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 static xbt_mutex_t creation_mutex;
  37 static xbt_thcond_t creation_cond;
  38
  39 static void __context_exit(xbt_context_t context ,int value);
  40 static void __xbt_context_yield(xbt_context_t context)
  41 {
  42         xbt_assert0(current_context,"You have to call context_init() first.");
  43
  44         DEBUG2("--------- current_context (%p) is yielding to context(%p) ---------",current_context,context);
  45
  46         #ifdef CONTEXT_THREADS
  47         if (context){
  48                 xbt_context_t self = current_context;
  49                 DEBUG1("[%p] **** Locking ****", self);
  50                 xbt_mutex_lock(context->mutex);
  51                 DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****", self);
  52                 current_context = context;
  53                 DEBUG1("[%p] **** Releasing the prisonner ****", self);
  54                 xbt_thcond_signal(context->cond);
  55                 DEBUG1("[%p] **** Going to jail ****", self);
  56                 xbt_thcond_wait(context->cond, context->mutex);
  57                 DEBUG1("[%p] **** Unlocking ****", self);
  58                 xbt_mutex_unlock(context->mutex);
  59                 DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****", self);
  60                 current_context = self;
  61         }
  62         #else /* use SUSv2 contexts */
  63         if(current_context)
  64                 VOIRP(current_context->save);
  65
  66         VOIRP(context);
  67
  68         if(context)
  69                 VOIRP(context->save);
  70
  71         if (context){
  72
  73                 int return_value = 0;
  74
  75                 if(context->save==NULL){
  76
  77                   DEBUG1("[%p] **** Yielding to somebody else ****", current_context);
  78                         DEBUG2("Saving current_context value (%p) to context(%p)->save",current_context,context);
  79                         context->save = current_context ;
  80                         DEBUG1("current_context becomes  context(%p) ",context);
  81                         current_context = context ;
  82                         DEBUG1("Current position memorized (context->save). Jumping to context (%p)",context);
  83                         return_value = swapcontext (&(context->save->uc), &(context->uc));
  84                         xbt_assert0((return_value==0),"Context swapping failure");
  85                         DEBUG1("I am (%p). Coming back\n",context);
  86                 } else {
  87                         xbt_context_t old_context = context->save ;
  88                         DEBUG1("[%p] **** Back ! ****", context);
  89                         DEBUG2("Setting current_context (%p) to context(%p)->save",current_context,context);
  90                         current_context = context->save ;
  91                         DEBUG1("Setting context(%p)->save to NULL",context);
  92                         context->save = NULL ;
  93                         DEBUG2("Current position memorized (%p). Jumping to context (%p)",context,old_context);
  94                         return_value = swapcontext (&(context->uc), &(old_context->uc));
  95                         xbt_assert0((return_value==0),"Context swapping failure");
  96                         DEBUG1("I am (%p). Coming back\n",context);
  97
  98                 }
  99         }
 100         #endif
 101         if(current_context->iwannadie)
 102           __context_exit(current_context, 1);
 103
 104         return;
 105 }
 106
 107 static void xbt_context_free(xbt_context_t context)
 108 {
 109         if (!context) return;
 110         DEBUG1("Freeing %p",context);
 111 #ifdef CONTEXT_THREADS
 112         /*DEBUG1("\t joining %p",(void *)context->thread->t);*/
 113         DEBUG1("\t joining %p",(void *)context->thread);
 114         /*pthread_join(context->thread->t,NULL);*/
 115         xbt_thread_join(context->thread,NULL);
 116         DEBUG1("\t xbt_free %p",(void *)context->thread);
 117         xbt_free(context->thread);
 118         DEBUG1("\t mutex_destroy %p",(void *)context->mutex);
 119         xbt_mutex_destroy(context->mutex);
 120         DEBUG1("\t cond_destroy %p",(void *)context->cond);
 121         xbt_thcond_destroy(context->cond);
 122
 123         context->thread = NULL;
 124         context->mutex = NULL;
 125         context->cond = NULL;
 126 #endif
 127
 128         if(context->exception)
 129                 free(context->exception);
 130
 131         free(context);
 132         return;
 133 }
 134
 135 static void __context_exit(xbt_context_t context ,int value)
 136 {
 137         int i;
 138
 139         DEBUG1("--------- %p is exiting ---------",context);
 140
 141         DEBUG0("Calling cleanup functions");
 142         if(context->cleanup_func){
 143                 DEBUG0("Calling cleanup function");
 144                 context->cleanup_func(context->cleanup_arg);
 145         }
 146
 147         DEBUG0("Freeing arguments");
 148         for(i=0;i<context->argc; i++)
 149                 if(context->argv[i])
 150                         free(context->argv[i]);
 151
 152         if(context->argv)
 153                 free(context->argv);
 154
 155         DEBUG0("Putting context in the to_destroy set");
 156         xbt_swag_remove(context, context_living);
 157         xbt_swag_insert(context, context_to_destroy);
 158         DEBUG0("Context put in the to_destroy set");
 159
 160         DEBUG0("Yielding");
 161
 162         #ifdef CONTEXT_THREADS
 163         DEBUG1("[%p] **** Locking ****", context);
 164         xbt_mutex_lock(context->mutex);
 165 /*      DEBUG1("[%p] **** Updating current_context ****"); */
 166 /*      current_context = context; */
 167         DEBUG1("[%p] **** Releasing the prisonner ****", context);
 168         xbt_thcond_signal(context->cond);
 169         DEBUG1("[%p] **** Unlocking ****", context);
 170         xbt_mutex_unlock(context->mutex);
 171         DEBUG1("[%p] **** Exiting ****", context);
 172         xbt_thread_exit(NULL); // We should provide return value in case other wants it
 173         #else
 174         __xbt_context_yield(context);
 175         #endif
 176         xbt_assert0(0,"You can't be here!");
 177 }
 178
 179 static void *
 180 __context_wrapper(void* c) {
 181         xbt_context_t context = (xbt_context_t)c;
 182
 183         #ifdef CONTEXT_THREADS
 184         context->thread = xbt_thread_self();
 185
 186         DEBUG2("**[%p:%p]** Lock ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 187         xbt_mutex_lock(creation_mutex);
 188
 189         DEBUG2("**[%p:%p]** Releasing the creator ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 190         xbt_thcond_signal(creation_cond);
 191         xbt_mutex_unlock(creation_mutex);
 192
 193         DEBUG2("**[%p:%p]** Going to Jail ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 194         xbt_mutex_lock(context->mutex);
 195         xbt_thcond_wait(context->cond, context->mutex);
 196
 197         DEBUG2("**[%p:%p]** Unlocking ****",context,(void*)xbt_thread_self());
 198         xbt_mutex_unlock(context->mutex);
 199
 200         #endif
 201
 202         if(context->startup_func)
 203                 context->startup_func(context->startup_arg);
 204
 205         DEBUG0("Calling the main function");
 206
 207         __context_exit(context, (context->code) (context->argc,context->argv));
 208         return NULL;
 209 }
 210
 211 /* callback: context fetching */
 212 static ex_ctx_t *__context_ex_ctx(void)
 213 {
 214         return current_context->exception;
 215 }
 216
 217 /* callback: termination */
 218 static void __context_ex_terminate(xbt_ex_t *e) {
 219   xbt_ex_display(e);
 220
 221   abort();
 222    /* FIXME: there should be a configuration variable to choose this
 223   if(current_context!=init_context)
 224     __context_exit(current_context, e->value);
 225   else
 226     abort();
 227     */
 228 }
 229
 230 /** \name Functions
 231  *  \ingroup XBT_context
 232  */
 233 /* @{ */
 234 /** Context module initialization
 235  *
 236  * \warning It has to be called before using any other function of this module.
 237  */
 238 void xbt_context_init(void)
 239 {
 240         if(!current_context){
 241                 current_context = init_context = xbt_new0(s_xbt_context_t,1);
 242                 DEBUG1("Init Context (%p)",init_context);
 243
 244                 init_context->exception = xbt_new(ex_ctx_t,1);
 245                 XBT_CTX_INITIALIZE(init_context->exception);
 246                 __xbt_ex_ctx       = __context_ex_ctx;
 247                 __xbt_ex_terminate = __context_ex_terminate;
 248                 context_to_destroy = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(*current_context,hookup));
 249                 context_living = xbt_swag_new(xbt_swag_offset(*current_context,hookup));
 250                 xbt_swag_insert(init_context, context_living);
 251 #ifdef CONTEXT_THREADS
 252                 creation_mutex = xbt_mutex_init();
 253                 creation_cond = xbt_thcond_init();
 254 #endif
 255         }
 256 }
 257
 258 /** Garbage collection
 259  *
 260  * Should be called some time to time to free the memory allocated for contexts
 261  * that have finished executing their main functions.
 262  */
 263 void xbt_context_empty_trash(void)
 264 {
 265         xbt_context_t context=NULL;
 266         DEBUG1("Emptying trashbin (%d contexts to free)",
 267                xbt_swag_size(context_to_destroy));
 268         while((context=xbt_swag_extract(context_to_destroy)))
 269                 xbt_context_free(context);
 270 }
 271
 272 /**
 273  * \param context the context to start
 274  *
 275  * Calling this function prepares \a context to be run. It will
 276    however run effectively only when calling #xbt_context_schedule
 277  */
 278 void xbt_context_start(xbt_context_t context)
 279 {
 280         #ifdef CONTEXT_THREADS
 281         /* Launch the thread */
 282         DEBUG1("**[%p]** Locking ****",context);
 283         xbt_mutex_lock(creation_mutex);
 284
 285         DEBUG1("**[%p]** Thread create ****",context);
 286         context->thread = xbt_thread_create(__context_wrapper, context);
 287         DEBUG2("**[%p]** Thread created : %p ****",context,context->thread);
 288
 289         DEBUG1("**[%p]** Going to jail ****",context);
 290         xbt_thcond_wait(creation_cond, creation_mutex);
 291         DEBUG1("**[%p]** Unlocking ****",context);
 292         xbt_mutex_unlock(creation_mutex);
 293         #else
 294         makecontext (&(context->uc), (void (*) (void)) __context_wrapper,1, context);
 295         #endif
 296         return;
 297 }
 298
 299 /**
 300  * \param code a main function
 301  * \param startup_func a function to call when running the context for
 302  *      the first time and just before the main function \a code
 303  * \param startup_arg the argument passed to the previous function (\a startup_func)
 304  * \param cleanup_func a function to call when running the context, just after
 305         the termination of the main function \a code
 306  * \param cleanup_arg the argument passed to the previous function (\a cleanup_func)
 307  * \param argc first argument of function \a code
 308  * \param argv seconde argument of function \a code
 309  */
 310 xbt_context_t xbt_context_new(xbt_context_function_t code,
 311                               void_f_pvoid_t startup_func, void *startup_arg,
 312                               void_f_pvoid_t cleanup_func, void *cleanup_arg,
 313                               int argc, char *argv[])
 314 {
 315         xbt_context_t res = NULL;
 316
 317         res = xbt_new0(s_xbt_context_t,1);
 318
 319         res->code = code;
 320         #ifdef CONTEXT_THREADS
 321         res->mutex = xbt_mutex_init();
 322         res->cond = xbt_thcond_init();
 323         #else
 324
 325         xbt_assert2(getcontext(&(res->uc))==0,"Error in context saving: %d (%s)", errno, strerror(errno));
 326         res->uc.uc_link = NULL;
 327         /*   res->uc.uc_link = &(current_context->uc); */
 328         /* WARNING : when this context is over, the current_context (i.e. the
 329         father), is awaken... Theorically, the wrapper should prevent using
 330         this feature. */
 331         res->uc.uc_stack.ss_sp = pth_skaddr_makecontext(res->stack,STACK_SIZE);
 332         res->uc.uc_stack.ss_size = pth_sksize_makecontext(res->stack,STACK_SIZE);
 333         #endif /* CONTEXT_THREADS or not */
 334
 335         res->argc = argc;
 336         res->argv = argv;
 337         res->startup_func = startup_func;
 338         res->startup_arg = startup_arg;
 339         res->cleanup_func = cleanup_func;
 340         res->cleanup_arg = cleanup_arg;
 341         res->exception = xbt_new(ex_ctx_t,1);
 342         XBT_CTX_INITIALIZE(res->exception);
 343
 344         xbt_swag_insert(res, context_living);
 345
 346         return res;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Calling this function makes the current context yield. The context
 351  * that scheduled it returns from xbt_context_schedule as if nothing
 352  * had happened.
 353  */
 354 void xbt_context_yield(void)
 355 {
 356         __xbt_context_yield(current_context);
 357 }
 358
 359 /**
 360  * \param context the winner
 361  *
 362  * Calling this function blocks the current context and schedule \a context.
 363  * When \a context will call xbt_context_yield, it will return
 364  * to this function as if nothing had happened.
 365  */
 366 void xbt_context_schedule(xbt_context_t context)
 367 {
 368         DEBUG1("Scheduling %p",context);
 369         xbt_assert0((current_context==init_context),"You are not supposed to run this function here!");
 370         __xbt_context_yield(context);
 371 }
 372
 373 /**
 374  * This function kill all existing context and free all the memory
 375  * that has been allocated in this module.
 376  */
 377 void xbt_context_exit(void) {
 378         xbt_context_t context=NULL;
 379
 380         xbt_context_empty_trash();
 381         while((context=xbt_swag_extract(context_living))) {
 382           if(context!=init_context) {
 383             xbt_context_kill(context);
 384           }
 385         }
 386         //      xbt_context_kill(init_context);
 387
 388         xbt_context_empty_trash();
 389         xbt_swag_free(context_to_destroy);
 390         xbt_swag_free(context_living);
 391
 392         init_context = current_context = NULL ;
 393 #ifdef CONTEXT_THREADS
 394         xbt_mutex_destroy(creation_mutex);
 395         xbt_thcond_destroy(creation_cond);
 396 #endif
 397 }
 398
 399 /**
 400  * \param context poor victim
 401  *
 402  * This function simply kills \a context... scarry isn't it ?
 403  */
 404 void xbt_context_kill(xbt_context_t context)
 405 {
 406         DEBUG1("Killing %p", context);
 407
 408         context->iwannadie=1;
 409         DEBUG1("Scheduling %p",context);
 410         __xbt_context_yield(context);
 411         DEBUG1("End of Scheduling %p",context);
 412
 413         return;
 414 }
 415 /* @} */