src/xbt/context.c

   1 /*      $Id$     */
   2
   3 /* a fast and simple context switching library                              */
   4
   5 /* Copyright (c) 2004 Arnaud Legrand.                                       */
   6 /* Copyright (c) 2004, 2005 Martin Quinson.                                 */
   7 /* All rights reserved.                                                     */
   8
   9 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
  11
  12 #include "portable.h"
  13 #include "context_private.h"
  14 #include "xbt/log.h"
  15 #include "xbt/dynar.h"
  16 #include "xbt/xbt_thread.h"
  17 #include <pthread.h> // I need pthread_join that is not yet available in xbt_thread.
  18
  19 #ifdef CONTEXT_THREADS
  20  /* This file (context.c) is only loaded in libsimgrid, not libgras.
  21   * xbt_thread is only loaded in libgras explicitly, and we need it in
  22   *    libsimgrid, but only when it is the backend used to implement the
  23   *    xbt_context. So, do load it on need.
  24   */
  25 #include "xbt/xbt_thread.c"
  26 #endif
  27
  28 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(xbt_ctx, xbt, "Context");
  29
  30 #define VOIRP(expr) DEBUG1("  {" #expr " = %p }", expr)
  31
  32 static xbt_context_t current_context = NULL;
  33 static xbt_context_t init_context = NULL;
  34 static xbt_swag_t context_to_destroy = NULL;
  35 static xbt_swag_t context_living = NULL;
  36
  37 static void __context_exit(xbt_context_t context ,int value);
  38 static void __xbt_context_yield(xbt_context_t context)
  39 {
  40         xbt_assert0(current_context,"You have to call context_init() first.");
  41
  42         DEBUG2("--------- current_context (%p) is yielding to context(%p) ---------",current_context,context);
  43
  44         #ifdef CONTEXT_THREADS
  45         if (context){
  46                 xbt_context_t self = current_context;
  47                 DEBUG1("[%p] **** Locking ****", self);
  48                 xbt_mutex_lock(context->mutex);
  49                 DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****", self);
  50                 current_context = context;
  51                 DEBUG1("[%p] **** Releasing the prisonner ****", self);
  52                 xbt_thcond_signal(context->cond);
  53                 DEBUG1("[%p] **** Going to jail ****", self);
  54                 xbt_thcond_wait(context->cond, context->mutex);
  55                 DEBUG1("[%p] **** Unlocking ****", self);
  56                 xbt_mutex_unlock(context->mutex);
  57                 DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****", self);
  58                 current_context = self;
  59         }
  60         #else /* use SUSv2 contexts */
  61         if(current_context)
  62                 VOIRP(current_context->save);
  63
  64         VOIRP(context);
  65
  66         if(context)
  67                 VOIRP(context->save);
  68
  69         if (context){
  70
  71                 int return_value = 0;
  72
  73                 if(context->save==NULL){
  74
  75                   DEBUG1("[%p] **** Yielding to somebody else ****", current_context);
  76                         DEBUG2("Saving current_context value (%p) to context(%p)->save",current_context,context);
  77                         context->save = current_context ;
  78                         DEBUG1("current_context becomes  context(%p) ",context);
  79                         current_context = context ;
  80                         DEBUG1("Current position memorized (context->save). Jumping to context (%p)",context);
  81                         return_value = swapcontext (&(context->save->uc), &(context->uc));
  82                         xbt_assert0((return_value==0),"Context swapping failure");
  83                         DEBUG1("I am (%p). Coming back\n",context);
  84                 } else {
  85                         xbt_context_t old_context = context->save ;
  86                         DEBUG1("[%p] **** Back ! ****", context);
  87                         DEBUG2("Setting current_context (%p) to context(%p)->save",current_context,context);
  88                         current_context = context->save ;
  89                         DEBUG1("Setting context(%p)->save to NULL",context);
  90                         context->save = NULL ;
  91                         DEBUG2("Current position memorized (%p). Jumping to context (%p)",context,old_context);
  92                         return_value = swapcontext (&(context->uc), &(old_context->uc));
  93                         xbt_assert0((return_value==0),"Context swapping failure");
  94                         DEBUG1("I am (%p). Coming back\n",context);
  95
  96                 }
  97         }
  98         #endif
  99         if(current_context->iwannadie)
 100           __context_exit(current_context, 1);
 101
 102         return;
 103 }
 104
 105 static void xbt_context_free(xbt_context_t context)
 106 {
 107         if (!context) return;
 108         DEBUG1("Freeing %p",context);
 109 #ifdef CONTEXT_THREADS
 110         DEBUG1("\t joining %p",(void *)context->thread->t);
 111         pthread_join(context->thread->t,NULL);
 112         DEBUG1("\t xbt_free %p",(void *)context->thread);
 113         xbt_free(context->thread);
 114         DEBUG1("\t mutex_destroy %p",(void *)context->mutex);
 115         xbt_mutex_destroy(context->mutex);
 116         DEBUG1("\t cond_destroy %p",(void *)context->cond);
 117         xbt_thcond_destroy(context->cond);
 118
 119         context->thread = NULL;
 120         context->mutex = NULL;
 121         context->cond = NULL;
 122 #endif
 123
 124         if(context->exception)
 125                 free(context->exception);
 126
 127         free(context);
 128         return;
 129 }
 130
 131 static void __context_exit(xbt_context_t context ,int value)
 132 {
 133         int i;
 134
 135         DEBUG1("--------- %p is exiting ---------",context);
 136
 137         DEBUG0("Calling cleanup functions");
 138         if(context->cleanup_func){
 139                 DEBUG0("Calling cleanup function");
 140                 context->cleanup_func(context->cleanup_arg);
 141         }
 142
 143         DEBUG0("Freeing arguments");
 144         for(i=0;i<context->argc; i++)
 145                 if(context->argv[i])
 146                         free(context->argv[i]);
 147
 148         if(context->argv)
 149                 free(context->argv);
 150
 151         DEBUG0("Putting context in the to_destroy set");
 152         xbt_swag_remove(context, context_living);
 153         xbt_swag_insert(context, context_to_destroy);
 154         DEBUG0("Context put in the to_destroy set");
 155
 156         DEBUG0("Yielding");
 157
 158         #ifdef CONTEXT_THREADS
 159         DEBUG1("[%p] **** Locking ****", context);
 160         xbt_mutex_lock(context->mutex);
 161 /*      DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****"); */
 162 /*      current_context = context; */
 163         DEBUG1("[%p] **** Releasing the prisonner ****", context);
 164         xbt_thcond_signal(context->cond);
 165         DEBUG1("[%p] **** Unlocking ****", context);
 166         xbt_mutex_unlock(context->mutex);
 167         DEBUG1("[%p] **** Exiting ****", context);
 168         xbt_thread_exit(NULL); // We should provide return value in case other wants it
 169         #else
 170         __xbt_context_yield(context);
 171         #endif
 172         xbt_assert0(0,"You can't be here!");
 173 }
 174
 175 static void *
 176 __context_wrapper(void* c) {
 177         xbt_context_t context = (xbt_context_t)c;
 178
 179         #ifdef CONTEXT_THREADS
 180         context->thread = xbt_thread_self();
 181
 182         DEBUG2("**[%p:%p]** Lock ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 183         xbt_mutex_lock(context->mutex);
 184
 185         DEBUG2("**[%p:%p]** Releasing the prisonner ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 186         xbt_thcond_signal(context->cond);
 187
 188         DEBUG2("**[%p:%p]** Going to Jail ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 189         xbt_thcond_wait(context->cond, context->mutex);
 190
 191         DEBUG2("**[%p:%p]** Unlocking ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 192         xbt_mutex_unlock(context->mutex);
 193
 194         #endif
 195
 196         if(context->startup_func)
 197                 context->startup_func(context->startup_arg);
 198
 199         DEBUG0("Calling the main function");
 200
 201         __context_exit(context, (context->code) (context->argc,context->argv));
 202         return NULL;
 203 }
 204
 205 /* callback: context fetching */
 206 static ex_ctx_t *__context_ex_ctx(void)
 207 {
 208         return current_context->exception;
 209 }
 210
 211 /* callback: termination */
 212 static void __context_ex_terminate(xbt_ex_t *e) {
 213   xbt_ex_display(e);
 214
 215   abort();
 216    /* FIXME: there should be a configuration variable to choose this
 217   if(current_context!=init_context)
 218     __context_exit(current_context, e->value);
 219   else
 220     abort();
 221     */
 222 }
 223
 224 /** \name Functions
 225  *  \ingroup XBT_context
 226  */
 227 /* @{ */
 228 /** Context module initialization
 229  *
 230  * \warning It has to be called before using any other function of this module.
 231  */
 232 void xbt_context_init(void)
 233 {
 234         if(!current_context){
 235                 current_context = init_context = xbt_new0(s_xbt_context_t,1);
 236                 DEBUG1("Init Context (%p)",init_context);
 237
 238                 init_context->exception = xbt_new(ex_ctx_t,1);
 239                 XBT_CTX_INITIALIZE(init_context->exception);
 240                 __xbt_ex_ctx       = __context_ex_ctx;
 241                 __xbt_ex_terminate = __context_ex_terminate;
 242                 context_to_destroy = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(*current_context,hookup));
 243                 context_living = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(*current_context,hookup));
 244                 xbt_swag_insert(init_context, context_living);
 245         }
 246 }
 247
 248 /** Garbage collection
 249  *
 250  * Should be called some time to time to free the memory allocated for contexts
 251  * that have finished executing their main functions.
 252  */
 253 void xbt_context_empty_trash(void)
 254 {
 255         xbt_context_t context=NULL;
 256         DEBUG1("Emptying trashbin (%d contexts to free)",
 257                xbt_swag_size(context_to_destroy));
 258         while((context=xbt_swag_extract(context_to_destroy)))
 259                 xbt_context_free(context);
 260 }
 261
 262 /**
 263  * \param context the context to start
 264  *
 265  * Calling this function prepares \a context to be run. It will
 266    however run effectively only when calling #xbt_context_schedule
 267  */
 268 void xbt_context_start(xbt_context_t context)
 269 {
 270         #ifdef CONTEXT_THREADS
 271         /* Launch the thread */
 272         DEBUG1("**[%p]** Locking ****",context);
 273         xbt_mutex_lock(context->mutex);
 274
 275         DEBUG1("**[%p]** Thread create ****",context);
 276         context->thread = xbt_thread_create(__context_wrapper, context);
 277         DEBUG2("**[%p]** Thread created : %p ****",context,context->thread);
 278
 279         DEBUG1("**[%p]** Going to jail ****",context);
 280         xbt_thcond_wait(context->cond, context->mutex);
 281         DEBUG1("**[%p]** Unlocking ****",context);
 282         xbt_mutex_unlock(context->mutex);
 283         #else
 284         makecontext (&(context->uc), (void (*) (void)) __context_wrapper,1, context);
 285         #endif
 286         return;
 287 }
 288
 289 /**
 290  * \param code a main function
 291  * \param startup_func a function to call when running the context for
 292  *      the first time and just before the main function \a code
 293  * \param startup_arg the argument passed to the previous function (\a startup_func)
 294  * \param cleanup_func a function to call when running the context, just after
 295         the termination of the main function \a code
 296  * \param cleanup_arg the argument passed to the previous function (\a cleanup_func)
 297  * \param argc first argument of function \a code
 298  * \param argv seconde argument of function \a code
 299  */
 300 xbt_context_t xbt_context_new(xbt_context_function_t code,
 301                               void_f_pvoid_t startup_func, void *startup_arg,
 302                               void_f_pvoid_t cleanup_func, void *cleanup_arg,
 303                               int argc, char *argv[])
 304 {
 305         xbt_context_t res = NULL;
 306
 307         res = xbt_new0(s_xbt_context_t,1);
 308
 309         res->code = code;
 310         #ifdef CONTEXT_THREADS
 311         res->mutex = xbt_mutex_init();
 312         res->cond = xbt_thcond_init();
 313         #else
 314         /* FIXME: strerror is not thread safe */
 315         xbt_assert2(getcontext(&(res->uc))==0,"Error in context saving: %d (%s)", errno, strerror(errno));
 316         res->uc.uc_link = NULL;
 317         /*   res->uc.uc_link = &(current_context->uc); */
 318         /* WARNING : when this context is over, the current_context (i.e. the
 319         father), is awaken... Theorically, the wrapper should prevent using
 320         this feature. */
 321         res->uc.uc_stack.ss_sp = pth_skaddr_makecontext(res->stack,STACK_SIZE);
 322         res->uc.uc_stack.ss_size = pth_sksize_makecontext(res->stack,STACK_SIZE);
 323         #endif /* CONTEXT_THREADS or not */
 324
 325         res->argc = argc;
 326         res->argv = argv;
 327         res->startup_func = startup_func;
 328         res->startup_arg = startup_arg;
 329         res->cleanup_func = cleanup_func;
 330         res->cleanup_arg = cleanup_arg;
 331         res->exception = xbt_new(ex_ctx_t,1);
 332         XBT_CTX_INITIALIZE(res->exception);
 333
 334         xbt_swag_insert(res, context_living);
 335
 336         return res;
 337 }
 338
 339 /**
 340  * Calling this function makes the current context yield. The context
 341  * that scheduled it returns from xbt_context_schedule as if nothing
 342  * had happened.
 343  */
 344 void xbt_context_yield(void)
 345 {
 346         __xbt_context_yield(current_context);
 347 }
 348
 349 /**
 350  * \param context the winner
 351  *
 352  * Calling this function blocks the current context and schedule \a context.
 353  * When \a context will call xbt_context_yield, it will return
 354  * to this function as if nothing had happened.
 355  */
 356 void xbt_context_schedule(xbt_context_t context)
 357 {
 358         DEBUG1("Scheduling %p",context);
 359         xbt_assert0((current_context==init_context),"You are not supposed to run this function here!");
 360         __xbt_context_yield(context);
 361 }
 362
 363 /**
 364  * This function kill all existing context and free all the memory
 365  * that has been allocated in this module.
 366  */
 367 void xbt_context_exit(void) {
 368         xbt_context_t context=NULL;
 369
 370         xbt_context_empty_trash();
 371         while((context=xbt_swag_extract(context_living))) {
 372           if(context!=init_context) {
 373             xbt_context_kill(context);
 374           }
 375         }
 376         //      xbt_context_kill(init_context);
 377
 378         xbt_context_empty_trash();
 379         xbt_swag_free(context_to_destroy);
 380         xbt_swag_free(context_living);
 381
 382         init_context = current_context = NULL ;
 383 }
 384
 385 /**
 386  * \param context poor victim
 387  *
 388  * This function simply kills \a context... scarry isn't it ?
 389  */
 390 void xbt_context_kill(xbt_context_t context)
 391 {
 392         DEBUG1("Killing %p", context);
 393
 394         context->iwannadie=1;
 395         DEBUG1("Scheduling %p",context);
 396         __xbt_context_yield(context);
 397         DEBUG1("End of Scheduling %p",context);
 398
 399         return;
 400 }
 401 /* @} */