Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
introduce a simcall_blocking(), and improve the comments
[simgrid.git] / include / simgrid / simix.hpp
index f21fa3d..2b979d7 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/* Copyright (c) 2007-2010, 2012-2017. The SimGrid Team.
+/* Copyright (c) 2007-2019. The SimGrid Team.
  * All rights reserved.                                                     */
 
 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
 #include <xbt/future.hpp>
 #include <xbt/signal.hpp>
 
-#include <map>
+#include <boost/heap/fibonacci_heap.hpp>
 #include <string>
+#include <unordered_map>
 
-XBT_PUBLIC(void) simcall_run_kernel(std::function<void()> const& code);
+XBT_PUBLIC void simcall_run_kernel(std::function<void()> const& code);
+XBT_PUBLIC void simcall_run_blocking(std::function<void()> const& code);
 
-/** Execute some code in the kernel and block
+namespace simgrid {
+namespace simix {
+
+/** Execute some code in kernel context on behalf of the user code.
+ *
+ * Every modification of the environment must be protected this way: every setter, constructor and similar.
+ * Getters don't have to be protected this way.
+ *
+ * This allows deterministic parallel simulation without any locking, even if almost nobody uses parallel simulation in
+ * SimGrid. More interestingly it makes every modification of the simulated world observable by the model-checker,
+ * allowing the whole MC business.
  *
- * run_blocking() is a generic blocking simcall. It is given a callback
- * which is executed immediately in the SimGrid kernel. The callback is
- * responsible for setting the suitable logic for waking up the process
- * when needed.
+ * It is highly inspired from the syscalls in a regular operating system, allowing the user code to get some specific
+ * code executed in the kernel context. But here, there is almost no security involved. Parameters get checked for
+ * finitness but that's all. The main goal remain to ensure reproductible ordering of uncomparable events (in [parallel]
+ * simulation) and observability of events (in model-checking).
  *
- * @ref simix::kernelSync() is a higher level wrapper for this.
+ * The code passed as argument is supposed to terminate at the exact same simulated timestamp.
+ * Do not use it if your code may block waiting for a subsequent event, e.g. if you lock a mutex,
+ * you may need to wait for that mutex to be unlocked by its current owner.
+ * Potentially blocking simcall must be issued using simcall_blocking(), right below in this file.
  */
-XBT_PUBLIC(void) simcall_run_blocking(std::function<void()> const& code);
-
-template<class F> inline
-void simcall_run_kernel(F& f)
-{
-  simcall_run_kernel(std::function<void()>(std::ref(f)));
-}
-template<class F> inline
-void simcall_run_blocking(F& f)
+template <class F> typename std::result_of<F()>::type simcall(F&& code)
 {
-  simcall_run_blocking(std::function<void()>(std::ref(f)));
-}
-
-namespace simgrid {
+  // If we are in the maestro, we take the fast path and execute the
+  // code directly without simcall mashalling/unmarshalling/dispatch:
+  if (SIMIX_is_maestro())
+    return std::forward<F>(code)();
 
-namespace simix {
+  // If we are in the application, pass the code to the maestro which
+  // executes it for us and reports the result. We use a std::future which
+  // conveniently handles the success/failure value for us.
+  typedef typename std::result_of<F()>::type R;
+  simgrid::xbt::Result<R> result;
+  simcall_run_kernel([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); });
+  return result.get();
+}
 
-/** Execute some code in the kernel/maestro
+/** Execute some code (that does not return immediately) in kernel context
+ *
+ * This is very similar to simcall() right above, but the calling actor will not get rescheduled until
+ * actor->simcall_answer() is called explicitely.
+ *
+ * This is meant for blocking actions. For example, locking a mutex is a blocking simcall.
+ * First it's a simcall because that's obviously a modification of the world. Then, that's a blocking simcall because if
+ * the mutex happens not to be free, the actor is added to a queue of actors in the mutex. Every mutex->unlock() takes
+ * the first actor from the queue, mark it as current owner of the mutex and call actor->simcall_answer() to mark that
+ * this mutex is now unblocked and ready to run again. If the mutex is initially free, the calling actor is unblocked
+ * right away with actor->simcall_answer() once the mutex is marked as locked.
  *
- *  This can be used to enforce mutual exclusion with other simcall.
- *  More importantly, this enforces a deterministic/reproducible ordering
- *  of the operation with respect to other simcalls.
+ * If your code never calls actor->simcall_answer() itself, the actor will never return from its simcall.
  */
-template<class F>
-typename std::result_of<F()>::type kernelImmediate(F&& code)
+template <class F> typename std::result_of<F()>::type simcall_blocking(F&& code)
 {
   // If we are in the maestro, we take the fast path and execute the
   // code directly without simcall mashalling/unmarshalling/dispatch:
@@ -62,71 +83,66 @@ typename std::result_of<F()>::type kernelImmediate(F&& code)
   // conveniently handles the success/failure value for us.
   typedef typename std::result_of<F()>::type R;
   simgrid::xbt::Result<R> result;
-  simcall_run_kernel([&]{
-    xbt_assert(SIMIX_is_maestro(), "Not in maestro");
-    simgrid::xbt::fulfillPromise(result, std::forward<F>(code));
-  });
+  simcall_run_blocking([&result, &code] { simgrid::xbt::fulfill_promise(result, std::forward<F>(code)); });
   return result.get();
 }
 
-XBT_PUBLIC(const std::vector<smx_actor_t>&) process_get_runnable();
-
-XBT_PUBLIC(void) set_maestro(std::function<void()> code);
-XBT_PUBLIC(void) create_maestro(std::function<void()> code);
+XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v325("Please manifest if you actually need this function")
+    XBT_PUBLIC const std::vector<smx_actor_t>& process_get_runnable();
 
 // What's executed as SIMIX actor code:
 typedef std::function<void()> ActorCode;
 
-// Create ActorCode based on argv:
+// Create an ActorCode based on a std::string
 typedef std::function<ActorCode(std::vector<std::string> args)> ActorCodeFactory;
 
-XBT_PUBLIC(void) registerFunction(const char* name, ActorCodeFactory factory);
+XBT_PUBLIC void register_function(const std::string& name, const ActorCodeFactory& factory);
 
-/** These functions will be called when we detect a deadlock: any remaining process is locked on an action
- *
- * If these functions manage to unlock some of the processes, then the deadlock will be avoided.
- */
-extern simgrid::xbt::signal<void()> onDeadlock;
-}
-}
+typedef std::pair<double, Timer*> TimerQelt;
+static boost::heap::fibonacci_heap<TimerQelt, boost::heap::compare<xbt::HeapComparator<TimerQelt>>> simix_timers;
 
-/*
- * Type of function that creates a process.
- * The function must accept the following parameters:
- * void* process: the process created will be stored there
- * const char *name: a name for the object. It is for user-level information and can be NULL
- * xbt_main_func_t code: is a function describing the behavior of the process
- * void *data: data a pointer to any data one may want to attach to the new object.
- * sg_host_t host: the location where the new process is executed
- * int argc, char **argv: parameters passed to code
- * std::map<std::string, std::string>* props: properties
- */
-typedef smx_actor_t (*smx_creation_func_t)(
-    /* name */ const char*, std::function<void()> code,
-    /* userdata */ void*,
-    /* hostname */ sg_host_t,
-    /* props */ std::map<std::string, std::string>*,
-    /* parent_process */ smx_actor_t);
+/** @brief Timer datatype */
+class Timer {
+  double date = 0.0;
 
-extern "C"
-XBT_PUBLIC(void) SIMIX_function_register_process_create(smx_creation_func_t function);
+public:
+  decltype(simix_timers)::handle_type handle_;
 
-XBT_PUBLIC(smx_actor_t)
-simcall_process_create(const char* name, std::function<void()> code, void* data, sg_host_t host,
-                       std::map<std::string, std::string>* properties);
+  Timer(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback) : date(date), callback(std::move(callback)) {}
 
-XBT_PUBLIC(smx_timer_t) SIMIX_timer_set(double date, simgrid::xbt::Task<void()> callback);
+  simgrid::xbt::Task<void()> callback;
+  double get_date() { return date; }
+  void remove();
 
-template<class F> inline
-smx_timer_t SIMIX_timer_set(double date, F callback)
-{
-  return SIMIX_timer_set(date, simgrid::xbt::Task<void()>(std::move(callback)));
-}
+  template <class F> static inline Timer* set(double date, F callback)
+  {
+    return set(date, simgrid::xbt::Task<void()>(std::move(callback)));
+  }
 
-template<class R, class T> inline
-smx_timer_t SIMIX_timer_set(double date, R(*callback)(T*), T* arg)
-{
-  return SIMIX_timer_set(date, [=](){ callback(arg); });
-}
+  template <class R, class T>
+  XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v325("Please use a lambda or std::bind") static inline Timer* set(double date,
+                                                                                          R (*callback)(T*), T* arg)
+  {
+    return set(date, std::bind(callback, arg));
+  }
+
+  XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v325("Please use a lambda or std::bind") static Timer* set(double date, void (*callback)(void*),
+                                                                                   void* arg)
+  {
+    return set(date, std::bind(callback, arg));
+  }
+  static Timer* set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback);
+  static double next() { return simix_timers.empty() ? -1.0 : simix_timers.top().first; }
+};
+
+} // namespace simix
+} // namespace simgrid
+
+XBT_PUBLIC smx_actor_t simcall_process_create(const std::string& name, const simgrid::simix::ActorCode& code,
+                                              void* data, sg_host_t host,
+                                              std::unordered_map<std::string, std::string>* properties);
+
+XBT_ATTRIB_DEPRECATED_v325("Please use simgrid::xbt::Timer::set") XBT_PUBLIC smx_timer_t
+    SIMIX_timer_set(double date, simgrid::xbt::Task<void()>&& callback);
 
 #endif