   (*(simix_global->context_factory->suspend)) (context);
381 }
382
383 #endif