Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
In C++, classes don't need a name because they have a class
[simgrid.git] / src / kernel / context / ContextSwapped.cpp
index 2d53c8e..7775167 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2009-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
+/* Copyright (c) 2009-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
@@ -11,7 +11,6 @@
 #include "xbt/parmap.hpp"
 
 #include "src/kernel/context/ContextSwapped.hpp"
-#include "src/kernel/context/ContextUnix.hpp" // FIXME: temporary reverse import
 
 #ifdef _WIN32
 #include <malloc.h>
@@ -35,81 +34,30 @@ namespace simgrid {
 namespace kernel {
 namespace context {
 
-/* Parallel execution */
-simgrid::xbt::Parmap<smx_actor_t>* SwappedContext::parmap_;
-std::atomic<uintptr_t> SwappedContext::threads_working_;       /* number of threads that have started their work */
+/* rank of the execution thread */
 thread_local uintptr_t SwappedContext::worker_id_;             /* thread-specific storage for the thread id */
-std::vector<SwappedContext*> SwappedContext::workers_context_; /* space to save the worker's context in each thread */
 
-SwappedContextFactory::SwappedContextFactory(std::string name)
-    : ContextFactory(name), parallel_(SIMIX_context_is_parallel())
-{
-  SwappedContext::set_maestro(nullptr);
-  SwappedContext::initialize(parallel_);
-}
-SwappedContextFactory::~SwappedContextFactory()
-{
-  SwappedContext::finalize();
-}
-/** Maestro wants to run all ready actors */
-void SwappedContextFactory::run_all()
-{
-  /* This function is called by maestro at the beginning of a scheduling round to get all working threads executing some
-   * stuff It is much easier to understand what happens if you see the working threads as bodies that swap their soul
-   * for the ones of the simulated processes that must run.
-   */
-  if (parallel_) {
-    SwappedContext::threads_working_ = 0;
-
-    // We lazily create the parmap so that all options are actually processed when doing so.
-    if (SwappedContext::parmap_ == nullptr)
-      SwappedContext::parmap_ =
-          new simgrid::xbt::Parmap<smx_actor_t>(SIMIX_context_get_nthreads(), SIMIX_context_get_parallel_mode());
-
-    // Usually, Parmap::apply() executes the provided function on all elements of the array.
-    // Here, the executed function does not return the control to the parmap before all the array is processed:
-    //   - suspend() should switch back to the worker_context (either maestro or one of its minions) to return
-    //     the control to the parmap. Instead, it uses parmap_->next() to steal another work, and does it directly.
-    //     It only yields back to worker_context when the work array is exhausted.
-    //   - So, resume() is only launched from the parmap for the first job of each minion.
-    SwappedContext::parmap_->apply(
-        [](smx_actor_t process) {
-          SwappedContext* context = static_cast<SwappedContext*>(process->context_);
-          context->resume();
-        },
-        simix_global->process_to_run);
-  } else { // sequential execution
-    if (simix_global->process_to_run.empty())
-      return;
-    smx_actor_t first_actor = simix_global->process_to_run.front();
-    process_index_          = 1;
-    /* execute the first actor; it will chain to the others when using suspend() */
-    static_cast<SwappedContext*>(first_actor->context_)->resume();
-  }
-}
-
-void SwappedContext::initialize(bool parallel)
+SwappedContextFactory::SwappedContextFactory() : ContextFactory(), parallel_(SIMIX_context_is_parallel())
 {
   parmap_ = nullptr; // will be created lazily with the right parameters if needed (ie, in parallel)
-  if (parallel) {
-    workers_context_.clear();
-    workers_context_.resize(SIMIX_context_get_nthreads(), nullptr);
-  }
+  workers_context_.clear();
+  workers_context_.resize(parallel_ ? SIMIX_context_get_nthreads() : 1, nullptr);
 }
-
-void SwappedContext::finalize()
+SwappedContextFactory::~SwappedContextFactory()
 {
   delete parmap_;
   parmap_ = nullptr;
   workers_context_.clear();
 }
 
-SwappedContext* SwappedContext::maestro_context_ = nullptr;
-
 SwappedContext::SwappedContext(std::function<void()> code, void_pfn_smxprocess_t cleanup_func, smx_actor_t process,
                                SwappedContextFactory* factory)
     : Context(std::move(code), cleanup_func, process), factory_(factory)
 {
+  // Save maestro (=context created first) in preparation for run_all
+  if (factory_->workers_context_[0] == nullptr)
+    factory_->workers_context_[0] = this;
+
   if (has_code()) {
     if (smx_context_guard_size > 0 && not MC_is_active()) {
 
@@ -189,24 +137,112 @@ SwappedContext::~SwappedContext()
   xbt_free(stack_);
 }
 
-/** Maestro wants to yield back to a given actor */
+void* SwappedContext::get_stack()
+{
+  return stack_;
+}
+
+void SwappedContext::stop()
+{
+  Context::stop();
+  /* We must cut the actor execution using an exception to properly free the C++ RAII variables */
+  throw StopRequest();
+}
+
+/** Maestro wants to run all ready actors */
+void SwappedContextFactory::run_all()
+{
+  /* This function is called by maestro at the beginning of a scheduling round to get all working threads executing some
+   * stuff It is much easier to understand what happens if you see the working threads as bodies that swap their soul
+   * for the ones of the simulated processes that must run.
+   */
+  if (parallel_) {
+    threads_working_ = 0;
+
+    // We lazily create the parmap so that all options are actually processed when doing so.
+    if (parmap_ == nullptr)
+      parmap_ = new simgrid::xbt::Parmap<smx_actor_t>(SIMIX_context_get_nthreads(), SIMIX_context_get_parallel_mode());
+
+    // Usually, Parmap::apply() executes the provided function on all elements of the array.
+    // Here, the executed function does not return the control to the parmap before all the array is processed:
+    //   - suspend() should switch back to the worker_context (either maestro or one of its minions) to return
+    //     the control to the parmap. Instead, it uses parmap_->next() to steal another work, and does it directly.
+    //     It only yields back to worker_context when the work array is exhausted.
+    //   - So, resume() is only launched from the parmap for the first job of each minion.
+    parmap_->apply(
+        [](smx_actor_t process) {
+          SwappedContext* context = static_cast<SwappedContext*>(process->context_);
+          context->resume();
+        },
+        simix_global->process_to_run);
+  } else { // sequential execution
+    if (simix_global->process_to_run.empty())
+      return;
+
+    /* maestro is already saved in the first slot of workers_context_ */
+    smx_actor_t first_actor = simix_global->process_to_run.front();
+    process_index_          = 1;
+    /* execute the first actor; it will chain to the others when using suspend() */
+    static_cast<SwappedContext*>(first_actor->context_)->resume();
+  }
+}
+
+/** Maestro wants to yield back to a given actor, so awake it on the current thread
+ *
+ * In parallel, it is only applied to the N first elements of the parmap array,
+ * where N is the amount of worker threads in the parmap.
+ * See SwappedContextFactory::run_all for details.
+ */
 void SwappedContext::resume()
 {
   if (factory_->parallel_) {
-    THROW_IMPOSSIBLE;
+    // Save the thread number (my body) in an os-thread-specific area
+    worker_id_ = factory_->threads_working_.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
+    // Save my current soul (either maestro, or one of the minions) in a permanent area
+    SwappedContext* worker_context = static_cast<SwappedContext*>(self());
+    factory_->workers_context_[worker_id_] = worker_context;
+    // Switch my soul and the actor's one
+    Context::set_current(this);
+    worker_context->swap_into(this);
+    // No body runs that soul anymore at this point, but it is stored in a safe place.
+    // When the executed actor will do a blocking action, SIMIX_process_yield() will call suspend(), below.
   } else { // sequential execution
-    // Maestro is always the calling thread of this function (ie, self() == maestro)
     SwappedContext* old = static_cast<SwappedContext*>(self());
     Context::set_current(this);
     old->swap_into(this);
   }
 }
 
-/** The actor wants to yield back to maestro */
+/** The actor wants to yield back to maestro, because it is blocked in a simcall (ie in SIMIX_process_yield())
+ *
+ * Actually, it does not really yield back to maestro, but directly into the next executable actor.
+ *
+ * This makes the parmap::apply awkward (see ParallelUContext::run_all()) because it only apply regularly
+ * on the few first elements of the array, but it saves a lot of context switches back to maestro,
+ * and directly forth to the next executable actor.
+ */
 void SwappedContext::suspend()
 {
   if (factory_->parallel_) {
-    THROW_IMPOSSIBLE;
+    // Get some more work to directly swap into the next executable actor instead of yielding back to the parmap
+    boost::optional<smx_actor_t> next_work = factory_->parmap_->next();
+    SwappedContext* next_context;
+    if (next_work) {
+      // There is a next soul to embody (ie, another executable actor)
+      XBT_DEBUG("Run next process");
+      next_context = static_cast<SwappedContext*>(next_work.get()->context_);
+    } else {
+      // All actors were run, go back to the parmap context
+      XBT_DEBUG("No more actors to run");
+      // worker_id_ is the identity of my body, stored in thread_local when starting the scheduling round
+      next_context = factory_->workers_context_[worker_id_];
+      // When given that soul, the body will wait for the next scheduling round
+    }
+
+    // Get the next soul to run, either from another actor or the initial minion's one
+    Context::set_current(next_context);
+    this->swap_into(next_context);
+
   } else { // sequential execution
     /* determine the next context */
     SwappedContext* next_context;
@@ -215,24 +251,18 @@ void SwappedContext::suspend()
 
     if (i < simix_global->process_to_run.size()) {
       /* Actually swap into the next actor directly without transiting to maestro */
-      XBT_DEBUG("Run next process");
+      XBT_DEBUG("Run next actor");
       next_context = static_cast<SwappedContext*>(simix_global->process_to_run[i]->context_);
     } else {
       /* all processes were run, actually return to maestro */
-      XBT_DEBUG("No more process to run");
-      next_context = static_cast<SwappedContext*>(get_maestro());
+      XBT_DEBUG("No more actors to run");
+      next_context = factory_->workers_context_[0];
     }
     Context::set_current(next_context);
     this->swap_into(next_context);
   }
 }
 
-void SwappedContext::stop()
-{
-  Context::stop();
-  throw StopRequest();
-}
-
 } // namespace context
 } // namespace kernel
 } // namespace simgrid