Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
db0f05141dc4e43c96b6520600537d2af1ca0631
[simgrid.git] / src / simix / smx_global.c
1 /* Copyright (c) 2007-2012. 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 "smx_private.h"
7 #include "xbt/heap.h"
8 #include "xbt/sysdep.h"
9 #include "xbt/log.h"
10 #include "xbt/str.h"
11 #include "xbt/ex.h"             /* ex_backtrace_display */
12 #include "mc/mc.h"
13
14 XBT_LOG_NEW_CATEGORY(simix, "All SIMIX categories");
15 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_kernel, simix,
16                                 "Logging specific to SIMIX (kernel)");
17
18 smx_global_t simix_global = NULL;
19 static xbt_heap_t simix_timers = NULL;
20
21 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void);
22 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action);
23 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action);
24
25 /* FIXME: Yeah, I'll do it in a portable maner one day [Mt] */
26 #include <signal.h>
27
28 int _surf_do_verbose_exit = 1;
29 static void _XBT_CALL inthandler(int ignored)
30 {
31   if ( _surf_do_verbose_exit ) {
32      XBT_INFO("CTRL-C pressed. Displaying status and bailing out");
33      SIMIX_display_process_status();
34   }
35   else {
36      XBT_INFO("CTRL-C pressed. bailing out without displaying because verbose-exit is disabled");
37   }
38   exit(1);
39 }
40
41 /********************************* SIMIX **************************************/
42
43 XBT_INLINE double SIMIX_timer_next(void)
44 {
45   return xbt_heap_size(simix_timers) > 0 ? xbt_heap_maxkey(simix_timers) : -1.0;
46 }
47
48 /**
49  * \ingroup SIMIX_API
50  * \brief Initialize SIMIX internal data.
51  *
52  * \param argc Argc
53  * \param argv Argv
54  */
55 void SIMIX_global_init(int *argc, char **argv)
56 {
57   s_smx_process_t proc;
58
59   if (!simix_global) {
60     simix_global = xbt_new0(s_smx_global_t, 1);
61
62 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
63     simix_global->timer_seq = xbt_os_timer_new();
64     simix_global->timer_par = xbt_os_timer_new();
65     xbt_os_timer_start(simix_global->timer_seq);
66 #endif
67     simix_global->process_to_run = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
68     simix_global->process_that_ran = xbt_dynar_new(sizeof(smx_process_t), NULL);
69     simix_global->process_list =
70         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, process_hookup));
71     simix_global->process_to_destroy =
72         xbt_swag_new(xbt_swag_offset(proc, destroy_hookup));
73
74     simix_global->maestro_process = NULL;
75     simix_global->registered_functions = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
76
77     simix_global->create_process_function = SIMIX_process_create;
78     simix_global->kill_process_function = SIMIX_process_kill;
79     simix_global->cleanup_process_function = SIMIX_process_cleanup;
80     simix_global->action_mallocator = xbt_mallocator_new(65536,
81         SIMIX_action_mallocator_new_f, SIMIX_action_mallocator_free_f,
82         SIMIX_action_mallocator_reset_f);
83     simix_global->autorestart = SIMIX_host_restart_processes;
84
85     surf_init(argc, argv);      /* Initialize SURF structures */
86     SIMIX_context_mod_init();
87     SIMIX_create_maestro_process();
88
89     /* context exception handlers */
90     __xbt_running_ctx_fetch = SIMIX_process_get_running_context;
91     __xbt_ex_terminate = SIMIX_process_exception_terminate;
92
93     /* Initialize the SIMIX network module */
94     SIMIX_network_init();
95
96     /* Prepare to display some more info when dying on Ctrl-C pressing */
97     signal(SIGINT, inthandler);
98   }
99   if (!simix_timers) {
100     simix_timers = xbt_heap_new(8, &free);
101   }
102
103   XBT_DEBUG("ADD SIMIX LEVELS");
104   SIMIX_HOST_LEVEL = xbt_lib_add_level(host_lib,SIMIX_host_destroy);
105 }
106
107 /**
108  * \ingroup SIMIX_API
109  * \brief Clean the SIMIX simulation
110  *
111  * This functions remove the memory used by SIMIX
112  */
113 void SIMIX_clean(void)
114 {
115 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
116   smx_ctx_raw_new_sr();
117 #endif
118
119   /* Kill everyone (except maestro) */
120   SIMIX_process_killall(simix_global->maestro_process);
121
122   /* Exit the SIMIX network module */
123   SIMIX_network_exit();
124
125   xbt_heap_free(simix_timers);
126   simix_timers = NULL;
127   /* Free the remaining data structures */
128   xbt_dynar_free(&simix_global->process_to_run);
129   xbt_dynar_free(&simix_global->process_that_ran);
130   xbt_swag_free(simix_global->process_to_destroy);
131   xbt_swag_free(simix_global->process_list);
132   simix_global->process_list = NULL;
133   simix_global->process_to_destroy = NULL;
134   xbt_dict_free(&(simix_global->registered_functions));
135
136   /* Let's free maestro now */
137   SIMIX_context_free(simix_global->maestro_process->context);
138   xbt_free(simix_global->maestro_process->running_ctx);
139   xbt_free(simix_global->maestro_process);
140   simix_global->maestro_process = NULL;
141
142   /* Restore the default exception setup */
143   __xbt_running_ctx_fetch = &__xbt_ex_ctx_default;
144   __xbt_ex_terminate = &__xbt_ex_terminate_default;
145
146   /* Finish context module and SURF */
147   SIMIX_context_mod_exit();
148
149   surf_exit();
150
151 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
152   xbt_os_timer_stop(simix_global->timer_seq);
153   XBT_INFO("Amdhal timing informations. Sequential time: %lf; Parallel time: %lf",
154            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_seq),
155            xbt_os_timer_elapsed(simix_global->timer_par));
156   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_seq);
157   xbt_os_timer_free(simix_global->timer_par);
158 #endif
159
160   xbt_mallocator_free(simix_global->action_mallocator);
161   xbt_free(simix_global);
162   simix_global = NULL;
163
164   return;
165 }
166
167
168 /**
169  * \ingroup SIMIX_API
170  * \brief A clock (in second).
171  *
172  * \return Return the clock.
173  */
174 XBT_INLINE double SIMIX_get_clock(void)
175 {
176   if(MC_IS_ENABLED){
177     return MC_process_clock_get(SIMIX_process_self());
178   }else{
179     return surf_get_clock();
180   }
181 }
182
183 static int process_syscall_color(void *p)
184 {
185   switch ((*(smx_process_t *)p)->simcall.call) {
186   case SIMCALL_NONE:
187   case SIMCALL_PROCESS_KILL:
188     return 2;
189   case SIMCALL_PROCESS_RESUME:
190     return 1;
191   default:
192     return 0;
193   }
194 }
195
196 /**
197  * \ingroup SIMIX_API
198  * \brief Run the main simulation loop.
199  */
200 void SIMIX_run(void)
201 {
202   double time = 0;
203   smx_process_t process;
204   xbt_swag_t set;
205   surf_action_t action;
206   smx_timer_t timer;
207   surf_model_t model;
208   unsigned int iter;
209
210   do {
211     XBT_DEBUG("New Schedule Round; size(queue)=%lu",
212         xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
213 #ifdef TIME_BENCH_PER_SR
214     smx_ctx_raw_new_sr();
215 #endif
216     while (!xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run)) {
217       XBT_DEBUG("New Sub-Schedule Round; size(queue)=%lu",
218               xbt_dynar_length(simix_global->process_to_run));
219
220       /* Run all processes that are ready to run, possibly in parallel */
221 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
222       xbt_os_timer_stop(simix_global->timer_seq);
223       xbt_os_timer_resume(simix_global->timer_par);
224 #endif
225       SIMIX_process_runall();
226 #ifdef TIME_BENCH_AMDAHL
227       xbt_os_timer_stop(simix_global->timer_par);
228       xbt_os_timer_resume(simix_global->timer_seq);
229 #endif
230
231       /* Move all killing processes to the end of the list, because killing a process that have an ongoing simcall is a bad idea */
232       xbt_dynar_three_way_partition(simix_global->process_that_ran, process_syscall_color);
233
234       /* answer sequentially and in a fixed arbitrary order all the simcalls that were issued during that sub-round */
235
236       /* WARNING, the order *must* be fixed or you'll jeopardize the simulation reproducibility (see RR-7653) */
237
238       /* Here, the order is ok because:
239        *
240        *   Short proof: only maestro adds stuff to the process_to_run array, so the execution order of user contexts do not impact its order.
241        *
242        *   Long proof: processes remain sorted through an arbitrary (implicit, complex but fixed) order in all cases.
243        *
244        *   - if there is no kill during the simulation, processes remain sorted according by their PID.
245        *     rational: This can be proved inductively.
246        *        Assume that process_to_run is sorted at a beginning of one round (it is at round 0: the deployment file is parsed linearly).
247        *        Let's show that it is still so at the end of this round.
248        *        - if a process is added when being created, that's from maestro. It can be either at startup
249        *          time (and then in PID order), or in response to a process_create simcall. Since simcalls are handled
250        *          in arbitrary order (inductive hypothesis), we are fine.
251        *        - If a process is added because it's getting killed, its subsequent actions shouldn't matter
252        *        - If a process gets added to process_to_run because one of their blocking action constituting the meat
253        *          of a simcall terminates, we're still good. Proof:
254        *          - You are added from SIMIX_simcall_answer() only. When this function is called depends on the resource
255        *            kind (network, cpu, disk, whatever), but the same arguments hold. Let's take communications as an example.
256        *          - For communications, this function is called from SIMIX_comm_finish().
257        *            This function itself don't mess with the order since simcalls are handled in FIFO order.
258        *            The function is called:
259        *            - before the comm starts (invalid parameters, or resource already dead or whatever).
260        *              The order then trivial holds since maestro didn't interrupt its handling of the simcall yet
261        *            - because the communication failed or were canceled after startup. In this case, it's called from the function
262        *              we are in, by the chunk:
263        *                       set = model->states.failed_action_set;
264        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
265        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
266        *              This order is also fixed because it depends of the order in which the surf actions were
267        *              added to the system, and only maestro can add stuff this way, through simcalls.
268        *              We thus use the inductive hypothesis once again to conclude that the order in which actions are
269        *              poped out of the swag does not depend on the user code's execution order.
270        *            - because the communication terminated. In this case, actions are served in the order given by
271        *                       set = model->states.done_action_set;
272        *                       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
273        *                          SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
274        *              and the argument is very similar to the previous one.
275        *            So, in any case, the orders of calls to SIMIX_comm_finish() do not depend on the order in which user processes are executed.
276        *          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.
277        *     So, if there is no killing in the simulation, the simulation reproducibility is not jeopardized.
278        *   - If there is some process killings, the order is changed by this decision that comes from user-land
279        *     But this decision may not have been motivated by a situation that were different because the simulation is not reproducible.
280        *     So, even the order change induced by the process killing is perfectly reproducible.
281        *
282        *   So science works, bitches [http://xkcd.com/54/].
283        *
284        *   We could sort the process_that_ran array completely so that we can describe the order in which simcalls are handled
285        *   (like "according to the PID of issuer"), but it's not mandatory (order is fixed already even if unfriendly).
286        *   That would thus be a pure waste of time.
287        */
288
289       xbt_dynar_foreach(simix_global->process_that_ran, iter, process) {
290         if (process->simcall.call != SIMCALL_NONE) {
291           SIMIX_simcall_pre(&process->simcall, 0);
292         }
293       }
294     }
295
296     time = SIMIX_timer_next();
297     if (time != -1.0 || xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0)
298       time = surf_solve(time);
299
300     /* Notify all the hosts that have failed */
301     /* FIXME: iterate through the list of failed host and mark each of them */
302     /* as failed. On each host, signal all the running processes with host_fail */
303
304     /* Handle any pending timer */
305     while (xbt_heap_size(simix_timers) > 0 && SIMIX_get_clock() >= SIMIX_timer_next()) {
306        //FIXME: make the timers being real callbacks
307        // (i.e. provide dispatchers that read and expand the args) 
308        timer = xbt_heap_pop(simix_timers);
309        if (timer->func)
310          ((void (*)(void*))timer->func)(timer->args);
311     }
312     /* Wake up all processes waiting for a Surf action to finish */
313     xbt_dynar_foreach(model_list, iter, model) {
314       set = model->states.failed_action_set;
315       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
316         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
317       set = model->states.done_action_set;
318       while ((action = xbt_swag_extract(set)))
319         SIMIX_simcall_post((smx_action_t) action->data);
320     }
321
322     /* Clean processes to destroy */
323     SIMIX_process_empty_trash();
324
325   } while (time != -1.0 || !xbt_dynar_is_empty(simix_global->process_to_run));
326
327   if (xbt_swag_size(simix_global->process_list) != 0) {
328
329 #ifdef HAVE_TRACING
330     TRACE_end();
331 #endif
332
333     XBT_WARN("Oops ! Deadlock or code not perfectly clean.");
334     SIMIX_display_process_status();
335     xbt_abort();
336   }
337 }
338
339 /**
340  *   \brief Set the date to execute a function
341  *
342  * Set the date to execute the function on the surf.
343  *   \param date Date to execute function
344  *   \param function Function to be executed
345  *   \param arg Parameters of the function
346  *
347  */
348 XBT_INLINE void SIMIX_timer_set(double date, void *function, void *arg)
349 {
350   smx_timer_t timer = xbt_new0(s_smx_timer_t, 1);
351
352   timer->date = date;
353   timer->func = function;
354   timer->args = arg;
355   xbt_heap_push(simix_timers, timer, date);
356 }
357
358 /**
359  * \brief Registers a function to create a process.
360  *
361  * This function registers a function to be called
362  * when a new process is created. The function has
363  * to call SIMIX_process_create().
364  * \param function create process function
365  */
366 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t
367                                                        function)
368 {
369   simix_global->create_process_function = function;
370 }
371
372 /**
373  * \brief Registers a function to kill a process.
374  *
375  * This function registers a function to be called when a
376  * process is killed. The function has to call the SIMIX_process_kill().
377  *
378  * \param function Kill process function
379  */
380 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_kill(void_pfn_smxprocess_t_smxprocess_t
381                                                      function)
382 {
383   simix_global->kill_process_function = function;
384 }
385
386 /**
387  * \brief Registers a function to cleanup a process.
388  *
389  * This function registers a user function to be called when
390  * a process ends properly.
391  *
392  * \param function cleanup process function
393  */
394 XBT_INLINE void SIMIX_function_register_process_cleanup(void_pfn_smxprocess_t
395                                                         function)
396 {
397   simix_global->cleanup_process_function = function;
398 }
399
400
401 void SIMIX_display_process_status(void)
402 {
403   if (simix_global->process_list == NULL) {
404     return;
405   }
406
407   smx_process_t process = NULL;
408   int nbprocess = xbt_swag_size(simix_global->process_list);
409
410   XBT_INFO("%d processes are still running, waiting for something.", nbprocess);
411   /*  List the process and their state */
412   XBT_INFO
413     ("Legend of the following listing: \"Process <pid> (<name>@<host>): <status>\"");
414   xbt_swag_foreach(process, simix_global->process_list) {
415
416     if (process->waiting_action) {
417
418       const char* action_description = "unknown";
419       switch (process->waiting_action->type) {
420
421       case SIMIX_ACTION_EXECUTE:
422         action_description = "execution";
423         break;
424
425       case SIMIX_ACTION_PARALLEL_EXECUTE:
426         action_description = "parallel execution";
427         break;
428
429       case SIMIX_ACTION_COMMUNICATE:
430         action_description = "communication";
431         break;
432
433       case SIMIX_ACTION_SLEEP:
434         action_description = "sleeping";
435         break;
436
437       case SIMIX_ACTION_SYNCHRO:
438         action_description = "synchronization";
439         break;
440
441       case SIMIX_ACTION_IO:
442         action_description = "I/O";
443         break;
444       }
445       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s): waiting for %s action %p (%s) in state %d to finish",
446           process->pid, process->name, process->smx_host->name,
447           action_description, process->waiting_action,
448           process->waiting_action->name, (int)process->waiting_action->state);
449     }
450     else {
451       XBT_INFO("Process %lu (%s@%s)", process->pid, process->name, process->smx_host->name);
452     }
453   }
454 }
455
456 static void* SIMIX_action_mallocator_new_f(void) {
457   smx_action_t action = xbt_new(s_smx_action_t, 1);
458   action->simcalls = xbt_fifo_new();
459   return action;
460 }
461
462 static void SIMIX_action_mallocator_free_f(void* action) {
463   xbt_fifo_free(((smx_action_t) action)->simcalls);
464   xbt_free(action);
465 }
466
467 static void SIMIX_action_mallocator_reset_f(void* action) {
468
469   // we also recycle the simcall list
470   xbt_fifo_t fifo = ((smx_action_t) action)->simcalls;
471   xbt_fifo_reset(fifo);
472   memset(action, 0, sizeof(s_smx_action_t));
473   ((smx_action_t) action)->simcalls = fifo;
474 }