Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
model-checker : add ignore mechanism for global variables (data + bss segments) in...
[simgrid.git] / src / simix / smx_context.c
index 978629b..9e1a961 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /* a fast and simple context switching library                              */
 
-/* Copyright (c) 2004-2008 the SimGrid team.                                */
-/* All rights reserved.                                                     */
+/* Copyright (c) 2009 - 2011. 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. */
@@ -9,40 +9,88 @@
 #include "portable.h"
 #include "xbt/log.h"
 #include "xbt/swag.h"
-#include "smx_context_private.h"
+#include "xbt/xbt_os_thread.h"
+#include "smx_private.h"
+#include "gras_config.h"
 
-XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(smx_context, simix, "Context switching mecanism");
+XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(simix_context, simix,
+                                "Context switching mechanism");
 
-/* the context factory used to create the appropriate context
- * each context implementation define its own context factory
- * a context factory is responsable of the creation of the context
- * associated with the maestro and of all the context based on
- * the selected implementation.
- *
- * for example, the context switch based on java thread use the
- * java implementation of the context and the java factory build
- * the context depending of this implementation.
- */
+char* smx_context_factory_name = NULL; /* factory name specified by --cfg=contexts/factory:value */
+smx_ctx_factory_initializer_t smx_factory_initializer_to_use = NULL;
+int smx_context_stack_size = 128 * 1024;
 
-/**
- * This function is call by SIMIX_global_init() to initialize the context module.
+#ifdef HAVE_THREAD_LOCAL_STORAGE
+static __thread smx_context_t smx_current_context_parallel;
+#else
+static xbt_os_thread_key_t smx_current_context_key = 0;
+#endif
+static smx_context_t smx_current_context_serial;
+static int smx_parallel_contexts = 1;
+static int smx_parallel_threshold = 2;
+static e_xbt_parmap_mode_t smx_parallel_synchronization_mode = XBT_PARMAP_DEFAULT;
+
+/** 
+ * This function is called by SIMIX_global_init() to initialize the context module.
  */
 void SIMIX_context_mod_init(void)
 {
   if (!simix_global->context_factory) {
-  /* select context factory to use to create the context(depends of the macro definitions) */
+    /* select the context factory to use to create the contexts */
+    if (smx_factory_initializer_to_use) {
+      smx_factory_initializer_to_use(&simix_global->context_factory);
+    }
+    else { /* use the factory specified by --cfg=contexts/factory:value */
 
-#ifdef CONTEXT_THREADS
-    /* context switch based os thread */
-    SIMIX_ctx_thread_factory_init(&simix_global->context_factory);
-#elif !defined(WIN32)
-    /* context switch based ucontext */
+    if (smx_context_factory_name == NULL) {
+        /* use the default factory */
+  #ifdef HAVE_RAWCTX
+      SIMIX_ctx_raw_factory_init(&simix_global->context_factory);
+  #elif CONTEXT_UCONTEXT
     SIMIX_ctx_sysv_factory_init(&simix_global->context_factory);
+  #else
+    SIMIX_ctx_thread_factory_init(&simix_global->context_factory);
+  #endif
+    }
+    else if (!strcmp(smx_context_factory_name, "ucontext")) {
+        /* use ucontext */
+#ifdef CONTEXT_UCONTEXT
+        SIMIX_ctx_sysv_factory_init(&simix_global->context_factory);
+#else
+        xbt_die("The context factory 'ucontext' unavailable on your system");
+#endif
+      }
+      else if (!strcmp(smx_context_factory_name, "thread")) {
+  /* use os threads (either pthreads or windows ones) */
+        SIMIX_ctx_thread_factory_init(&simix_global->context_factory);
+      }
+      else if (!strcmp(smx_context_factory_name, "raw")) {
+  /* use raw contexts */
+  SIMIX_ctx_raw_factory_init(&simix_global->context_factory);
+      }
+      else {
+        XBT_ERROR("Invalid context factory specified. Valid factories on this machine:");
+#ifdef HAVE_RAWCTX
+        XBT_ERROR("  raw: high performance context factory implemented specifically for SimGrid");
+#else
+        XBT_ERROR("  (raw contextes are disabled at compilation time on this machine -- check configure logs for details)");
+#endif
+#ifdef CONTEXT_UCONTEXT
+        XBT_ERROR("  ucontext: classical system V contextes (implemented with makecontext, swapcontext and friends)");
 #else
-    /* context switch is not allowed on Windows */
-#error ERROR [__FILE__, line __LINE__]: no context based implementation specified.
+        XBT_ERROR("  (ucontext is disabled at compilation time on this machine -- check configure logs for details)");
 #endif
+        XBT_ERROR("  thread: slow portability layer using system threads (pthreads on UNIX, CreateThread() on windows)");
+        xbt_die("Please use a valid factory.");
+      }
+    }
   }
+
+#if defined(CONTEXT_THREADS) && !defined(HAVE_THREAD_LOCAL_STORAGE)
+  /* the __thread storage class is not available on this platform:
+   * use getspecific/setspecific instead to store the current context in each thread */
+  xbt_os_thread_key_create(&smx_current_context_key);
+#endif
 }
 
 /**
@@ -53,191 +101,134 @@ void SIMIX_context_mod_exit(void)
   if (simix_global->context_factory) {
     smx_pfn_context_factory_finalize_t finalize_factory;
 
-    /* if there are living processes then kill them (except maestro) */
-    if(simix_global->process_list != NULL)
-      SIMIX_process_killall();
-    
     /* finalize the context factory */
     finalize_factory = simix_global->context_factory->finalize;
-    (*finalize_factory) (&simix_global->context_factory);
+    finalize_factory(&simix_global->context_factory);
   }
+  xbt_dict_remove((xbt_dict_t) _surf_cfg_set,"contexts/factory");
 }
 
-/*******************************/
-/* Object creation/destruction */
-/*******************************/
 /**
- * \param smx_process the simix process that contains this context
- * \param code a main function
+ * \brief Returns whether some parallel threads are used
+ * for the user contexts.
+ * \return 1 if parallelism is used
  */
-int SIMIX_context_new(smx_process_t *process, xbt_main_func_t code)
-{
-  /* use the appropriate context factory to create the appropriate context */
-    return (*(simix_global->context_factory->create_context)) (process, code);
+XBT_INLINE int SIMIX_context_is_parallel(void) {
+  return smx_parallel_contexts > 1;
 }
 
-
-int SIMIX_context_create_maestro(smx_process_t *process)
-{
-  return (*(simix_global->context_factory->create_maestro_context)) (process);
+/**
+ * \brief Returns the number of parallel threads used
+ * for the user contexts.
+ * \return the number of threads (1 means no parallelism)
+ */
+XBT_INLINE int SIMIX_context_get_nthreads(void) {
+  return smx_parallel_contexts;
 }
 
-/* Scenario for the end of a context:
+/**
+ * \brief Sets the number of parallel threads to use
+ * for the user contexts.
  *
- * CASE 1: death after end of function
- *   __context_wrapper, called by os thread, calls smx_context_stop after user code stops
- *   smx_context_stop calls user cleanup_func if any (in context settings),
- *                    add current to trashbin
- *                    yields back to maestro (destroy os thread on need)
- *   From time to time, maestro calls smx_context_empty_trash,
- *       which maps smx_context_free on the content
- *   smx_context_free frees some more memory,
- *                    joins os thread
+ * This function should be called before initializing SIMIX.
+ * A value of 1 means no parallelism (1 thread only).
+ * If the value is greater than 1, the thread support must be enabled.
  *
- * CASE 2: brutal death
- *   smx_context_kill (from any context)
- *                    set context->wannadie to 1
- *                    yields to the context
- *   the context is awaken in the middle of __yield.
- *   At the end of it, it checks that wannadie == 1, and call smx_context_stop
- *   (same than first case afterward)
+ * \param nb_threads the number of threads to use
  */
+XBT_INLINE void SIMIX_context_set_nthreads(int nb_threads) {
 
-
-/* Argument must be stopped first -- runs in maestro context */
-void SIMIX_context_free(smx_process_t process)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->free)) (process);
-}
-
-void SIMIX_context_kill(smx_process_t process)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->kill)) (process);
+  if (nb_threads<=0) {  
+     nb_threads = xbt_os_get_numcores();
+     XBT_INFO("Auto-setting contexts/nthreads to %d",nb_threads);
+  }   
+  
+  if (nb_threads > 1) {
+#ifndef CONTEXT_THREADS
+    THROWF(arg_error, 0, "The thread factory cannot be run in parallel");
+#endif
+  }
+  smx_parallel_contexts = nb_threads;
 }
 
 /**
- * \param context the context to start
+ * \brief Returns the threshold above which user processes are run in parallel.
+ *
+ * If the number of threads is set to 1, there is no parallelism and this
+ * threshold has no effect.
  *
- * Calling this function prepares \a process to be run. It will
-   however run effectively only when calling #SIMIX_context_schedule
+ * \return when the number of user processes ready to run is above
+ * this threshold, they are run in parallel
  */
-void SIMIX_context_start(smx_process_t process)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->start)) (process);
+XBT_INLINE int SIMIX_context_get_parallel_threshold(void) {
+  return smx_parallel_threshold;
 }
 
 /**
- * Calling this function makes the current process yield. The process
- * that scheduled it returns from SIMIX_context_schedule as if nothing
- * had happened.
+ * \brief Sets the threshold above which user processes are run in parallel.
+ *
+ * If the number of threads is set to 1, there is no parallelism and this
+ * threshold has no effect.
  *
- * Only the processes can call this function, giving back the control
- * to the maestro
+ * \param threshold when the number of user processes ready to run is above
+ * this threshold, they are run in parallel
  */
-void SIMIX_context_yield(void)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->yield)) ();
+XBT_INLINE void SIMIX_context_set_parallel_threshold(int threshold) {
+  smx_parallel_threshold = threshold;
 }
 
 /**
- * \param process to be scheduled
- *
- * Calling this function blocks the current process and schedule \a process.
- * When \a process would call SIMIX_context_yield, it will return
- * to this function as if nothing had happened.
- *
- * Only the maestro can call this function to run a given process.
+ * \brief Returns the synchronization mode used when processes are run in
+ * parallel.
+ * \return how threads are synchronized if processes are run in parallel
  */
-void SIMIX_context_schedule(smx_process_t process)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->schedule)) (process);
+XBT_INLINE e_xbt_parmap_mode_t SIMIX_context_get_parallel_mode(void) {
+  return smx_parallel_synchronization_mode;
 }
 
-void SIMIX_context_stop(int exit_code)
-{
-  (*(simix_global->context_factory->stop)) (exit_code);
+/**
+ * \brief Sets the synchronization mode to use when processes are run in
+ * parallel.
+ * \param mode how to synchronize threads if processes are run in parallel
+ */
+XBT_INLINE void SIMIX_context_set_parallel_mode(e_xbt_parmap_mode_t mode) {
+  smx_parallel_synchronization_mode = mode;
 }
 
-int SIMIX_context_select_factory(const char *name)
+/**
+ * \brief Returns the current context of this thread.
+ * \return the current context of this thread
+ */
+XBT_INLINE smx_context_t SIMIX_context_get_current(void)
 {
-  /* if a factory is already instantiated (SIMIX_context_mod_init() was called) */
-  if (simix_global->context_factory != NULL) {
-    /* if the desired factory is different of the current factory, call SIMIX_context_mod_exit() */
-    if (strcmp(simix_global->context_factory->name, name))
-      SIMIX_context_mod_exit();
-    else
-      /* the same context factory is requested return directly */
-      return 0;
+  if (SIMIX_context_is_parallel()) {
+#ifdef HAVE_THREAD_LOCAL_STORAGE
+    return smx_current_context_parallel;
+#else
+    return xbt_os_thread_get_specific(smx_current_context_key);
+#endif
+  }
+  else {
+    return smx_current_context_serial;
   }
-
-  /* get the desired factory */
-  SIMIX_context_init_factory_by_name(&simix_global->context_factory, name);
-
-  /* maestro process specialisation */
-  (*(simix_global->context_factory->create_maestro_context)) (&simix_global->maestro_process);
-
-  /* the current process is the process of the maestro */
-  simix_global->current_process = simix_global->maestro_process;
-
-  /* the current context doesn't want to die */
-  simix_global->current_process->iwannadie = 0;
-
-  /* insert the current context in the list of the contexts in use */
-  xbt_swag_insert(simix_global->current_process, simix_global->process_list);
-
-  return 0;
 }
 
-void
-SIMIX_context_init_factory_by_name(smx_context_factory_t * factory,
-                                   const char *name)
+/**
+ * \brief Sets the current context of this thread.
+ * \param context the context to set
+ */
+XBT_INLINE void SIMIX_context_set_current(smx_context_t context)
 {
-  if (!strcmp(name, "java"))
-#ifdef HAVE_JAVA     
-    SIMIX_ctx_java_factory_init(factory);
-#else
-    THROW0(not_found_error, 0, "Factory 'Java' does not exist: Java support was not compiled in the SimGrid library");
-#endif /* HAVE_JAVA */
-   
-  else if (!strcmp(name, "thread"))
-#ifdef CONTEXT_THREADS
-    SIMIX_ctx_thread_factory_init(factory);
+  if (SIMIX_context_is_parallel()) {
+#ifdef HAVE_THREAD_LOCAL_STORAGE
+    smx_current_context_parallel = context;
 #else
-    THROW0(not_found_error, 0, "Factory 'thread' does not exist: thread support was not compiled in the SimGrid library");
-#endif /* CONTEXT_THREADS */
-   
-  else if (!strcmp(name, "sysv"))
-#if !defined(WIN32) && !defined(CONTEXT_THREADS)
-    SIMIX_ctx_sysv_factory_init(factory);
-#else
-    THROW0(not_found_error, 0, "Factory 'sysv' does not exist: no System V thread support under Windows");
-#endif   
-  else
-    THROW1(not_found_error, 0, "Factory '%s' does not exist", name);
-}
-
-/** Garbage collection
- *
- * Should be called some time to time to free the memory allocated for processes
- * that have finished (or killed).
- */
-void SIMIX_context_empty_trash(void)
-{ 
-  smx_process_t process = NULL;
-  int i;  
-
-  while ((process = xbt_swag_extract(simix_global->process_to_destroy))){
-    free(process->name);
-    process->name = NULL;
-  
-    if (process->argv) {
-      for (i = 0; i < process->argc; i++)
-        if (process->argv[i])
-          free(process->argv[i]);
-
-      free(process->argv);
-    }
-  
-    free(process);
+    xbt_os_thread_set_specific(smx_current_context_key, context);
+#endif
+  }
+  else {
+    smx_current_context_serial = context;
   }
 }
+