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;
  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 act;
 152   double rate;
 153   double task_size;
 154
 155   /* Data to be transfered */
 156   void *src_buff;
 157   size_t src_buff_size;
 158   void *dst_buff;
 159   size_t *dst_buff_size;
 160   void *data;             /* User data associated to communication */
 161 } s_smx_comm_t;
 162
 163 void SIMIX_network_copy_data(smx_comm_t comm);
 164 smx_comm_t SIMIX_communication_new(smx_comm_type_t type);
 165 void SIMIX_communication_destroy(smx_comm_t comm);
 166 static inline void SIMIX_communication_use(smx_comm_t comm);
 167 static inline void SIMIX_communication_wait_for_completion(smx_comm_t comm, double timeout);
 168 static inline void SIMIX_rdv_push(smx_rdv_t rdv, smx_comm_t comm);
 169 static inline void SIMIX_rdv_remove(smx_rdv_t rdv, smx_comm_t comm);
 170
 171 /********************************* Action *************************************/
 172
 173 typedef enum {ready, ongoing, done, failed} smx_action_state_t;
 174
 175 /** @brief Action datatype
 176     @ingroup m_datatypes_management_details */
 177 typedef struct s_smx_action {
 178   char *name;              /**< @brief action name if any */
 179   xbt_fifo_t cond_list;    /*< conditional variables that must be signaled when the action finish. */
 180   xbt_fifo_t sem_list;    /*< semaphores that must be signaled when the action finish. */
 181   void *data;              /**< @brief user data */
 182   int refcount;            /**< @brief reference counter */
 183   surf_action_t surf_action;    /* SURF modeling of computation  */
 184   smx_host_t source;
 185 } s_smx_action_t;
 186
 187 /************************** Configuration support *****************************/
 188
 189 extern int _simix_init_status;  /* 0: beginning of time; FIXME: KILLME ?
 190                                    1: pre-inited (cfg_set created);
 191                                    2: inited (running) */
 192
 193 #define SIMIX_CHECK_HOST()  xbt_assert0(surf_workstation_model->extension.workstation. \
 194                                   get_state(SIMIX_host_self()->host)==SURF_RESOURCE_ON,\
 195                                   "Host failed, you cannot call this function.")
 196
 197 smx_host_t __SIMIX_host_create(const char *name, void *workstation, void *data);
 198 void __SIMIX_host_destroy(void *host);
 199 void __SIMIX_cond_wait(smx_cond_t cond);
 200 void __SIMIX_cond_display_actions(smx_cond_t cond);
 201 void __SIMIX_action_display_conditions(smx_action_t action);
 202
 203 /******************************** Context *************************************/
 204
 205 void SIMIX_context_mod_init(void);
 206
 207 void SIMIX_context_mod_exit(void);
 208
 209 /* *********************** */
 210 /* Context type definition */
 211 /* *********************** */
 212 /* the following function pointers types describe the interface that all context
 213    concepts must implement */
 214
 215 /* each context type must contain this macro at its begining -- OOP in C :/ */
 216 #define SMX_CTX_BASE_T \
 217   s_xbt_swag_hookup_t hookup; \
 218   xbt_main_func_t code; \
 219   int argc; \
 220   char **argv; \
 221   void_f_pvoid_t cleanup_func; \
 222   void *cleanup_arg; \
 223
 224 /* all other context types derive from this structure */
 225 typedef struct s_smx_context {
 226   SMX_CTX_BASE_T;
 227 } s_smx_context_t;
 228
 229 /* *********************** */
 230 /* factory type definition */
 231 /* *********************** */
 232
 233 /* Each context implementation define its own context factory
 234  * A context factory is responsable of the creation and manipulation of the
 235  * execution context of all the simulated processes (and maestro) using the
 236  * selected implementation.
 237  *
 238  * For example, the context switch based on java thread use the
 239  * java implementation of the context and the java factory to build and control
 240  * the contexts depending on this implementation.
 241
 242  * The following function pointer types describe the interface that any context
 243  * factory should implement.
 244  */
 245
 246 /* function used to create a new context */
 247 typedef smx_context_t (*smx_pfn_context_factory_create_context_t)
 248                       (xbt_main_func_t, int, char**, void_f_pvoid_t, void*);
 249
 250 /* this function finalize the specified context factory */
 251 typedef int (*smx_pfn_context_factory_finalize_t) (smx_context_factory_t*);
 252
 253 /* function used to destroy the specified context */
 254 typedef void (*smx_pfn_context_free_t) (smx_context_t);
 255
 256 /* function used to start the specified context */
 257 typedef void (*smx_pfn_context_start_t) (smx_context_t);
 258
 259 /* function used to stop the current context */
 260 typedef void (*smx_pfn_context_stop_t) (smx_context_t);
 261
 262 /* function used to suspend the current context */
 263 typedef void (*smx_pfn_context_suspend_t) (smx_context_t context);
 264
 265 /* function used to resume the current context */
 266 typedef void (*smx_pfn_context_resume_t) (smx_context_t old_context,
 267                                           smx_context_t new_context);
 268
 269 /* interface of the context factories */
 270 typedef struct s_smx_context_factory {
 271   smx_pfn_context_factory_create_context_t create_context;
 272   smx_pfn_context_factory_finalize_t finalize;
 273   smx_pfn_context_free_t free;
 274   smx_pfn_context_start_t start;
 275   smx_pfn_context_stop_t stop;
 276   smx_pfn_context_suspend_t suspend;
 277   smx_pfn_context_resume_t resume;
 278   const char *name;
 279 } s_smx_context_factory_t;
 280
 281 /* Selects a context factory associated with the name specified by the parameter name.
 282  * If successful the function returns 0. Otherwise the function returns the error code.
 283  */
 284 int SIMIX_context_select_factory(const char *name);
 285
 286 /* Initializes a context factory from the name specified by the parameter name.
 287  * If the factory cannot be found, an exception is raised.
 288  */
 289 void SIMIX_context_init_factory_by_name(smx_context_factory_t * factory, const char *name);
 290
 291 /* All factories init */
 292 void SIMIX_ctx_thread_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
 293
 294 void SIMIX_ctx_sysv_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
 295 void SIMIX_ctx_lua_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
 296 void SIMIX_ctx_lua_factory_loadfile(const char *file);
 297
 298
 299 void SIMIX_ctx_java_factory_init(smx_context_factory_t * factory);
 300
 301 /* ****************************** */
 302 /* context manipulation functions */
 303 /* ****************************** */
 304
 305 /* Scenario for the end of a context:
 306  *
 307  * CASE 1: death after end of the main function
 308  *   the context_wrapper, called internally by the context module, calls
 309  *   SIMIX_context_stop after user code stops, smx_context_stop calls user
 310  *   cleanup_func if any (in context settings), add current process to trashbin
 311  *   and yields back to maestro.
 312  *   From time to time, maestro calls SIMIX_context_empty_trash, which destroy
 313  *   all the process and context data structures, and frees the memory
 314  *
 315  * CASE 2: brutal death
 316  *   SIMIX_process_kill (from any process) set process->iwannadie = 1 and then
 317  *   schedules the process. Then the process is awaken in the middle of the
 318  *   SIMIX_process_yield function, and at the end of it, it checks that
 319  *   iwannadie == 1, and call SIMIX_context_stop(same than first case afterward)
 320  */
 321
 322 /**
 323  * \brief creates a new context for a user level process
 324  * \param code a main function
 325  * \param argc the number of arguments of the main function
 326  * \param argv the vector of arguments of the main function
 327  * \param cleanup_func the function to call when the context stops
 328  * \param cleanup_arg the argument of the cleanup_func function
 329  */
 330 static inline smx_context_t SIMIX_context_new(xbt_main_func_t code, int argc,
 331                                               char** argv,
 332                                               void_f_pvoid_t cleanup_func,
 333                                               void* cleanup_arg)
 334 {
 335   return (*(simix_global->context_factory->create_context))
 336            (code, argc, argv, cleanup_func, cleanup_arg);
 337 }
 338
 339 /**
 340  * \brief destroy a context
 341  * \param context the context to destroy
 342  * Argument must be stopped first -- runs in maestro context
 343  */
 344 static inline void SIMIX_context_free(smx_context_t context)
 345 {
 346   (*(simix_global->context_factory->free)) (context);
 347 }
 348
 349 /**
 350  * \brief prepares aa context to be run
 351  * \param context the context to start
 352  * It will however run effectively only when calling #SIMIX_process_schedule
 353  */
 354 static inline void SIMIX_context_start(smx_context_t context)
 355 {
 356   (*(simix_global->context_factory->start)) (context);
 357 }
 358
 359 /**
 360  * \brief stops the execution of a context
 361  * \param context to stop
 362  */
 363 static inline void SIMIX_context_stop(smx_context_t context)
 364 {
 365   (*(simix_global->context_factory->stop)) (context);
 366 }
 367
 368 /**
 369  \brief resumes the execution of a context
 370  \param old_context the actual context from which is resuming
 371  \param new_context the context to resume
 372  */
 373 static inline void SIMIX_context_resume(smx_context_t old_context,
 374                                         smx_context_t new_context)
 375 {
 376   (*(simix_global->context_factory->resume)) (old_context, new_context);
 377 }
 378
 379 /**
 380  \brief suspends a context and return the control back to the one which
 381         scheduled it
 382  \param context the context to be suspended (it must be the running one)
 383  */
 384 static inline void SIMIX_context_suspend(smx_context_t context)
 385 {
 386   (*(simix_global->context_factory->suspend)) (context);
 387 }
 388
 389 #endif