src/kernel/actor/ActorImpl.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2021. 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 "mc/mc.h"
   7 #include "simgrid/Exception.hpp"
   8 #include "simgrid/s4u/Actor.hpp"
   9 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
  10 #include "src/kernel/activity/CommImpl.hpp"
  11 #include "src/kernel/activity/ExecImpl.hpp"
  12 #include "src/kernel/activity/IoImpl.hpp"
  13 #include "src/kernel/activity/SleepImpl.hpp"
  14 #include "src/kernel/activity/SynchroRaw.hpp"
  15 #include "src/mc/mc_replay.hpp"
  16 #include "src/mc/remote/AppSide.hpp"
  17 #include "src/simix/smx_private.hpp"
  18 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
  19 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  20
  21 #include <boost/range/algorithm.hpp>
  22 #include <utility>
  23
  24 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_process, simix, "Logging specific to SIMIX (process)");
  25
  26 /**
  27  * @brief Returns the current agent.
  28  *
  29  * This functions returns the currently running SIMIX process.
  30  *
  31  * @return The SIMIX process
  32  */
  33 smx_actor_t SIMIX_process_self()
  34 {
  35   return simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self();
  36 }
  37
  38 namespace simgrid {
  39 namespace kernel {
  40 namespace actor {
  41
  42 static unsigned long maxpid = 0;
  43 unsigned long get_maxpid()
  44 {
  45   return maxpid;
  46 }
  47 ActorImpl* ActorImpl::by_PID(aid_t PID)
  48 {
  49   auto item = simix_global->process_list.find(PID);
  50   if (item != simix_global->process_list.end())
  51     return item->second;
  52
  53   // Search the trash
  54   for (auto& a : simix_global->actors_to_destroy)
  55     if (a.get_pid() == PID)
  56       return &a;
  57   return nullptr; // Not found, even in the trash
  58 }
  59
  60 ActorImpl* ActorImpl::self()
  61 {
  62   const context::Context* self_context = context::Context::self();
  63
  64   return (self_context != nullptr) ? self_context->get_actor() : nullptr;
  65 }
  66
  67 ActorImpl::ActorImpl(xbt::string name, s4u::Host* host) : host_(host), name_(std::move(name)), piface_(this)
  68 {
  69   pid_            = maxpid++;
  70   simcall_.issuer_ = this;
  71   stacksize_      = smx_context_stack_size;
  72 }
  73
  74 ActorImpl::~ActorImpl()
  75 {
  76   if (simix_global != nullptr && this != simix_global->maestro_)
  77     s4u::Actor::on_destruction(*get_ciface());
  78 }
  79
  80 /* Become an actor in the simulation
  81  *
  82  * Currently this can only be called by the main thread (once) and only work with some thread factories
  83  * (currently ThreadContextFactory).
  84  *
  85  * In the future, it might be extended in order to attach other threads created by a third party library.
  86  */
  87
  88 ActorImplPtr ActorImpl::attach(const std::string& name, void* data, s4u::Host* host,
  89                                const std::unordered_map<std::string, std::string>* properties)
  90 {
  91   // This is mostly a copy/paste from create(), it'd be nice to share some code between those two functions.
  92
  93   XBT_DEBUG("Attach actor %s on host '%s'", name.c_str(), host->get_cname());
  94
  95   if (not host->is_on()) {
  96     XBT_WARN("Cannot attach actor '%s' on failed host '%s'", name.c_str(), host->get_cname());
  97     throw HostFailureException(XBT_THROW_POINT, "Cannot attach actor on failed host.");
  98   }
  99
 100   auto* actor = new ActorImpl(xbt::string(name), host);
 101   /* Actor data */
 102   actor->set_user_data(data);
 103   actor->code_ = nullptr;
 104
 105   XBT_VERB("Create context %s", actor->get_cname());
 106   xbt_assert(simix_global != nullptr, "simix is not initialized, please call MSG_init first");
 107   actor->context_.reset(simix_global->context_factory->attach(actor));
 108
 109   /* Add properties */
 110   if (properties != nullptr)
 111     actor->set_properties(*properties);
 112
 113   /* Add the actor to it's host actor list */
 114   host->pimpl_->add_actor(actor);
 115
 116   /* Now insert it in the global actor list and in the actors to run list */
 117   simix_global->process_list[actor->get_pid()] = actor;
 118   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", actor, actor->get_cname(), host->get_cname());
 119   simix_global->actors_to_run.push_back(actor);
 120   intrusive_ptr_add_ref(actor);
 121
 122   auto* context = dynamic_cast<context::AttachContext*>(actor->context_.get());
 123   xbt_assert(nullptr != context, "Not a suitable context");
 124   context->attach_start();
 125
 126   /* The on_creation() signal must be delayed until there, where the pid and everything is set */
 127   s4u::Actor::on_creation(*actor->get_ciface());
 128
 129   return ActorImplPtr(actor);
 130 }
 131 /** @brief Detach an actor attached with `attach()`
 132  *
 133  *  This is called when the current actor has finished its job.
 134  *  Used in the main thread, it waits for the simulation to finish before returning. When it returns, the other
 135  *  simulated actors and the maestro are destroyed.
 136  */
 137 void ActorImpl::detach()
 138 {
 139   auto* context = dynamic_cast<context::AttachContext*>(context::Context::self());
 140   if (context == nullptr)
 141     xbt_die("Not a suitable context");
 142
 143   context->get_actor()->cleanup();
 144   context->attach_stop();
 145 }
 146
 147 void ActorImpl::cleanup_from_simix()
 148 {
 149   const std::lock_guard<std::mutex> lock(simix_global->mutex);
 150   simix_global->process_list.erase(pid_);
 151   if (host_ && host_actor_list_hook.is_linked())
 152     host_->pimpl_->remove_actor(this);
 153   if (not smx_destroy_list_hook.is_linked()) {
 154 #if SIMGRID_HAVE_MC
 155     xbt_dynar_push_as(simix_global->dead_actors_vector, ActorImpl*, this);
 156 #endif
 157     simix_global->actors_to_destroy.push_back(*this);
 158   }
 159 }
 160
 161 void ActorImpl::cleanup()
 162 {
 163   finished_ = true;
 164
 165   if (has_to_auto_restart() && not get_host()->is_on()) {
 166     XBT_DEBUG("Insert host %s to watched_hosts because it's off and %s needs to restart", get_host()->get_cname(),
 167               get_cname());
 168     watched_hosts().insert(get_host()->get_name());
 169   }
 170
 171   if (on_exit) {
 172     // Execute the termination callbacks
 173     bool failed = context_->wannadie();
 174     for (auto exit_fun = on_exit->crbegin(); exit_fun != on_exit->crend(); ++exit_fun)
 175       (*exit_fun)(failed);
 176     on_exit.reset();
 177   }
 178   undaemonize();
 179
 180   /* cancel non-blocking activities */
 181   for (auto activity : activities_)
 182     activity->cancel();
 183   activities_.clear();
 184
 185   XBT_DEBUG("%s@%s(%ld) should not run anymore", get_cname(), get_host()->get_cname(), get_pid());
 186
 187   if (this == simix_global->maestro_) /* Do not cleanup maestro */
 188     return;
 189
 190   XBT_DEBUG("Cleanup actor %s (%p), waiting synchro %p", get_cname(), this, waiting_synchro_.get());
 191
 192   /* Unregister associated timers if any */
 193   if (kill_timer_ != nullptr) {
 194     kill_timer_->remove();
 195     kill_timer_ = nullptr;
 196   }
 197   if (simcall_.timeout_cb_) {
 198     simcall_.timeout_cb_->remove();
 199     simcall_.timeout_cb_ = nullptr;
 200   }
 201
 202   cleanup_from_simix();
 203
 204   context_->set_wannadie(false); // don't let the simcall's yield() do a Context::stop(), to avoid infinite loops
 205   actor::simcall([this] { s4u::Actor::on_termination(*get_ciface()); });
 206   context_->set_wannadie();
 207 }
 208
 209 void ActorImpl::exit()
 210 {
 211   context_->set_wannadie();
 212   suspended_          = false;
 213   exception_          = nullptr;
 214
 215   /* destroy the blocking synchro if any */
 216   if (waiting_synchro_ != nullptr) {
 217     waiting_synchro_->cancel();
 218     waiting_synchro_->state_ = activity::State::FAILED;
 219
 220     activity::ExecImplPtr exec = boost::dynamic_pointer_cast<activity::ExecImpl>(waiting_synchro_);
 221     activity::CommImplPtr comm = boost::dynamic_pointer_cast<activity::CommImpl>(waiting_synchro_);
 222
 223     if (exec != nullptr) {
 224       exec->clean_action();
 225     } else if (comm != nullptr) {
 226       // Remove first occurrence of &actor->simcall:
 227       auto i = boost::range::find(waiting_synchro_->simcalls_, &simcall_);
 228       if (i != waiting_synchro_->simcalls_.end())
 229         waiting_synchro_->simcalls_.remove(&simcall_);
 230     } else {
 231       activity::ActivityImplPtr(waiting_synchro_)->finish();
 232     }
 233
 234     activities_.remove(waiting_synchro_);
 235     waiting_synchro_ = nullptr;
 236   }
 237
 238   // Forcefully kill the actor if its host is turned off. Not a HostFailureException because you should not survive that
 239   this->throw_exception(std::make_exception_ptr(ForcefulKillException(host_->is_on() ? "exited" : "host failed")));
 240 }
 241
 242 void ActorImpl::kill(ActorImpl* actor) const
 243 {
 244   xbt_assert(actor != simix_global->maestro_, "Killing maestro is a rather bad idea");
 245   if (actor->finished_) {
 246     XBT_DEBUG("Ignoring request to kill actor %s@%s that is already dead", actor->get_cname(),
 247               actor->host_->get_cname());
 248     return;
 249   }
 250
 251   XBT_DEBUG("Actor '%s'@%s is killing actor '%s'@%s", get_cname(), host_ ? host_->get_cname() : "", actor->get_cname(),
 252             actor->host_ ? actor->host_->get_cname() : "");
 253
 254   actor->exit();
 255
 256   if (actor == this) {
 257     XBT_DEBUG("Go on, this is a suicide,");
 258   } else if (std::find(begin(simix_global->actors_to_run), end(simix_global->actors_to_run), actor) !=
 259              end(simix_global->actors_to_run)) {
 260     XBT_DEBUG("Actor %s is already in the to_run list", actor->get_cname());
 261   } else {
 262     XBT_DEBUG("Inserting %s in the to_run list", actor->get_cname());
 263     simix_global->actors_to_run.push_back(actor);
 264   }
 265 }
 266
 267 void ActorImpl::kill_all() const
 268 {
 269   for (auto const& kv : simix_global->process_list)
 270     if (kv.second != this)
 271       this->kill(kv.second);
 272 }
 273
 274 void ActorImpl::set_kill_time(double kill_time)
 275 {
 276   if (kill_time <= SIMIX_get_clock())
 277     return;
 278   XBT_DEBUG("Set kill time %f for actor %s@%s", kill_time, get_cname(), host_->get_cname());
 279   kill_timer_ = simix::Timer::set(kill_time, [this] {
 280     this->exit();
 281     kill_timer_ = nullptr;
 282   });
 283 }
 284
 285 double ActorImpl::get_kill_time() const
 286 {
 287   return kill_timer_ ? kill_timer_->get_date() : 0;
 288 }
 289
 290 void ActorImpl::yield()
 291 {
 292   XBT_DEBUG("Yield actor '%s'", get_cname());
 293
 294   /* Go into sleep and return control to maestro */
 295   context_->suspend();
 296
 297   /* Ok, maestro returned control to us */
 298   XBT_DEBUG("Control returned to me: '%s'", get_cname());
 299
 300   if (context_->wannadie()) {
 301     XBT_DEBUG("Actor %s@%s is dead", get_cname(), host_->get_cname());
 302     context_->stop();
 303     THROW_IMPOSSIBLE;
 304   }
 305
 306   if (suspended_) {
 307     XBT_DEBUG("Hey! I'm suspended.");
 308
 309     xbt_assert(exception_ == nullptr, "Gasp! This exception may be lost by subsequent calls.");
 310
 311     if (waiting_synchro_ != nullptr) // Not sure of when this will happen. Maybe when suspending early in the SR when a
 312       waiting_synchro_->suspend();   // waiting_synchro was terminated
 313
 314     yield(); // Yield back to maestro without proceeding with my execution. I'll get rescheduled by resume()
 315   }
 316
 317   if (exception_ != nullptr) {
 318     XBT_DEBUG("Wait, maestro left me an exception");
 319     std::exception_ptr exception = std::move(exception_);
 320     exception_                   = nullptr;
 321     try {
 322       std::rethrow_exception(std::move(exception));
 323     } catch (const simgrid::Exception& e) {
 324       std::string name = simgrid::xbt::demangle(typeid(e).name()).get();
 325       e.rethrow_nested(XBT_THROW_POINT, name + " raised in kernel mode.");
 326     }
 327   }
 328
 329   if (SMPI_switch_data_segment && not finished_) {
 330     SMPI_switch_data_segment(get_iface());
 331   }
 332 }
 333
 334 /** This actor will be terminated automatically when the last non-daemon actor finishes */
 335 void ActorImpl::daemonize()
 336 {
 337   if (not daemon_) {
 338     daemon_ = true;
 339     simix_global->daemons.push_back(this);
 340   }
 341 }
 342
 343 void ActorImpl::undaemonize()
 344 {
 345   if (daemon_) {
 346     auto& vect = simix_global->daemons;
 347     auto it    = std::find(vect.begin(), vect.end(), this);
 348     xbt_assert(it != vect.end(), "The dying daemon is not a daemon after all. Please report that bug.");
 349     /* Don't move the whole content since we don't really care about the order */
 350
 351     std::swap(*it, vect.back());
 352     vect.pop_back();
 353     daemon_ = false;
 354   }
 355 }
 356
 357 s4u::Actor* ActorImpl::restart()
 358 {
 359   xbt_assert(this != simix_global->maestro_, "Restarting maestro is not supported");
 360
 361   XBT_DEBUG("Restarting actor %s on %s", get_cname(), host_->get_cname());
 362
 363   // retrieve the arguments of the old actor
 364   ProcessArg arg = ProcessArg(host_, this);
 365
 366   // kill the old actor
 367   context::Context::self()->get_actor()->kill(this);
 368
 369   // start the new actor
 370   ActorImplPtr actor = ActorImpl::create(arg.name, arg.code, arg.data, arg.host, arg.properties.get(), nullptr);
 371   *actor->on_exit = std::move(*arg.on_exit);
 372   actor->set_kill_time(arg.kill_time);
 373   actor->set_auto_restart(arg.auto_restart);
 374
 375   return actor->get_ciface();
 376 }
 377
 378 void ActorImpl::suspend()
 379 {
 380   if (suspended_) {
 381     XBT_DEBUG("Actor '%s' is already suspended", get_cname());
 382     return;
 383   }
 384
 385   suspended_ = true;
 386
 387   /* If the suspended actor is waiting on a sync, suspend its synchronization.
 388    * Otherwise, it will suspend itself when scheduled, ie, very soon. */
 389   if (waiting_synchro_ != nullptr)
 390     waiting_synchro_->suspend();
 391 }
 392
 393 void ActorImpl::resume()
 394 {
 395   XBT_IN("actor = %p", this);
 396
 397   if (context_->wannadie()) {
 398     XBT_VERB("Ignoring request to suspend an actor that is currently dying.");
 399     return;
 400   }
 401
 402   if (not suspended_)
 403     return;
 404   suspended_ = false;
 405
 406   /* resume the activity that was blocking the resumed actor. */
 407   if (waiting_synchro_)
 408     waiting_synchro_->resume();
 409   else // Reschedule the actor if it was forcefully unscheduled in yield()
 410     simix_global->actors_to_run.push_back(this);
 411
 412   XBT_OUT();
 413 }
 414
 415 activity::ActivityImplPtr ActorImpl::join(const ActorImpl* actor, double timeout)
 416 {
 417   activity::ActivityImplPtr sleep = this->sleep(timeout);
 418   actor->on_exit->emplace_back([sleep](bool) {
 419     if (sleep->surf_action_)
 420       sleep->surf_action_->finish(resource::Action::State::FINISHED);
 421   });
 422   return sleep;
 423 }
 424
 425 activity::ActivityImplPtr ActorImpl::sleep(double duration)
 426 {
 427   if (not host_->is_on())
 428     throw_exception(std::make_exception_ptr(HostFailureException(
 429         XBT_THROW_POINT, std::string("Host ") + host_->get_cname() + " failed, you cannot sleep there.")));
 430
 431   auto sleep = new activity::SleepImpl();
 432   sleep->set_name("sleep").set_host(host_).set_duration(duration).start();
 433   return activity::SleepImplPtr(sleep);
 434 }
 435
 436 void ActorImpl::throw_exception(std::exception_ptr e)
 437 {
 438   exception_ = e;
 439
 440   if (suspended_)
 441     resume();
 442
 443   /* cancel the blocking synchro if any */
 444   if (waiting_synchro_) {
 445     waiting_synchro_->cancel();
 446     activities_.remove(waiting_synchro_);
 447     waiting_synchro_ = nullptr;
 448   }
 449 }
 450
 451 void ActorImpl::simcall_answer()
 452 {
 453   if (this != simix_global->maestro_) {
 454     XBT_DEBUG("Answer simcall %s (%d) issued by %s (%p)", SIMIX_simcall_name(simcall_.call_), (int)simcall_.call_,
 455               get_cname(), this);
 456     xbt_assert(simcall_.call_ != simix::Simcall::NONE);
 457     simcall_.call_ = simix::Simcall::NONE;
 458     xbt_assert(not XBT_LOG_ISENABLED(simix_process, xbt_log_priority_debug) ||
 459                    std::find(begin(simix_global->actors_to_run), end(simix_global->actors_to_run), this) ==
 460                        end(simix_global->actors_to_run),
 461                "Actor %p should not exist in actors_to_run!", this);
 462     simix_global->actors_to_run.push_back(this);
 463   }
 464 }
 465
 466 void ActorImpl::set_host(s4u::Host* dest)
 467 {
 468   host_->pimpl_->remove_actor(this);
 469   host_ = dest;
 470   dest->pimpl_->add_actor(this);
 471 }
 472
 473 ActorImplPtr ActorImpl::init(const std::string& name, s4u::Host* host) const
 474 {
 475   auto* actor = new ActorImpl(xbt::string(name), host);
 476   actor->set_ppid(this->pid_);
 477
 478   intrusive_ptr_add_ref(actor);
 479   /* The on_creation() signal must be delayed until there, where the pid and everything is set */
 480   s4u::Actor::on_creation(*actor->get_ciface());
 481
 482   return ActorImplPtr(actor);
 483 }
 484
 485 ActorImpl* ActorImpl::start(const ActorCode& code)
 486 {
 487   xbt_assert(code && host_ != nullptr, "Invalid parameters");
 488
 489   if (not host_->is_on()) {
 490     XBT_WARN("Cannot launch actor '%s' on failed host '%s'", name_.c_str(), host_->get_cname());
 491     intrusive_ptr_release(this);
 492     throw HostFailureException(XBT_THROW_POINT, "Cannot start actor on failed host.");
 493   }
 494
 495   this->code_ = code;
 496   XBT_VERB("Create context %s", get_cname());
 497   context_.reset(simix_global->context_factory->create_context(ActorCode(code), this));
 498
 499   XBT_DEBUG("Start context '%s'", get_cname());
 500
 501   /* Add the actor to its host's actor list */
 502   host_->pimpl_->add_actor(this);
 503   simix_global->process_list[pid_] = this;
 504
 505   /* Now insert it in the global actor list and in the actor to run list */
 506   XBT_DEBUG("Inserting [%p] %s(%s) in the to_run list", this, get_cname(), host_->get_cname());
 507   simix_global->actors_to_run.push_back(this);
 508
 509   return this;
 510 }
 511
 512 ActorImplPtr ActorImpl::create(const std::string& name, const ActorCode& code, void* data, s4u::Host* host,
 513                                const std::unordered_map<std::string, std::string>* properties,
 514                                const ActorImpl* parent_actor)
 515 {
 516   XBT_DEBUG("Start actor %s@'%s'", name.c_str(), host->get_cname());
 517
 518   ActorImplPtr actor;
 519   if (parent_actor != nullptr)
 520     actor = parent_actor->init(xbt::string(name), host);
 521   else
 522     actor = self()->init(xbt::string(name), host);
 523
 524   /* actor data */
 525   actor->set_user_data(data);
 526
 527   /* Add properties */
 528   if (properties != nullptr)
 529     actor->set_properties(*properties);
 530
 531   actor->start(code);
 532
 533   return actor;
 534 }
 535
 536 void create_maestro(const std::function<void()>& code)
 537 {
 538   /* Create maestro actor and initialize it */
 539   auto* maestro = new ActorImpl(xbt::string(""), /*host*/ nullptr);
 540
 541   if (not code) {
 542     maestro->context_.reset(simix_global->context_factory->create_context(ActorCode(), maestro));
 543   } else {
 544     maestro->context_.reset(simix_global->context_factory->create_maestro(ActorCode(code), maestro));
 545   }
 546
 547   maestro->simcall_.issuer_     = maestro;
 548   simix_global->maestro_        = maestro;
 549 }
 550
 551 } // namespace actor
 552 } // namespace kernel
 553 } // namespace simgrid
 554
 555 int SIMIX_process_count() // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 556 {
 557   return simix_global->process_list.size();
 558 }
 559
 560 void* SIMIX_process_self_get_data() // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 561 {
 562   smx_actor_t self = simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self();
 563
 564   if (self == nullptr) {
 565     return nullptr;
 566   }
 567   return self->get_user_data();
 568 }
 569
 570 void SIMIX_process_self_set_data(void* data) // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 571 {
 572   simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self()->set_user_data(data);
 573 }
 574
 575 /* needs to be public and without simcall because it is called
 576    by exceptions and logging events */
 577 const char* SIMIX_process_self_get_name()
 578 {
 579   return SIMIX_is_maestro() ? "maestro" : simgrid::kernel::actor::ActorImpl::self()->get_cname();
 580 }
 581
 582 /** @brief Returns the process from PID. */
 583 smx_actor_t SIMIX_process_from_PID(aid_t PID)
 584 {
 585   return simgrid::kernel::actor::ActorImpl::by_PID(PID);
 586 }
 587
 588 void SIMIX_process_on_exit(smx_actor_t actor,
 589                            const std::function<void(bool /*failed*/)>& fun) // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 590 {
 591   xbt_assert(actor, "current process not found: are you in maestro context ?");
 592   actor->on_exit->emplace_back(fun);
 593 }
 594
 595 void simcall_process_set_data(smx_actor_t process, void* data) // XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v329
 596 {
 597   simgrid::kernel::actor::simcall([process, data] { process->set_user_data(data); });
 598 }