Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Add another example to the doc
[simgrid.git] / examples / README.rst
1 .. S4U (Simgrid for you) is the modern interface of SimGrid, which new project should use.
2 ..
3 .. This file follows the ReStructured syntax to be included in the
4 .. documentation, but it should remain readable directly.
5
6 .. _s4u_examples:
7
8 Examples
9 ********
10
11 SimGrid comes with an extensive set of examples, documented on this
12 page. Most of them only demonstrate one single feature, with some
13 larger exemplars listed below.
14
15 The C++ examples can be found under examples/cpp while python examples
16 are in examples/python. Each such directory contains the source code (also listed
17 from this page), and the so-called tesh file containing how to call
18 the binary obtained by compiling this example and also the expected
19 output. Tesh files are used to turn each of our examples into an
20 integration test. Some examples also contain other files, on need.
21
22 A good way to bootstrap your own project is to copy and combine some
23 of the provided examples to constitute the skeleton of what you plan
24 to simulate.
25
26 .. _s4u_ex_actors:
27
28 ===========================
29 Actors: the Active Entities
30 ===========================
31
32 Starting and Stopping Actors
33 ----------------------------
34
35 .. _s4u_ex_actors_create:
36
37 Creating actors
38 ^^^^^^^^^^^^^^^
39
40 Most actors are started from the deployment XML file because this
41 is a :ref:`better scientific habit <howto_science>`, but you can
42 also create them directly from your code.
43
44 .. tabs::
45
46    .. example-tab:: examples/cpp/actor-create/s4u-actor-create.cpp
47
48       You create actors either:
49
50       - Directly with :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::create`
51       - From XML with :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::register_actor` (if your actor is a class)
52         or :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::register_function` (if your actor is a function)
53         and then :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::load_deployment`
54
55    .. example-tab:: examples/python/actor-create/actor-create.py
56
57       You create actors either:
58
59       - Directly with :py:func:`simgrid.Actor.create()`
60       - From XML with :py:func:`simgrid.Engine.register_actor()` and then :py:func:`simgrid.Engine.load_deployment()`
61
62    .. example-tab:: examples/c/actor-create/actor-create.c
63
64       You create actors either:
65
66       - Directly with :cpp:func:`sg_actor_create` followed by :cpp:func:`sg_actor_start`.
67       - From XML with :cpp:func:`simgrid_register_function` and then :cpp:func:`simgrid_load_deployment`.
68
69    .. example-tab:: examples/python/actor-create/actor-create_d.xml
70
71       The following file is used in both C++ and Python.
72
73 Reacting to actors' end
74 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
75
76 You can attach callbacks to the end of actors. There are several ways of doing so, depending on whether you want to
77 attach your callback to a given actor and on how you define the end of a
78 given actor. User code probably wants to react to the termination of an actor
79 while some plugins want to react to the destruction (memory collection) of
80 actors.
81
82 .. tabs::
83
84    .. example-tab:: examples/cpp/actor-exiting/s4u-actor-exiting.cpp
85
86       This example shows how to attach a callback to:
87
88       - the end of a specific actor: :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_exit()`
89       - the end of any actor: :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_termination_cb`
90       - the destruction of any actor: :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_destruction_cb`
91
92    .. example-tab:: examples/c/actor-exiting/actor-exiting.c
93
94       This example shows how to attach a callback to the end of a specific actor with
95       :cpp:func:`sg_actor_on_exit()`.
96
97 Killing actors
98 ^^^^^^^^^^^^^^
99
100 Actors can forcefully stop other actors.
101
102 .. tabs::
103
104    .. example-tab:: examples/cpp/actor-kill/s4u-actor-kill.cpp
105
106       See also :cpp:func:`void simgrid::s4u::Actor::kill(void)`, :cpp:func:`void simgrid::s4u::Actor::kill_all()`,
107       :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exit`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::on_exit`.
108
109    .. example-tab:: examples/python/actor-kill/actor-kill.py
110
111       See also :py:func:`simgrid.Actor.kill()`, :py:func:`simgrid.Actor.kill_all()`, :py:func:`simgrid.this_actor.exit()`,
112       :py:func:`simgrid.this_actor.on_exit`.
113
114    .. example-tab:: examples/c/actor-kill/actor-kill.c
115
116       See also :cpp:func:`sg_actor_kill`, :cpp:func:`sg_actor_kill_all`, :cpp:func:`sg_actor_exit`, :cpp:func:`sg_actor_on_exit`.
117
118 Actors' life cycle from XML_reference
119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
120
121 You can specify a start time and a kill time in the deployment file.
122
123 .. tabs::
124
125    .. example-tab:: examples/cpp/actor-lifetime/s4u-actor-lifetime.cpp
126
127       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
128
129    .. example-tab:: examples/cpp/actor-lifetime/s4u-actor-lifetime_d.xml
130
131       This demonstrates the ``start_time`` and ``kill_time`` attribute of the :ref:`pf_tag_actor` tag.
132
133    .. example-tab:: examples/python/actor-lifetime/actor-lifetime.py
134
135       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
136
137    .. example-tab:: examples/c/actor-lifetime/actor-lifetime.c
138
139       This file is not really interesting: the important matter is in the XML file.
140
141 Daemon actors
142 ^^^^^^^^^^^^^
143
144 Some actors may be intended to simulate daemons that run in the background.
145 This example shows how to transform a regular
146 actor into a daemon that will be automatically killed once the simulation is over.
147
148 .. tabs::
149
150    .. example-tab:: examples/cpp/actor-daemon/s4u-actor-daemon.cpp
151
152       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::daemonize()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::is_daemon()`.
153
154    .. example-tab:: examples/python/actor-daemon/actor-daemon.py
155
156       See also :py:func:`simgrid.Actor.daemonize()` and :py:func:`simgrid.Actor.is_daemon()`.
157
158    .. example-tab:: examples/c/actor-daemon/actor-daemon.c
159
160       See also :cpp:func:`sg_actor_daemonize` and :cpp:func:`sg_actor_is_daemon`.
161
162 Specifying the stack size
163 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
164
165 The stack size can be specified by default on the command line,
166 globally by changing the configuration with :cpp:func:`simgrid::s4u::Engine::set_config`,
167 or for a specific actor using :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_stacksize` before its start.
168
169 .. tabs::
170
171    .. example-tab:: examples/cpp/actor-stacksize/s4u-actor-stacksize.cpp
172
173    .. example-tab:: examples/c/actor-stacksize/actor-stacksize.c
174
175 Inter-Actors Interactions
176 -------------------------
177
178 See also the examples on :ref:`inter-actors communications
179 <s4u_ex_communication>` and the ones on :ref:`classical
180 synchronization objects <s4u_ex_IPC>`.
181
182 Suspending/resuming Actors
183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
184
185 Actors can be suspended and resumed during their executions.
186
187 .. tabs::
188
189    .. example-tab:: examples/cpp/actor-suspend/s4u-actor-suspend.cpp
190
191       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::suspend()`,
192       :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::suspend()`, :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::resume()`, and
193       :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::is_suspended()`.
194
195    .. example-tab:: examples/python/actor-suspend/actor-suspend.py
196
197       See also :py:func:`simgrid.this_actor.suspend()`,
198       :py:func:`simgrid.Actor.suspend()`, :py:func:`simgrid.Actor.resume()`, and
199       :py:func:`simgrid.Actor.is_suspended()`.
200
201    .. example-tab:: examples/c/actor-suspend/actor-suspend.c
202
203       See also :cpp:func:`sg_actor_suspend()`, :cpp:func:`sg_actor_resume()`, and
204       :cpp:func:`sg_actor_is_suspended()`.
205
206 Migrating Actors
207 ^^^^^^^^^^^^^^^^
208
209 Actors can move or be moved from a host to another very easily. It amounts to setting them on a new host.
210
211 .. tabs::
212
213    .. example-tab:: examples/cpp/actor-migrate/s4u-actor-migrate.cpp
214
215       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::set_host()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_host()`.
216
217    .. example-tab:: examples/python/actor-migrate/actor-migrate.py
218
219       See also :py:attr:`simgrid.Actor.host`.
220
221    .. example-tab:: examples/c/actor-migrate/actor-migrate.c
222
223       See also :cpp:func:`sg_actor_set_host()`.
224
225 Waiting for the termination of an actor (joining on it)
226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
227
228 You can block the current actor until the end of another actor.
229
230 .. tabs::
231
232    .. example-tab:: examples/cpp/actor-join/s4u-actor-join.cpp
233
234       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::join()`.
235
236    .. example-tab:: examples/python/actor-join/actor-join.py
237
238       See also :py:func:`simgrid.Actor.join()`.
239
240    .. example-tab:: examples/c/actor-join/actor-join.c
241
242       See also :cpp:func:`sg_actor_join`.
243
244 Yielding to other actors
245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
246
247 The ```yield()``` function interrupts the execution of the current
248 actor, leaving a chance to the other actors that are ready to run
249 at this timestamp.
250
251 .. tabs::
252
253    .. example-tab:: examples/cpp/actor-yield/s4u-actor-yield.cpp
254
255       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::yield()`.
256
257    .. example-tab:: examples/python/actor-yield/actor-yield.py
258
259       See also :py:func:`simgrid.this_actor.yield_()`.
260
261    .. example-tab:: examples/c/actor-yield/actor-yield.c
262
263       See also :cpp:func:`sg_actor_yield()`.
264
265 Traces Replay as a Workload
266 ---------------------------
267
268 This section details how to run trace-driven simulations. It is very
269 handy when you want to test an algorithm or protocol that only reacts
270 to external events. For example, many P2P protocols react to user
271 requests, but do nothing if there is no such event.
272
273 In such situations, you should write your protocol in C++, and separate
274 the workload that you want to play onto your protocol in a separate
275 text file. Declare a function handling each type of the events in your
276 trace, register them using :cpp:func:`xbt_replay_action_register()` in
277 your main, and then run the simulation.
278
279 Then, you can either have one trace file containing all your events,
280 or a file per simulated process: the former may be easier to work
281 with, but the second is more efficient on very large traces. Check
282 also the tesh files in the example directories for details.
283
284 Communication replay
285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
286
287 Presents a set of event handlers reproducing classical communication primitives (asynchronous send/receive at the moment).
288
289 .. tabs::
290
291    .. example-tab:: examples/cpp/replay-comm/s4u-replay-comm.cpp
292
293 I/O replay
294 ^^^^^^^^^^
295
296 Presents a set of event handlers reproducing classical I/O primitives (open, read, close).
297
298 .. tabs::
299
300    .. example-tab:: examples/cpp/replay-io/s4u-replay-io.cpp
301
302 ==========================
303 Activities: what Actors do
304 ==========================
305
306 .. _s4u_ex_communication:
307
308 Communications on the Network
309 -----------------------------
310
311 Basic communications
312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
313
314 This simple example just sends one message back and forth.
315 The tesh file laying in the directory shows how to start the simulator binary, highlighting how to pass options to
316 the simulators (as detailed in Section :ref:`options`).
317
318 .. tabs::
319
320    .. example-tab:: examples/cpp/comm-pingpong/s4u-comm-pingpong.cpp
321
322    .. example-tab:: examples/python/comm-pingpong/comm-pingpong.py
323
324    .. example-tab:: examples/c/comm-pingpong/comm-pingpong.c
325
326 Basic asynchronous communications
327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
328
329 Illustrates how to have non-blocking communications, that are communications running in the background leaving the process 
330 free to do something else during their completion.
331
332 .. tabs::
333
334    .. example-tab:: examples/cpp/comm-wait/s4u-comm-wait.cpp
335
336       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Mailbox::put_async()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait()`.
337
338    .. example-tab:: examples/python/comm-wait/comm-wait.py
339
340       See also :py:func:`simgrid.Mailbox.put_async()` and :py:func:`simgrid.Comm.wait()`.
341
342    .. example-tab:: examples/c/comm-wait/comm-wait.c
343
344       See also :cpp:func:`sg_mailbox_put_async()` and :cpp:func:`sg_comm_wait()`.
345
346 Waiting for communications with timeouts
347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
348
349 This example is very similar to the previous one, simply adding how to declare timeouts when waiting on asynchronous communication.
350
351 .. tabs::
352
353    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waituntil/s4u-comm-waituntil.cpp
354
355       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::wait_until()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_for()`.
356
357    .. example-tab:: examples/python/comm-waituntil/comm-waituntil.py
358
359       See also :py:func:`simgrid.Comm.wait_until()`
360
361 Suspending communications
362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
363
364 The ``suspend()`` and ``resume()`` functions block the progression of a given communication for a while and then unblock it.
365 ``is_suspended()`` returns whether that activity is currently blocked or not.
366
367 .. tabs::
368
369    .. example-tab:: examples/cpp/comm-suspend/s4u-comm-suspend.cpp
370
371       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::suspend()`
372       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::resume()` and
373       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::is_suspended()`.
374
375    .. example-tab:: examples/python/comm-suspend/comm-suspend.py
376
377       See also :py:func:`simgrid.Comm::suspend()` and
378       :py:func:`simgrid.Comm.resume()`.
379
380 Waiting for all communications in a set
381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
382
383 The ``wait_all()`` function is useful when you want to block until all activities in a given set have been completed.
384
385 .. tabs::
386
387    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waitall/s4u-comm-waitall.cpp
388
389       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_all()`.
390
391    .. example-tab:: examples/python/comm-waitall/comm-waitall.py
392
393       See also :py:func:`simgrid.Comm.wait_all()`.
394
395    .. example-tab:: examples/c/comm-waitall/comm-waitall.c
396
397       See also :cpp:func:`sg_comm_wait_all()`.
398
399 Waiting for the first completed communication in a set
400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
401
402 The ``wait_any()`` blocks until one activity of the set completes, no matter which terminates first.
403
404 .. tabs::
405
406    .. example-tab:: examples/cpp/comm-waitany/s4u-comm-waitany.cpp
407
408       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::wait_any()`.
409
410    .. example-tab:: examples/python/comm-waitany/comm-waitany.py
411
412       See also :py:func:`simgrid.Comm.wait_any()`.
413
414    .. example-tab:: examples/c/comm-waitany/comm-waitany.c
415
416       See also :cpp:func:`sg_comm_wait_any`.
417
418 Testing whether at least one communication completed
419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
420
421 The ``test_any()`` returns whether at least one activity of the set has completed, or -1.
422
423 .. tabs::
424
425    .. example-tab:: examples/cpp/comm-testany/s4u-comm-testany.cpp
426
427       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::test_any()`.
428
429    .. example-tab:: examples/python/comm-testany/comm-testany.py
430
431       See also :py:func:`simgrid.Comm.test_any()`.
432
433 .. _s4u_ex_comm_failure:
434
435 Dealing with network failures
436 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
437
438 This examples shows how to survive to network exceptions that occur when a link is turned off. In this case, any blocking operation
439 such as ``put``, ``get`` or ``wait`` will raise an exception that you can catch and react to. See also :ref:`howto_churn` and
440 :ref:`this example <s4u_ex_platform_state_profile>` on how to attach a state profile to hosts and react to execution failures.
441
442 .. tabs::
443
444    .. example-tab:: examples/cpp/comm-failure/s4u-comm-failure.cpp
445
446    .. example-tab:: examples/python/comm-failure/comm-failure.py
447
448 .. _s4u_ex_comm_host2host:
449
450 Direct host-to-host communication
451 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
452
453 This example demonstrates the direct communication mechanism, that allows to send data from one host to another without
454 relying on the mailbox mechanism.
455
456 .. tabs::
457
458    .. example-tab:: examples/cpp/comm-host2host/s4u-comm-host2host.cpp
459
460       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::sendto_init()` and  :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::sendto_async()`.
461
462    .. example-tab:: examples/python/comm-host2host/comm-host2host.py
463
464       See also :py:func:`simgrid.Comm.sendto_init()` and  :py:func:`simgrid.Comm.sendto_async()`.
465
466 .. _s4u_ex_execution:
467
468 Executions on the CPU
469 ---------------------
470
471 Basic execution
472 ^^^^^^^^^^^^^^^
473
474 The computations done in your program are not reported to the
475 simulated world unless you explicitly request the simulator to pause
476 the actor until a given amount of flops gets computed on its simulated
477 host. Some executions can be given a higher priority so that they
478 get more resources.
479
480 .. tabs::
481
482    .. example-tab:: examples/cpp/exec-basic/s4u-exec-basic.cpp
483
484       See also :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double)`
485       and :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double, double)`.
486
487    .. example-tab:: examples/python/exec-basic/exec-basic.py
488
489       See also :py:func:`simgrid.this_actor.execute()`.
490
491    .. example-tab:: examples/c/exec-basic/exec-basic.c
492
493       See also :cpp:func:`void sg_actor_execute(double)`
494       and :cpp:func:`void sg_actor_execute_with_priority(double, double)`.
495
496 Asynchronous execution
497 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
498
499 You can start asynchronous executions, just like you would fire background threads.
500
501 .. tabs::
502
503    .. example-tab:: examples/cpp/exec-async/s4u-exec-async.cpp
504
505       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_init()`,
506       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::start()`,
507       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::wait()`,
508       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::get_remaining()`,
509       :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::get_remaining_ratio()`,
510       :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_async()` and
511       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::cancel()`.
512
513    .. example-tab:: examples/python/exec-async/exec-async.py
514
515       See also :py:func:`simgrid.this_actor.exec_init()`,
516       :py:func:`simgrid.Exec.start()`,
517       :py:func:`simgrid.Exec.wait()`,
518       :py:attr:`simgrid.Exec.remaining`,
519       :py:attr:`simgrid.Exec.remaining_ratio`,
520       :py:func:`simgrid.this_actor.exec_async()` and
521       :py:func:`simgrid.Exec.cancel()`.
522
523    .. example-tab:: examples/c/exec-async/exec-async.c
524
525       See also :cpp:func:`sg_actor_exec_init()`,
526       :cpp:func:`sg_exec_start()`,
527       :cpp:func:`sg_exec_wait()`,
528       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining()`,
529       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining_ratio()`,
530       :cpp:func:`sg_actor_exec_async()` and
531       :cpp:func:`sg_exec_cancel()`,
532
533 Remote execution
534 ^^^^^^^^^^^^^^^^
535
536 You can start executions on remote hosts, or even change the host on which they occur during their execution.
537 This is naturally not very realistic, but it's something handy to have.
538
539 .. tabs::
540
541    .. example-tab:: examples/cpp/exec-remote/s4u-exec-remote.cpp
542
543       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::set_host()`.
544
545    .. example-tab:: examples/python/exec-remote/exec-remote.py
546
547       See also :py:attr:`simgrid.Exec.host`.
548
549    .. example-tab:: examples/c/exec-remote/exec-remote.c
550
551       See also :cpp:func:`sg_exec_set_host()`.
552
553 .. _s4u_ex_ptasks:
554
555 Parallel executions
556 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
557
558 These objects are convenient abstractions of parallel
559 computational kernels that span over several machines, such as a
560 PDGEM and the other ScaLAPACK routines. Note that this only works
561 with the "ptask_L07" host model (``--cfg=host/model:ptask_L07``).
562
563 This example demonstrates several kinds of parallel tasks: regular
564 ones, communication-only (without computation), computation-only
565 (without communication), synchronization-only (neither
566 communication nor computation). It also shows how to reconfigure a
567 task after its start, to change the number of hosts it runs onto.
568 This allows simulating malleable tasks.
569
570 .. tabs::
571
572    .. example-tab:: examples/cpp/exec-ptask/s4u-exec-ptask.cpp
573
574       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::parallel_execute()`.
575
576    .. example-tab:: examples/python/exec-ptask/exec-ptask.py
577
578       See also :ref:`simgrid.this_actor.parallel_execute()`
579
580 Ptasks play well with the host energy plugin, as shown in this example.
581 There is not much new compared to the above ptask example or the
582 :ref:`examples about energy <s4u_ex_energy>`. It just works.
583
584 .. tabs::
585
586    .. example-tab:: examples/cpp/energy-exec-ptask/s4u-energy-exec-ptask.cpp
587
588    .. example-tab:: examples/c/energy-exec-ptask/energy-exec-ptask.c
589
590 .. _s4u_ex_dvfs:
591
592 DVFS and pstates
593 ^^^^^^^^^^^^^^^^
594
595 This example shows how to define a set of pstates in the XML. The current pstate
596 of a host can then be accessed and changed from the program.
597
598 .. tabs::
599
600    .. example-tab:: examples/cpp/exec-dvfs/s4u-exec-dvfs.cpp
601
602       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_pstate_speed` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate`.
603
604    .. example-tab:: examples/c/exec-dvfs/exec-dvfs.c
605
606       See also :cpp:func:`sg_host_get_pstate_speed` and :cpp:func:`sg_host_set_pstate`.
607
608    .. example-tab:: examples/python/exec-dvfs/exec-dvfs.py
609
610       See also :py:func:`simgrid.Host.pstate_speed()` and :py:attr:`simgrid.Host.pstate`.
611
612    .. example-tab:: examples/platforms/energy_platform.xml
613
614       The important parts are in the :ref:`pf_tag_host` tag. The ``pstate`` attribute is the initial pstate while the ``speed`` attribute must
615       be a comma-separated list of values: the speed at each pstate. This platform file also describes the ``wattage_per_state`` and
616       ``wattage_off`` properties, that are used by the :ref:`plugin_host_energy` plugin.
617
618 .. _s4u_ex_disk_io:
619
620 I/O on Disks and Files
621 ----------------------
622
623 SimGrid provides two levels of abstraction to interact with the
624 simulated disks. At the simplest level, you simply create read and
625 write actions on the disk resources.
626
627 Access to raw disk devices
628 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
629
630 This example illustrates how to simply read and write data on a simulated disk resource.
631
632 .. tabs::
633
634    .. example-tab:: examples/cpp/io-disk-raw/s4u-io-disk-raw.cpp
635
636    .. example-tab:: examples/c/io-disk-raw/io-disk-raw.c
637
638    .. example-tab:: examples/platforms/hosts_with_disks.xml
639
640       This shows how to declare disks in XML.
641
642 Filesystem plugin
643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
644
645 The FileSystem plugin provides a more detailed view, with the
646 classical operations over files: open, move, unlink, and of course,
647 read and write. The file and disk sizes are also dealt with and can
648 result in short reads and short writes, as in reality.
649
650   - **File Management:**
651     This example illustrates the use of operations on files
652     (read, write, seek, tell, unlink, etc).
653
654     .. tabs::
655
656        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-system/s4u-io-file-system.cpp
657
658   - **Remote I/O:**
659     I/O operations on files can also be done remotely,
660     i.e. when the accessed disk is not mounted on the caller's host.
661
662     .. tabs::
663
664        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-remote/s4u-io-file-remote.cpp
665
666        .. example-tab:: examples/c/io-file-remote/io-file-remote.c
667
668 .. _s4u_ex_IPC:
669
670 Classical synchronization objects
671 ---------------------------------
672
673 Barrier
674 ^^^^^^^
675
676 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Barrier` synchronization objects.
677
678 .. tabs::
679
680    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-barrier/s4u-synchro-barrier.cpp
681
682    .. example-tab:: examples/python/synchro-barrier/synchro-barrier.py
683
684 Condition variable: basic usage
685 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
686
687 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::ConditionVariable` synchronization objects.
688
689 .. tabs::
690
691    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable/s4u-synchro-condition-variable.cpp
692
693 Condition variable: timeouts
694 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
695
696 Shows how to specify timeouts when blocking on condition variables.
697
698 .. tabs::
699
700    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable-waituntil/s4u-synchro-condition-variable-waituntil.cpp
701
702 Mutex
703 ^^^^^
704
705 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Mutex` synchronization objects.
706
707 .. tabs::
708
709    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-mutex/s4u-synchro-mutex.cpp
710
711    .. example-tab:: examples/python/synchro-mutex/synchro-mutex.py
712
713 Semaphore
714 ^^^^^^^^^
715
716 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Semaphore` synchronization objects.
717
718 .. tabs::
719
720    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-semaphore/s4u-synchro-semaphore.cpp
721
722    .. example-tab:: examples/python/synchro-semaphore/synchro-semaphore.py
723
724    .. example-tab:: examples/c/synchro-semaphore/synchro-semaphore.c
725
726 =============================
727 Interacting with the Platform
728 =============================
729
730 User-defined properties
731 -----------------------
732
733 You can attach arbitrary information to most platform elements from the XML file, and then interact with these values from your
734 program. Note that the changes are not written permanently on disk, in the XML file nor anywhere else. They only last until the end of
735 your simulation.
736
737 .. tabs::
738
739    .. example-tab:: examples/cpp/platform-properties/s4u-platform-properties.cpp
740
741       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_property()`
742       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_property()`
743       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_property()`
744       - :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::set_property()`
745
746    .. example-tab:: examples/c/platform-properties/platform-properties.c
747
748       - :cpp:func:`sg_actor_get_property_value()`
749       - :cpp:func:`sg_host_get_property_value()` and :cpp:func:sg_host_set_property_value()`
750       - :cpp:func:`sg_zone_get_property_value()` and :cpp:func:`sg_zone_set_property_value()`
751
752    .. group-tab:: XML
753
754       **Platform file:**
755
756       .. showfile:: examples/platforms/prop.xml
757          :language: xml
758
759 Element filtering
760 -----------------
761
762 Retrieving the netzones matching given criteria
763 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
764
765 Shows how to filter the cluster netzones.
766
767 .. tabs::
768
769    .. example-tab:: examples/cpp/routing-get-clusters/s4u-routing-get-clusters.cpp
770
771 Retrieving the list of hosts matching given criteria
772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
773
774 Shows how to filter the actors that match given criteria.
775
776 .. tabs::
777
778    .. example-tab:: examples/cpp/engine-filtering/s4u-engine-filtering.cpp
779
780 Profiles
781 --------
782
783 .. _s4u_ex_platform_state_profile:
784
785 Specifying state profiles
786 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
787
788 Shows how to specify when the resources must be turned off and on again, and how to react to such
789 failures in your code. See also :ref:`howto_churn` and :ref:`this example <s4u_ex_comm_failure>`
790 on how to react to communication failures.
791
792 .. tabs::
793
794    .. example-tab:: examples/cpp/platform-failures/s4u-platform-failures.cpp
795
796    .. example-tab:: examples/c/platform-failures/platform-failures.c
797
798    .. example-tab:: examples/python/platform-failures/platform-failures.py
799
800    .. group-tab:: XML
801
802       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_failures.xml
803          :language: xml
804
805       .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_state.profile
806
807       .. showfile:: examples/platforms/profiles/fafard_state.profile
808
809 Specifying speed profiles
810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
811
812 Shows how to specify an external load to resources, variating their peak speed over time.
813
814    .. tabs::
815
816       .. example-tab:: examples/cpp/platform-profile/s4u-platform-profile.cpp
817
818       .. example-tab:: examples/python/platform-profile/platform-profile.py
819
820       .. group-tab:: XML
821
822          .. showfile:: examples/platforms/small_platform_profile.xml
823             :language: xml
824
825          .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_speed.profile
826
827          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_bandwidth.profile
828
829          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_latency.profile
830
831 Modifying the platform
832 ----------------------
833
834 Serializing communications 
835 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
836
837 This example shows how to limit the amount of communications going through a given link.
838 It is very similar to the other asynchronous communication examples, but messages get serialized by the platform.
839 Without this call to ``Link::set_concurrency_limit(2)``, all messages would be received at the exact same timestamp since
840 they are initiated at the same instant and are of the same size. But with this extra configuration to the link, at most 2 
841 messages can travel through the link at the same time.
842
843 .. tabs::
844
845    .. example-tab:: examples/cpp/platform-comm-serialize/s4u-platform-comm-serialize.cpp
846
847       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_concurrency_limit()`.
848
849    .. example-tab:: examples/python/platform-comm-serialize/platform-comm-serialize.py
850
851       See also :py:func:`simgrid.Link.set_concurrency_limit()`.
852
853 .. _s4u_ex_energy:
854
855 =================
856 Energy Simulation
857 =================
858
859 Setup
860 -----
861
862 Describing the energy profiles in the platform
863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
864
865 The first platform file contains the energy profile of each link and host for a wired network, which is necessary to get energy consumption
866 predictions. The second platform file is the equivalent for a wireless network. As usual, you should not trust our example, and you should
867 strive to double-check that your instantiation matches your target platform.
868
869 .. tabs::
870
871    .. group-tab:: XML
872
873 .. showfile:: examples/platforms/energy_platform.xml
874    :language: xml
875
876 .. showfile:: examples/platforms/wifi_energy.xml
877    :language: xml
878
879 Usage
880 -----
881
882 CPU energy consumption
883 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
884
885 This example shows how to retrieve the amount of energy consumed by the CPU during computations, and the impact of the pstate.
886
887 .. tabs::
888
889    .. example-tab:: examples/cpp/energy-exec/s4u-energy-exec.cpp
890
891    .. example-tab:: examples/c/energy-exec/energy-exec.c
892
893 Virtual machines consumption
894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
895
896 This example is very similar to the previous one, adding VMs to the picture.
897
898 .. tabs::
899
900    .. example-tab:: examples/cpp/energy-vm/s4u-energy-vm.cpp
901
902    .. example-tab:: examples/c/energy-vm/energy-vm.c
903
904 Wired network energy consumption
905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
906
907 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wired network during communications.
908
909 .. tabs::
910
911    .. example-tab:: examples/cpp/energy-link/s4u-energy-link.cpp
912
913 WiFi network energy consumption
914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
915
916 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wireless network during communications.
917
918 .. tabs::
919
920    .. example-tab:: examples/cpp/energy-wifi/s4u-energy-wifi.cpp
921
922 Modeling the shutdown and boot of hosts
923 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
924
925 Simple example of a model for the energy consumption during the host boot and shutdown periods.
926
927 .. tabs::
928
929    .. example-tab:: examples/platforms/energy_boot.xml
930
931    .. example-tab:: examples/cpp/energy-boot/s4u-energy-boot.cpp
932
933 =======================
934 Tracing and Visualizing
935 =======================
936
937 Tracing can be activated by various configuration options which are illustrated in these examples. See also the
938 :ref:`full list of options related to tracing <tracing_tracing_options>`.
939 The following introduces  some option sets of interest that you may want to pass to your simulators.
940
941 .. todo::
942    These tracing examples should be integrated in the examples to not duplicate the C++ files.
943    A full command line to see the result in the right tool (vite/FrameSoc) should be given along with some screenshots.
944
945 Platform Tracing
946 ----------------
947
948 Basic example
949 ^^^^^^^^^^^^^
950
951 This program is a toy example just loading the platform so that you can play with the platform visualization. Recommended options:
952 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes``
953
954 .. tabs::
955
956    .. example-tab:: examples/cpp/trace-platform/s4u-trace-platform.cpp
957
958 Setting Categories
959 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
960
961 This example declares several tracing categories that are used to
962 classify its tasks. When the program is executed, the tracing mechanism
963 registers the resource utilization of hosts and links according to these
964 categories. Recommended options:
965 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
966
967 .. tabs::
968
969    .. example-tab:: examples/cpp/trace-categories/s4u-trace-categories.cpp
970
971 Master Workers tracing
972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
973
974 This is an augmented version of our basic master/worker example using
975 several tracing features. It traces resource usage, sorted out in several
976 categories; Trace marks and user variables are also used. Recommended
977 options: ``--cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
978
979 .. tabs::
980
981    .. example-tab:: examples/cpp/trace-masterworkers/s4u-trace-masterworkers.cpp
982
983    .. example-tab:: examples/python/app-masterworkers/app-masterworkers.py
984
985 Process migration tracing
986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
987
988 This version is enhanced so that the process migrations can be displayed
989 as arrows in a Gantt-chart visualization. Recommended options to that
990 extend: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/actor:yes``
991
992 .. tabs::
993
994    .. example-tab:: examples/cpp/trace-process-migration/s4u-trace-process-migration.cpp
995
996 Tracing user variables
997 ----------------------
998
999 You can also attach your own variables to any resource described in the platform
1000 file. The following examples illustrate this feature.  They have to be run with
1001 the following options: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/platform:yes``
1002
1003 Attaching variables to Hosts
1004 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1005
1006 .. tabs::
1007
1008    .. example-tab:: examples/cpp/trace-host-user-variables/s4u-trace-host-user-variables.cpp
1009
1010 Attaching variables to Links
1011 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1012
1013 The tricky part is that you have to know the name of the link you want to enhance with a variable.
1014
1015 .. tabs::
1016
1017    .. example-tab:: examples/cpp/trace-link-user-variables/s4u-trace-link-user-variables.cpp
1018
1019 Attaching variables to network routes
1020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1021
1022 It is often easier to update a given variable for all links of a given network path (identified by its source and destination hosts) instead of
1023 knowing the name of each specific link.
1024
1025 .. tabs::
1026
1027    .. example-tab::  examples/cpp/trace-route-user-variables/s4u-trace-route-user-variables.cpp
1028
1029 ========================
1030 Larger SimGrid Exemplars
1031 ========================
1032
1033 This section contains application examples that are somewhat larger than the previous examples.
1034
1035 Classical examples
1036 ------------------
1037
1038 Token ring
1039 ^^^^^^^^^^
1040
1041 Shows how to implement a classical communication pattern, where a token is exchanged along a ring to reach every participant.
1042
1043 .. tabs::
1044
1045    .. example-tab:: examples/cpp/app-token-ring/s4u-app-token-ring.cpp
1046
1047    .. example-tab:: examples/c/app-token-ring/app-token-ring.c
1048
1049 Master Workers
1050 ^^^^^^^^^^^^^^
1051
1052 Another good old example, where one Master actor has a bunch of tasks to dispatch to a set of several Worker actors.
1053 This example is used in the :ref:`SimGrid tutorial <usecase_simalgo>`.
1054
1055 .. tabs::
1056
1057    .. group-tab:: C++
1058
1059       This example comes in two equivalent variants, one where the actors
1060       are specified as simple functions (which is easier to understand for
1061       newcomers) and one where the actors are specified as classes (which is
1062       more powerful for the users wanting to build their own projects upon
1063       the example).
1064
1065       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-class.cpp
1066          :language: cpp
1067
1068       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-fun.cpp
1069          :language: cpp
1070
1071    .. group-tab:: C
1072
1073       .. showfile:: examples/c/app-masterworker/app-masterworker.c
1074          :language: cpp
1075
1076    .. example-tab:: examples/python/app-masterworkers/app-masterworkers.py
1077
1078 Data diffusion
1079 --------------
1080
1081 Bit Torrent
1082 ^^^^^^^^^^^
1083
1084 Classical protocol for Peer-to-Peer data diffusion.
1085
1086 .. tabs::
1087
1088    .. group-tab:: C++
1089
1090       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-bittorrent.cpp
1091          :language: cpp
1092
1093       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-peer.cpp
1094          :language: cpp
1095
1096       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-tracker.cpp
1097          :language: cpp
1098
1099    .. group-tab:: C
1100
1101       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/app-bittorrent.c
1102          :language: cpp
1103
1104       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/bittorrent-peer.c
1105          :language: cpp
1106
1107       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/tracker.c
1108          :language: cpp
1109
1110 Chained Send
1111 ^^^^^^^^^^^^
1112
1113 Data broadcast over a ring of processes.
1114
1115 .. tabs::
1116
1117    .. example-tab:: examples/cpp/app-chainsend/s4u-app-chainsend.cpp
1118
1119    .. group-tab:: C
1120
1121       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/chainsend.c
1122          :language: c
1123
1124       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/broadcaster.c
1125          :language: c
1126
1127       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/peer.c
1128          :language: c
1129
1130 Distributed Hash Tables (DHT)
1131 -----------------------------
1132
1133 Chord Protocol
1134 ^^^^^^^^^^^^^^
1135
1136 One of the most famous DHT protocol.
1137
1138 .. tabs::
1139
1140    .. group-tab:: C++
1141
1142       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord.cpp
1143          :language: cpp
1144
1145       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord-node.cpp
1146          :language: cpp
1147
1148 Kademlia
1149 ^^^^^^^^
1150
1151 Another well-known DHT protocol.
1152
1153 .. tabs::
1154
1155    .. group-tab:: C++
1156
1157       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/s4u-dht-kademlia.cpp
1158          :language: cpp
1159
1160       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/routing_table.cpp
1161          :language: cpp
1162
1163       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/answer.cpp
1164          :language: cpp
1165
1166       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/node.cpp
1167          :language: cpp
1168
1169    .. group-tab:: C
1170
1171       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/dht-kademlia.c
1172          :language: cpp
1173
1174       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/routing_table.c
1175          :language: cpp
1176
1177       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/answer.c
1178          :language: cpp
1179
1180       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/message.c
1181          :language: cpp
1182
1183       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/node.c
1184          :language: cpp
1185
1186 Pastry
1187 ^^^^^^
1188
1189 Yet another well-known DHT protocol.
1190
1191 .. tabs::
1192
1193    .. example-tab:: examples/c/dht-pastry/dht-pastry.c
1194
1195 .. _s4u_ex_clouds:
1196
1197 Simulating Clouds
1198 -----------------
1199
1200 Cloud basics
1201 ^^^^^^^^^^^^
1202
1203 This example starts some computations both on PMs and VMs and migrates some VMs around.
1204
1205 .. tabs::
1206
1207    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-simple/s4u-cloud-simple.cpp
1208
1209    .. example-tab:: examples/c/cloud-simple/cloud-simple.c
1210
1211 Migrating VMs
1212 ^^^^^^^^^^^^^
1213
1214 This example shows how to migrate VMs between PMs.
1215
1216 .. tabs::
1217
1218    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-migration/s4u-cloud-migration.cpp
1219
1220    .. example-tab:: examples/c/cloud-migration/cloud-migration.c
1221
1222 =======================
1223 Model-Related Examples
1224 =======================
1225
1226 ns-3 as a model
1227 ---------------
1228
1229 This simple ping-pong example demonstrates how to use the bindings to the Network
1230 Simulator. The most interesting is probably not the C++ files since
1231 they are unchanged from the other simulations, but the associated files,
1232 such as the platform file to see how to declare a platform to be used
1233 with the ns-3 bindings of SimGrid and the tesh file to see how to
1234 start a simulation in these settings.
1235
1236 .. tabs::
1237
1238    .. example-tab:: examples/cpp/network-ns3/s4u-network-ns3.cpp
1239
1240    .. group-tab:: XML
1241
1242       **Platform files:**
1243
1244       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_one_link_routes.xml
1245          :language: xml
1246
1247 WiFi links
1248 ----------
1249
1250 This demonstrates how to declare a wifi zone in your platform and
1251 how to use it in your simulation. For that, you should have a link
1252 whose sharing policy is set to `WIFI`. Such links can have more
1253 than one bandwidth value (separated by commas), corresponding to
1254 the several SNR level of your wifi link.
1255
1256 In this case, SimGrid automatically switches to validated
1257 performance models of wifi networks, where the time is shared
1258 between users instead of the bandwidth for wired links (the
1259 corresponding publication is currently being written).
1260
1261 If your wifi link provides more than one SNR level, you can switch
1262 the level of a given host using
1263 :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_host_wifi_rate`. By default,
1264 the first level is used.
1265
1266 .. tabs::
1267
1268    .. example-tab:: examples/cpp/network-wifi/s4u-network-wifi.cpp
1269
1270    .. group-tab:: XML
1271
1272       **Platform files:**
1273
1274       .. showfile:: examples/platforms/wifi.xml
1275          :language: xml
1276
1277
1278
1279 ===============
1280 Plugin Examples
1281 ===============
1282
1283 It is possible to extend SimGrid without modifying its internals by
1284 attaching code to the existing signals and by adding extra data to the
1285 simulation objects through extensions. How to do that is not exactly
1286 documented yet, and you should look for examples in the src/plugins
1287 directory.
1288
1289 This section documents how the existing plugins can be used. Remember
1290 that you are very welcome to modify the plugins to fit your needs. It
1291 should be much easier than modifying the SimGrid kernel.
1292
1293 Monitoring the host load
1294 ------------------------
1295
1296 .. tabs::
1297
1298    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-host-load/s4u-plugin-host-load.cpp
1299
1300    .. example-tab:: examples/c/plugin-host-load/plugin-host-load.c
1301
1302 Monitoring the link load
1303 ------------------------
1304
1305 .. tabs::
1306
1307    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-link-load/s4u-plugin-link-load.cpp
1308
1309 =======================
1310 Model-Checking Examples
1311 =======================
1312
1313 The model-checker can be used to exhaustively search for issues in the tested application. It must be activated at compile-time, but this
1314 mode is rather experimental in SimGrid (as of v3.25). We are working on it :)
1315
1316 Failing assert
1317 --------------
1318
1319 In this example, two actors send some data to a central server, which asserts that the messages are always received in the same order.
1320 This is wrong, and the model-checker correctly finds a counter-example to that assertion.
1321
1322 .. tabs::
1323
1324    .. example-tab:: examples/cpp/mc-failing-assert/s4u-mc-failing-assert.cpp
1325
1326 .. |br| raw:: html
1327
1328    <br />