Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
d91c62813035d0cc75cbcdc833a98a07f3d466a6
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.c
1 /* Copyright (c) 2007-2013. The SimGrid Team.
2  * All rights reserved.                                                     */
3
4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
6
7 #include "smx_private.h"
8 #include "xbt/heap.h"
9 #include "xbt/sysdep.h"
10 #include "xbt/log.h"
11 #include "xbt/str.h"
12 #include "xbt/ex.h"             /* ex_backtrace_display */
13 #include "mc/mc.h"
14 #include "simgrid/sg_config.h"
15
16 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix,
18                                 "Logging specific to SIMIX (kernel)");
19
20 smx_global_t simix_global = NULL;
21 static xbt_heap_t simix_timers = NULL;
22
23 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void);
24 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action);
25 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action);
26
27 static void SIMIX_clean(void);
28
29 /* FIXME: Yeah, I'll do it in a portable maner one day [Mt] */
30 #include <signal.h>
31
32 int _sg_do_verbose_exit = 1;
33 static void _XBT_CALL inthandler(int ignored)
34 {
35   if ( _sg_do_verbose_exit ) {
36      XBT_INFO("CTRL-C pressed. Displaying status and bailing out");
37      SIMIX_display_process_status();
38   }
39   else {
40      XBT_INFO("CTRL-C pressed. bailing out without displaying because verbose-exit is disabled");
41   }
42   exit(1);
43 }
44
45 /********************************* SIMIX **************************************/
46
47 XBT_INLINE double SIMIX_timer_next(void)
48 {
49   return xbt_heap_size(simix_timers) > 0 ? xbt_heap_maxkey(simix_timers) : -1.0;
50 }
51
52 /**
53  * \ingroup SIMIX_API
54  * \brief Initialize SIMIX internal data.
55  *
56  * \param argc Argc
57  * \param argv Argv
58  */
59 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
60 {
61   s_smx_process_t proc;
62
63   if (!simix_global) {
64     simix_global = xbt_new0(s_smx_global_t, 1);
65
66 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
67     simix_global->timer_seq = xbt_os_timer_new();
68     simix_global->timer_par = xbt_os_timer_new();
69     xbt_os_cputimer_start(simix_global->timer_seq);
70 #endif
71     simix_global->process_to_run = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
72     simix_global->process_that_ran = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
73     simix_global->process_list =
74         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, process_hookup));
75     simix_global->process_to_destroy =
76         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, destroy_hookup));
77
78     simix_global->maestro_process = NULL;
79     simix_global->registered_functions = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
80
81     simix_global->create_process_function = SIMIX_process_create;
82     simix_global->kill_process_function = SIMIX_process_kill;
83     simix_global->cleanup_process_function = SIMIX_process_cleanup;
84     simix_global->action_mallocator = xbt_mallocator_new(65536,
85         SIMIX_action_mallocator_new_f, SIMIX_action_mallocator_free_f,
86         SIMIX_action_mallocator_reset_f);
87     simix_global->autorestart = SIMIX_host_restart_processes;
88
89     surf_init(argc, argv);      /* Initialize SURF structures */
90     SIMIX_context_mod_init();
91     SIMIX_create_maestro_process();
92
93     /* context exception handlers */
94     __xbt_running_ctx_fetch = SIMIX_process_get_running_context;
95     __xbt_ex_terminate = SIMIX_process_exception_terminate;
96
97     SIMIX_network_init();
98
99     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
100     signal(SIGINT, inthandler);
101
102     /* register a function to be called by SURF after the environment creation */
103     sg_platf_init();
104     sg_platf_postparse_add_cb(SIMIX_post_create_environment);
105
106   }
107   if (!simix_timers) {
108     simix_timers = xbt_heap_new(8, &free);
109   }
110
111   SIMIX_HOST_LEVEL = xbt_lib_add_level(host_lib,SIMIX_host_destroy);
112
113   if (sg_cfg_get_boolean("clean_atexit"))
114     atexit(SIMIX_clean);
115
116   if (_sg_cfg_exit_asap)
117     exit(0);
118 }
119
120 /**
121  * \ingroup SIMIX_API
122  * \brief Clean the SIMIX simulation
123  *
124  * This functions remove the memory used by SIMIX
125  */
126 static void SIMIX_clean(void)
127 {
128 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
129   smx_ctx_raw_new_sr();
130 #endif
131
132   /* Kill everyone (except maestro) */
133   SIMIX_process_killall(simix_global->maestro_process, 1);
134
135   /* Exit the SIMIX network module */
136   SIMIX_network_exit();
137
138   xbt_heap_free(simix_timers);
139   simix_timers = NULL;
140   /* Free the remaining data structures */
141   xbt_dynar_free(&simix_global->process_to_run);
142   xbt_dynar_free(&simix_global->process_that_ran);
143   xbt_swag_free(simix_global->process_to_destroy);
144   xbt_swag_free(simix_global->process_list);
145   simix_global->process_list = NULL;
146   simix_global->process_to_destroy = NULL;
147   xbt_dict_free(&(simix_global->registered_functions));
148
149   /* Let's free maestro now */
150   SIMIX_context_free(simix_global->maestro_process->context);
151   xbt_free(simix_global->maestro_process->running_ctx);
152   xbt_free(simix_global->maestro_process);
153   simix_global->maestro_process = NULL;
154
155   /* Restore the default exception setup */
156   __xbt_running_ctx_fetch = &__xbt_ex_ctx_default;
157   __xbt_ex_terminate = &__xbt_ex_terminate_default;
158
159   /* Finish context module and SURF */
160   SIMIX_context_mod_exit();
161
162   surf_exit();
163
164 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
165   xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
166   XBT_INFO("Amdahl timing informations. Sequential time: %lf; Parallel time: %lf",
167            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_seq),
168            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_par));
169   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_seq);
170   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_par);
171 #endif
172
173   xbt_mallocator_free(simix_global->action_mallocator);
174   xbt_free(simix_global);
175   simix_global = NULL;
176
177   return;
178 }
179
180
181 /**
182  * \ingroup SIMIX_API
183  * \brief A clock (in second).
184  *
185  * \return Return the clock.
186  */
187 XBT_INLINE double SIMIX_get_clock(void)
188 {
189   if(MC_is_active()){
190     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
191   }else{
192     return surf_get_clock();
193   }
194 }
195
196 static int process_syscall_color(void *p)
197 {
198   switch ((*(smx_process_t *)p)->simcall.call) {
199   case SIMCALL_NONE:
200   case SIMCALL_PROCESS_KILL:
201     return 2;
202   case SIMCALL_PROCESS_RESUME:
203     return 1;
204   default:
205     return 0;
206   }
207 }
208
209 /**
210  * \ingroup SIMIX_API
211  * \brief Run the main simulation loop.
212  */
213 void SIMIX_run(void)
214 {
215   double time = 0;
216   smx_process_t process;
217   xbt_swag_t set;
218   surf_action_t action;
219   smx_timer_t timer;
220   surf_model_t model;
221   unsigned int iter;
222
223   do {
224     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%lu",
225         xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
226 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
227     smx_ctx_raw_new_sr();
228 #endif
229     while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
230       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%lu",
231               xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
232
233       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
234 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
235       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_seq);
236       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_par);
237 #endif
238       SIMIX_process_runall();
239 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
240       xbt_os_cputimer_stop(simix_global->timer_par);
241       xbt_os_cputimer_resume(simix_global->timer_seq);
242 #endif
243
244       /* Move all killing processes to the end of the list, because killing a process that have an ongoing simcall is a bad idea */
245       xbt_dynar_three_way_partition(simix_global->process_that_ran, process_syscall_color);
246
247       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
248
249       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
250
251       /* Here, the order is ok because:
252        *
253        *   Short proof: only maestro adds stuff to the process_to_run array, so the execution order of user contexts do not impact its order.
254        *
255        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
256        *
257        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
258        *     rational: This can be proved inductively.
259        *        Assume that process_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file is parsed linearly).
260        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
261        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
262        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
263        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
264        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
265        *        - If a process gets added to process_to_run because one of their blocking action constituting the meat
266        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
267        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
268        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an example.
269        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
270        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
271        *            The function is called:
272        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
273        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
274        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from the function
275        *              we are in, by the chunk:
276        *                       set = model->states.failed_action_set;
277        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
278        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
279        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
280        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
281        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which actions are
282        *              poped out of the swag does not depend on the user code's execution order.
283        *            - because the communication terminated. In this case, actions are served in the order given by
284        *                       set = model->states.done_action_set;
285        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
286        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
287        *              and the argument is very similar to the previous one.
288        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user processes are executed.
289        *          So, in any cases, the orders of processes within process_to_run do not depend on the order in which user processes were executed previously.
290        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
291        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
292        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is not reproducible.
293        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
294        *
295        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
296        *
297        *   We could sort the process_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are handled
298        *   (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if unfriendly).
299        *   That would thus be a pure waste of time.
300        */
301
302       xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
303         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
304           SIMIX_simcall_pre(&process->simcall, 0);
305         }
306       }
307     }
308
309     time = SIMIX_timer_next();
310     if (time != -1.0 || xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0)
311       time = surf_solve(time);
312
313     /* Notify all the hosts that have failed */
314     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
315     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
316
317     /* Handle any pending timer */
318     while (xbt_heap_size(simix_timers) > 0 && SIMIX_get_clock() >= SIMIX_timer_next()) {
319        //FIXME: make the timers being real callbacks
320        // (i.e. provide dispatchers that read and expand the args) 
321        timer = xbt_heap_pop(simix_timers);
322        if (timer->func)
323          ((void (*)(void*))timer->func)(timer->args);
324        xbt_free(timer);
325     }
326     /* Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
327     xbt_dynar_foreach(model_list, iter, model) {
328       set = model->states.failed_action_set;
329       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
330         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
331       set = model->states.done_action_set;
332       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
333         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
334     }
335
336     /* Autorestart all process */
337     if(host_that_restart) {
338       char *hostname = NULL;
339       xbt_dynar_foreach(host_that_restart,iter,hostname) {
340         XBT_INFO("Restart processes on host: %s",hostname);
341         SIMIX_host_autorestart(SIMIX_host_get_by_name(hostname));
342       }
343       xbt_dynar_reset(host_that_restart);
344     }
345
346     /* Clean processes to destroy */
347     SIMIX_process_empty_trash();
348
349   } while (time != -1.0 || !xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
350
351   if (xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0) {
352
353 #ifdef HAVE_TRACING
354     TRACE_end();
355 #endif
356
357     XBT_CRITICAL("Oops ! Deadlock or code not perfectly clean.");
358     SIMIX_display_process_status();
359     xbt_abort();
360   }
361 }
362
363 /**
364  *   \brief Set the date to execute a function
365  *
366  * Set the date to execute the function on the surf.
367  *   \param date Date to execute function
368  *   \param function Function to be executed
369  *   \param arg Parameters of the function
370  *
371  */
372 XBT_INLINE void SIMIX_timer_set(double date, void *function, void *arg)
373 {
374   smx_timer_t timer = xbt_new0(s_smx_timer_t, 1);
375
376   timer->date = date;
377   timer->func = function;
378   timer->args = arg;
379   xbt_heap_push(simix_timers, timer, date);
380 }
381
382 /**
383  * \brief Registers a function to create a process.
384  *
385  * This function registers a function to be called
386  * when a new process is created. The function has
387  * to call SIMIX_process_create().
388  * \param function create process function
389  */
390 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t
391                                                        function)
392 {
393   simix_global->create_process_function = function;
394 }
395
396 /**
397  * \brief Registers a function to kill a process.
398  *
399  * This function registers a function to be called when a
400  * process is killed. The function has to call the SIMIX_process_kill().
401  *
402  * \param function Kill process function
403  */
404 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_kill(void_pfn_smxprocess_t_smxprocess_t
405                                                      function)
406 {
407   simix_global->kill_process_function = function;
408 }
409
410 /**
411  * \brief Registers a function to cleanup a process.
412  *
413  * This function registers a user function to be called when
414  * a process ends properly.
415  *
416  * \param function cleanup process function
417  */
418 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_cleanup(void_pfn_smxprocess_t
419                                                         function)
420 {
421   simix_global->cleanup_process_function = function;
422 }
423
424
425 void SIMIX_display_process_status(void)
426 {
427   if (simix_global->process_list == NULL) {
428     return;
429   }
430
431   smx_process_t process = NULL;
432   int nbprocess = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
433
434   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
435   /*  List the process and their state */
436   XBT_INFO
437     ("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
438   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list) {
439
440     if (process->waiting_action) {
441
442       const char* action_description = "unknown";
443       switch (process->waiting_action->type) {
444
445       case SIMIX_ACTION_EXECUTE:
446         action_description = "execution";
447         break;
448
449       case SIMIX_ACTION_PARALLEL_EXECUTE:
450         action_description = "parallel execution";
451         break;
452
453       case SIMIX_ACTION_COMMUNICATE:
454         action_description = "communication";
455         break;
456
457       case SIMIX_ACTION_SLEEP:
458         action_description = "sleeping";
459         break;
460
461       case SIMIX_ACTION_SYNCHRO:
462         action_description = "synchronization";
463         break;
464
465       case SIMIX_ACTION_IO:
466         action_description = "I/O";
467         break;
468       /* **************************************/
469       /* TUTORIAL: New API                    */
470       case SIMIX_ACTION_NEW_API:
471         action_description = "NEW API";
472       /* **************************************/
473
474         break;
475       }
476       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s): waiting for %s action %p (%s) in state %d to finish",
477           process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host),
478           action_description, process->waiting_action,
479           process->waiting_action->name, (int)process->waiting_action->state);
480     }
481     else {
482       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s)", process->pid, process->name, sg_host_name(process->smx_host));
483     }
484   }
485 }
486
487 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void) {
488   smx_action_t action = xbt_new(s_smx_action_t, 1);
489   action->simcalls = xbt_fifo_new();
490   return action;
491 }
492
493 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action) {
494   xbt_fifo_free(((smx_action_t) action)->simcalls);
495   xbt_free(action);
496 }
497
498 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action) {
499
500   // we also recycle the simcall list
501   xbt_fifo_t fifo = ((smx_action_t) action)->simcalls;
502   xbt_fifo_reset(fifo);
503   memset(action, 0, sizeof(s_smx_action_t));
504   ((smx_action_t) action)->simcalls = fifo;
505 }
506
507 xbt_dict_t SIMIX_pre_asr_get_properties(smx_simcall_t simcall, const char *name){
508   return SIMIX_asr_get_properties(name);
509 }
510 xbt_dict_t SIMIX_asr_get_properties(const char *name)
511 {
512   return xbt_lib_get_or_null(as_router_lib, name, ROUTING_PROP_ASR_LEVEL);
513 }
514