Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
make simix_global->maestro_ private
[simgrid.git] / src / kernel / EngineImpl.cpp
1 /* Copyright (c) 2016-2021. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 #include "src/kernel/EngineImpl.hpp"
7 #include "mc/mc.h"
8 #include "simgrid/Exception.hpp"
9 #include "simgrid/kernel/Timer.hpp"
10 #include "simgrid/kernel/routing/NetPoint.hpp"
11 #include "simgrid/kernel/routing/NetZoneImpl.hpp"
12 #include "simgrid/s4u/Host.hpp"
13 #include "simgrid/sg_config.hpp"
14 #include "src/include/surf/surf.hpp" //get_clock() and surf_solve()
15 #include "src/kernel/resource/DiskImpl.hpp"
16 #include "src/mc/mc_record.hpp"
17 #include "src/mc/mc_replay.hpp"
18 #include "src/simix/smx_private.hpp"
19 #include "src/smpi/include/smpi_actor.hpp"
20 #include "src/surf/network_interface.hpp"
21 #include "src/surf/xml/platf.hpp" // FIXME: KILLME. There must be a better way than mimicking XML here
22
23 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(ker_engine, "Logging specific to Engine (kernel)");
24
25 namespace simgrid {
26 namespace kernel {
27
28 config::Flag<double> cfg_breakpoint{"debug/breakpoint",
29                                     "When non-negative, raise a SIGTRAP after given (simulated) time", -1.0};
30 EngineImpl::~EngineImpl()
31 {
32
33   while (not timer::kernel_timers().empty()) {
34     delete timer::kernel_timers().top().second;
35     timer::kernel_timers().pop();
36   }
37
38   /* Since hosts_ is a std::map, the hosts are destroyed in the lexicographic order, which ensures that the output is
39    * reproducible.
40    */
41   while (not hosts_.empty())
42     hosts_.begin()->second->destroy();
43
44   /* Also delete the other data */
45   delete netzone_root_;
46   for (auto const& kv : netpoints_)
47     delete kv.second;
48
49   for (auto const& kv : links_)
50     if (kv.second)
51       kv.second->destroy();
52
53   for (auto const& kv : mailboxes_)
54     delete kv.second;
55
56     /* Free the remaining data structures */
57 #if SIMGRID_HAVE_MC
58   xbt_dynar_free(&actors_vector_);
59   xbt_dynar_free(&dead_actors_vector_);
60 #endif
61 }
62
63 void EngineImpl::load_deployment(const std::string& file) const
64 {
65   sg_platf_exit();
66   sg_platf_init();
67
68   surf_parse_open(file);
69   surf_parse();
70   surf_parse_close();
71 }
72
73 void EngineImpl::register_function(const std::string& name, const actor::ActorCodeFactory& code)
74 {
75   registered_functions[name] = code;
76 }
77 void EngineImpl::register_default(const actor::ActorCodeFactory& code)
78 {
79   default_function = code;
80 }
81
82 void EngineImpl::add_model(std::shared_ptr<resource::Model> model, const std::vector<resource::Model*>& dependencies)
83 {
84   auto model_name = model->get_name();
85   xbt_assert(models_prio_.find(model_name) == models_prio_.end(),
86              "Model %s already exists, use model.set_name() to change its name", model_name.c_str());
87
88   for (const auto dep : dependencies) {
89     xbt_assert(models_prio_.find(dep->get_name()) != models_prio_.end(),
90                "Model %s doesn't exists. Impossible to use it as dependency.", dep->get_name().c_str());
91   }
92   models_.push_back(model.get());
93   models_prio_[model_name] = std::move(model);
94 }
95
96 /** Wake up all actors waiting for a Surf action to finish */
97 void EngineImpl::wake_all_waiting_actors() const
98 {
99   for (auto const& model : models_) {
100     XBT_DEBUG("Handling the failed actions (if any)");
101     while (auto* action = model->extract_failed_action()) {
102       XBT_DEBUG("   Handling Action %p", action);
103       if (action->get_activity() != nullptr)
104         activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
105     }
106     XBT_DEBUG("Handling the terminated actions (if any)");
107     while (auto* action = model->extract_done_action()) {
108       XBT_DEBUG("   Handling Action %p", action);
109       if (action->get_activity() == nullptr)
110         XBT_DEBUG("probably vcpu's action %p, skip", action);
111       else
112         activity::ActivityImplPtr(action->get_activity())->post();
113     }
114   }
115 }
116 /**
117  * @brief Executes the actors in actors_to_run.
118  *
119  * The actors in actors_to_run are run (in parallel if possible). On exit, actors_to_run is empty, and actors_that_ran
120  * contains the list of actors that just ran.  The two lists are swapped so, be careful when using them before and after
121  * a call to this function.
122  */
123 void EngineImpl::run_all_actors()
124 {
125   simix_global->get_context_factory()->run_all();
126
127   actors_to_run_.swap(actors_that_ran_);
128   actors_to_run_.clear();
129 }
130
131 actor::ActorImpl* EngineImpl::get_actor_by_pid(aid_t pid)
132 {
133   auto item = actor_list_.find(pid);
134   if (item != actor_list_.end())
135     return item->second;
136
137   // Search the trash
138   for (auto& a : actors_to_destroy_)
139     if (a.get_pid() == pid)
140       return &a;
141   return nullptr; // Not found, even in the trash
142 }
143 /** Execute all the tasks that are queued, e.g. `.then()` callbacks of futures. */
144 bool EngineImpl::execute_tasks()
145 {
146   xbt_assert(tasksTemp.empty());
147
148   if (tasks.empty())
149     return false;
150
151   do {
152     // We don't want the callbacks to modify the vector we are iterating over:
153     tasks.swap(tasksTemp);
154
155     // Execute all the queued tasks:
156     for (auto& task : tasksTemp)
157       task();
158
159     tasksTemp.clear();
160   } while (not tasks.empty());
161
162   return true;
163 }
164
165 void EngineImpl::remove_daemon(actor::ActorImpl* actor)
166 {
167   auto it = daemons_.find(actor);
168   xbt_assert(it != daemons_.end(), "The dying daemon is not a daemon after all. Please report that bug.");
169   daemons_.erase(it);
170 }
171
172 void EngineImpl::add_actor_to_run_list_no_check(actor::ActorImpl* actor)
173 {
174   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname());
175   actors_to_run_.push_back(actor);
176 }
177
178 void EngineImpl::add_actor_to_run_list(actor::ActorImpl* actor)
179 {
180   if (std::find(begin(actors_to_run_), end(actors_to_run_), actor) != end(actors_to_run_)) {
181     XBT_DEBUG("Actor %s is already in the to_run list", actor->get_cname());
182   } else {
183     XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname());
184     actors_to_run_.push_back(actor);
185   }
186 }
187 void EngineImpl::empty_trash()
188 {
189   while (not actors_to_destroy_.empty()) {
190     actor::ActorImpl* actor = &actors_to_destroy_.front();
191     actors_to_destroy_.pop_front();
192     XBT_DEBUG("Getting rid of %s (refcount: %d)", actor->get_cname(), actor->get_refcount());
193     intrusive_ptr_release(actor);
194   }
195 #if SIMGRID_HAVE_MC
196   xbt_dynar_reset(dead_actors_vector_);
197 #endif
198 }
199
200 void EngineImpl::display_all_actor_status() const
201 {
202   XBT_INFO("%zu actors are still running, waiting for something.", actor_list_.size());
203   /*  List the actors and their state */
204   XBT_INFO("Legend of the following listing: \"Actor <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
205   for (auto const& kv : actor_list_) {
206     actor::ActorImpl* actor = kv.second;
207
208     if (actor->waiting_synchro_) {
209       const char* synchro_description = "unknown";
210
211       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::ExecImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
212         synchro_description = "execution";
213
214       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::CommImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
215         synchro_description = "communication";
216
217       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::SleepImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
218         synchro_description = "sleeping";
219
220       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::RawImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
221         synchro_description = "synchronization";
222
223       if (boost::dynamic_pointer_cast<kernel::activity::IoImpl>(actor->waiting_synchro_) != nullptr)
224         synchro_description = "I/O";
225
226       XBT_INFO("Actor %ld (%s@%s): waiting for %s activity %#zx (%s) in state %d to finish", actor->get_pid(),
227                actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname(), synchro_description,
228                (xbt_log_no_loc ? (size_t)0xDEADBEEF : (size_t)actor->waiting_synchro_.get()),
229                actor->waiting_synchro_->get_cname(), (int)actor->waiting_synchro_->state_);
230     } else {
231       XBT_INFO("Actor %ld (%s@%s) simcall %s", actor->get_pid(), actor->get_cname(), actor->get_host()->get_cname(),
232                SIMIX_simcall_name(actor->simcall_));
233     }
234   }
235 }
236
237 void EngineImpl::run()
238 {
239   if (MC_record_replay_is_active()) {
240     mc::replay(MC_record_path());
241     return;
242   }
243
244   double time = 0;
245
246   do {
247     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%zu", actors_to_run_.size());
248
249     if (cfg_breakpoint >= 0.0 && surf_get_clock() >= cfg_breakpoint) {
250       XBT_DEBUG("Breakpoint reached (%g)", cfg_breakpoint.get());
251       cfg_breakpoint = -1.0;
252 #ifdef SIGTRAP
253       std::raise(SIGTRAP);
254 #else
255       std::raise(SIGABRT);
256 #endif
257     }
258
259     execute_tasks();
260
261     while (not actors_to_run_.empty()) {
262       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%zu", actors_to_run_.size());
263
264       /* Run all actors that are ready to run, possibly in parallel */
265       run_all_actors();
266
267       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
268
269       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
270
271       /* Here, the order is ok because:
272        *
273        *   Short proof: only maestro adds stuff to the actors_to_run array, so the execution order of user contexts do
274        *   not impact its order.
275        *
276        *   Long proof: actors remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
277        *
278        *   - if there is no kill during the simulation, actors remain sorted according by their PID.
279        *     Rationale: This can be proved inductively.
280        *        Assume that actors_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file
281        *        is parsed linearly).
282        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
283        *        - if an actor is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
284        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
285        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
286        *        - If an actor is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
287        *        - If an actor gets added to actors_to_run because one of their blocking action constituting the meat
288        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
289        *          - You are added from ActorImpl::simcall_answer() only. When this function is called depends on the
290        *            resource kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications
291        *            as an example.
292        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
293        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
294        *            The function is called:
295        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
296        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
297        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from
298        *              the function we are in, by the chunk:
299        *                       set = model->states.failed_action_set;
300        *                       while ((synchro = extract(set)))
301        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
302        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
303        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
304        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which synchros are
305        *              popped out of the set does not depend on the user code's execution order.
306        *            - because the communication terminated. In this case, synchros are served in the order given by
307        *                       set = model->states.done_action_set;
308        *                       while ((synchro = extract(set)))
309        *                          SIMIX_simcall_post((smx_synchro_t) synchro->data);
310        *              and the argument is very similar to the previous one.
311        *            So, in any case, the orders of calls to CommImpl::finish() do not depend on the order in which user
312        *            actors are executed.
313        *          So, in any cases, the orders of actors within actors_to_run do not depend on the order in which
314        *          user actors were executed previously.
315        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
316        *   - If there is some actor killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
317        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is
318        *     not reproducible.
319        *     So, even the order change induced by the actor killing is perfectly reproducible.
320        *
321        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
322        *
323        *   We could sort the actors_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are
324        *   handled (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if
325        *   unfriendly).
326        *   That would thus be a pure waste of time.
327        */
328
329       for (auto const& actor : actors_that_ran_) {
330         if (actor->simcall_.call_ != simix::Simcall::NONE) {
331           actor->simcall_handle(0);
332         }
333       }
334
335       execute_tasks();
336       do {
337         wake_all_waiting_actors();
338       } while (execute_tasks());
339
340       /* If only daemon actors remain, cancel their actions, mark them to die and reschedule them */
341       if (actor_list_.size() == daemons_.size())
342         for (auto const& dmon : daemons_) {
343           XBT_DEBUG("Kill %s", dmon->get_cname());
344           simix_global->get_maestro()->kill(dmon);
345         }
346     }
347
348     time = timer::Timer::next();
349     if (time > -1.0 || not actor_list_.empty()) {
350       XBT_DEBUG("Calling surf_solve");
351       time = surf_solve(time);
352       XBT_DEBUG("Moving time ahead : %g", time);
353     }
354
355     /* Notify all the hosts that have failed */
356     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
357     /* as failed. On each host, signal all the running actors with host_fail */
358
359     // Execute timers and tasks until there isn't anything to be done:
360     bool again = false;
361     do {
362       again = timer::Timer::execute_all();
363       if (execute_tasks())
364         again = true;
365       wake_all_waiting_actors();
366     } while (again);
367
368     /* Clean actors to destroy */
369     empty_trash();
370
371     XBT_DEBUG("### time %f, #actors %zu, #to_run %zu", time, actor_list_.size(), actors_to_run_.size());
372
373     if (time < 0. && actors_to_run_.empty() && not actor_list_.empty()) {
374       if (actor_list_.size() <= daemons_.size()) {
375         XBT_CRITICAL("Oops! Daemon actors cannot do any blocking activity (communications, synchronization, etc) "
376                      "once the simulation is over. Please fix your on_exit() functions.");
377       } else {
378         XBT_CRITICAL("Oops! Deadlock or code not perfectly clean.");
379       }
380       display_all_actor_status();
381       simgrid::s4u::Engine::on_deadlock();
382       for (auto const& kv : actor_list_) {
383         XBT_DEBUG("Kill %s", kv.second->get_cname());
384         simix_global->get_maestro()->kill(kv.second);
385       }
386     }
387   } while (time > -1.0 || has_actors_to_run());
388
389   if (not actor_list_.empty())
390     THROW_IMPOSSIBLE;
391
392   simgrid::s4u::Engine::on_simulation_end();
393 }
394 } // namespace kernel
395 } // namespace simgrid