Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Move an example to the right section, and document it
[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_host2host:
434
435 Direct host-to-host communication
436 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
437
438 This example demonstrates the direct communication mechanism, that allows to send data from one host to another without
439 relying on the mailbox mechanism.
440
441 .. tabs::
442
443    .. example-tab:: examples/cpp/comm-host2host/s4u-comm-host2host.cpp
444
445       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::sendto_init()` and  :cpp:func:`simgrid::s4u::Comm::sendto_async()`.
446
447    .. example-tab:: examples/python/comm-host2host/comm-host2host.py
448
449       See also :py:func:`simgrid.Comm.sendto_init()` and  :py:func:`simgrid.Comm.sendto_async()`.
450
451 .. _s4u_ex_execution:
452
453 Executions on the CPU
454 ---------------------
455
456 Basic execution
457 ^^^^^^^^^^^^^^^
458
459 The computations done in your program are not reported to the
460 simulated world unless you explicitly request the simulator to pause
461 the actor until a given amount of flops gets computed on its simulated
462 host. Some executions can be given a higher priority so that they
463 get more resources.
464
465 .. tabs::
466
467    .. example-tab:: examples/cpp/exec-basic/s4u-exec-basic.cpp
468
469       See also :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double)`
470       and :cpp:func:`void simgrid::s4u::this_actor::execute(double, double)`.
471
472    .. example-tab:: examples/python/exec-basic/exec-basic.py
473
474       See also :py:func:`simgrid.this_actor.execute()`.
475
476    .. example-tab:: examples/c/exec-basic/exec-basic.c
477
478       See also :cpp:func:`void sg_actor_execute(double)`
479       and :cpp:func:`void sg_actor_execute_with_priority(double, double)`.
480
481 Asynchronous execution
482 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
483
484 You can start asynchronous executions, just like you would fire background threads.
485
486 .. tabs::
487
488    .. example-tab:: examples/cpp/exec-async/s4u-exec-async.cpp
489
490       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_init()`,
491       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::start()`,
492       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::wait()`,
493       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::get_remaining()`,
494       :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::get_remaining_ratio()`,
495       :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::exec_async()` and
496       :cpp:func:`simgrid::s4u::Activity::cancel()`.
497
498    .. example-tab:: examples/python/exec-async/exec-async.py
499
500       See also :py:func:`simgrid.this_actor.exec_init()`,
501       :py:func:`simgrid.Exec.start()`,
502       :py:func:`simgrid.Exec.wait()`,
503       :py:attr:`simgrid.Exec.remaining`,
504       :py:attr:`simgrid.Exec.remaining_ratio`,
505       :py:func:`simgrid.this_actor.exec_async()` and
506       :py:func:`simgrid.Exec.cancel()`.
507
508    .. example-tab:: examples/c/exec-async/exec-async.c
509
510       See also :cpp:func:`sg_actor_exec_init()`,
511       :cpp:func:`sg_exec_start()`,
512       :cpp:func:`sg_exec_wait()`,
513       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining()`,
514       :cpp:func:`sg_exec_get_remaining_ratio()`,
515       :cpp:func:`sg_actor_exec_async()` and
516       :cpp:func:`sg_exec_cancel()`,
517
518 Remote execution
519 ^^^^^^^^^^^^^^^^
520
521 You can start executions on remote hosts, or even change the host on which they occur during their execution.
522
523 .. tabs::
524
525    .. example-tab:: examples/cpp/exec-remote/s4u-exec-remote.cpp
526
527       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Exec::set_host()`.
528
529    .. example-tab:: examples/python/exec-remote/exec-remote.py
530
531       See also :py:attr:`simgrid.Exec.host`.
532
533    .. example-tab:: examples/c/exec-remote/exec-remote.c
534
535       See also :cpp:func:`sg_exec_set_host()`.
536
537 .. _s4u_ex_ptasks:
538
539 Parallel executions
540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
541
542 These objects are convenient abstractions of parallel
543 computational kernels that span over several machines, such as a
544 PDGEM and the other ScaLAPACK routines. Note that this only works
545 with the "ptask_L07" host model (``--cfg=host/model:ptask_L07``).
546
547 This example demonstrates several kinds of parallel tasks: regular
548 ones, communication-only (without computation), computation-only
549 (without communication), synchronization-only (neither
550 communication nor computation). It also shows how to reconfigure a
551 task after its start, to change the number of hosts it runs onto.
552 This allows simulating malleable tasks.
553
554 .. tabs::
555
556    .. example-tab:: examples/cpp/exec-ptask/s4u-exec-ptask.cpp
557
558       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::this_actor::parallel_execute()`.
559
560    .. example-tab:: examples/python/exec-ptask/exec-ptask.py
561
562       See also :ref:`simgrid.this_actor.parallel_execute()`
563
564 .. _s4u_ex_dvfs:
565
566 DVFS and pstates
567 ^^^^^^^^^^^^^^^^
568
569 This example shows how to define a set of pstates in the XML. The current pstate
570 of a host can then be accessed and changed from the program.
571
572 .. tabs::
573
574    .. example-tab:: examples/cpp/exec-dvfs/s4u-exec-dvfs.cpp
575
576       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_pstate_speed` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate`.
577
578    .. example-tab:: examples/c/exec-dvfs/exec-dvfs.c
579
580       See also :cpp:func:`sg_host_get_pstate_speed` and :cpp:func:`sg_host_set_pstate`.
581
582    .. example-tab:: examples/python/exec-dvfs/exec-dvfs.py
583
584       See also :py:func:`simgrid.Host.pstate_speed()` and :py:attr:`simgrid.Host.pstate`.
585
586    .. example-tab:: examples/platforms/energy_platform.xml
587
588       The important parts are in the :ref:`pf_tag_host` tag. The ``pstate`` attribute is the initial pstate while the ``speed`` attribute must
589       be a comma-separated list of values: the speed at each pstate. This platform file also describes the ``wattage_per_state`` and
590       ``wattage_off`` properties, that are used by the :ref:`plugin_host_energy` plugin.
591
592 .. _s4u_ex_disk_io:
593
594 I/O on Disks and Files
595 ----------------------
596
597 SimGrid provides two levels of abstraction to interact with the
598 simulated disks. At the simplest level, you simply create read and
599 write actions on the disk resources.
600
601 Access to raw disk devices
602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
603
604 This example illustrates how to simply read and write data on a simulated disk resource.
605
606 .. tabs::
607
608    .. example-tab:: examples/cpp/io-disk-raw/s4u-io-disk-raw.cpp
609
610    .. example-tab:: examples/c/io-disk-raw/io-disk-raw.c
611
612    .. example-tab:: examples/platforms/hosts_with_disks.xml
613
614       This shows how to declare disks in XML.
615
616 Filesystem plugin
617 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
618
619 The FileSystem plugin provides a more detailed view, with the
620 classical operations over files: open, move, unlink, and of course,
621 read and write. The file and disk sizes are also dealt with and can
622 result in short reads and short writes, as in reality.
623
624   - **File Management:**
625     This example illustrates the use of operations on files
626     (read, write, seek, tell, unlink, etc).
627
628     .. tabs::
629
630        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-system/s4u-io-file-system.cpp
631
632   - **Remote I/O:**
633     I/O operations on files can also be done remotely,
634     i.e. when the accessed disk is not mounted on the caller's host.
635
636     .. tabs::
637
638        .. example-tab:: examples/cpp/io-file-remote/s4u-io-file-remote.cpp
639
640        .. example-tab:: examples/c/io-file-remote/io-file-remote.c
641
642 .. _s4u_ex_IPC:
643
644 Classical synchronization objects
645 ---------------------------------
646
647 Barrier
648 ^^^^^^^
649
650 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Barrier` synchronization objects.
651
652 .. tabs::
653
654    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-barrier/s4u-synchro-barrier.cpp
655
656    .. example-tab:: examples/python/synchro-barrier/synchro-barrier.py
657
658 Condition variable: basic usage
659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
660
661 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::ConditionVariable` synchronization objects.
662
663 .. tabs::
664
665    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable/s4u-synchro-condition-variable.cpp
666
667 Condition variable: timeouts
668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
669
670 Shows how to specify timeouts when blocking on condition variables.
671
672 .. tabs::
673
674    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-condition-variable-waituntil/s4u-synchro-condition-variable-waituntil.cpp
675
676 Mutex
677 ^^^^^
678
679 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Mutex` synchronization objects.
680
681 .. tabs::
682
683    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-mutex/s4u-synchro-mutex.cpp
684
685    .. example-tab:: examples/python/synchro-mutex/synchro-mutex.py
686
687 Semaphore
688 ^^^^^^^^^
689
690 Shows how to use :cpp:type:`simgrid::s4u::Semaphore` synchronization objects.
691
692 .. tabs::
693
694    .. example-tab:: examples/cpp/synchro-semaphore/s4u-synchro-semaphore.cpp
695
696    .. example-tab:: examples/python/synchro-semaphore/synchro-semaphore.py
697
698    .. example-tab:: examples/c/synchro-semaphore/synchro-semaphore.c
699
700 =============================
701 Interacting with the Platform
702 =============================
703
704 User-defined properties
705 -----------------------
706
707 You can attach arbitrary information to most platform elements from the XML file, and then interact with these values from your
708 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
709 your simulation.
710
711 .. tabs::
712
713    .. example-tab:: examples/cpp/platform-properties/s4u-platform-properties.cpp
714
715       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_property()`
716       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_property()`
717       - :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_property()`
718       - :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::get_property()` and :cpp:func:`simgrid::s4u::NetZone::set_property()`
719
720    .. example-tab:: examples/c/platform-properties/platform-properties.c
721
722       - :cpp:func:`sg_actor_get_property_value()`
723       - :cpp:func:`sg_host_get_property_value()` and :cpp:func:sg_host_set_property_value()`
724       - :cpp:func:`sg_zone_get_property_value()` and :cpp:func:`sg_zone_set_property_value()`
725
726    .. group-tab:: XML
727
728       **Platform file:**
729
730       .. showfile:: examples/platforms/prop.xml
731          :language: xml
732
733 Element filtering
734 -----------------
735
736 Retrieving the netzones matching given criteria
737 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
738
739 Shows how to filter the cluster netzones.
740
741 .. tabs::
742
743    .. example-tab:: examples/cpp/routing-get-clusters/s4u-routing-get-clusters.cpp
744
745 Retrieving the list of hosts matching given criteria
746 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
747
748 Shows how to filter the actors that match given criteria.
749
750 .. tabs::
751
752    .. example-tab:: examples/cpp/engine-filtering/s4u-engine-filtering.cpp
753
754 Profiles
755 --------
756
757 Specifying state profiles
758 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
759
760 Shows how to specify when the resources must be turned off and on again, and how to react to such
761 failures in your code. See also :ref:`howto_churn`.
762
763 .. tabs::
764
765    .. example-tab:: examples/cpp/platform-failures/s4u-platform-failures.cpp
766
767    .. example-tab:: examples/c/platform-failures/platform-failures.c
768
769    .. example-tab:: examples/python/platform-failures/platform-failures.py
770
771    .. group-tab:: XML
772
773       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_failures.xml
774          :language: xml
775
776       .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_state.profile
777
778       .. showfile:: examples/platforms/profiles/fafard_state.profile
779
780 Specifying speed profiles
781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
782
783 Shows how to specify an external load to resources, variating their peak speed over time.
784
785    .. tabs::
786
787       .. example-tab:: examples/cpp/platform-profile/s4u-platform-profile.cpp
788
789       .. example-tab:: examples/python/platform-profile/platform-profile.py
790
791       .. group-tab:: XML
792
793          .. showfile:: examples/platforms/small_platform_profile.xml
794             :language: xml
795
796          .. showfile:: examples/platforms/profiles/jupiter_speed.profile
797
798          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_bandwidth.profile
799
800          .. showfile:: examples/platforms/profiles/link1_latency.profile
801
802 Modifying the platform
803 ----------------------
804
805 Serializing communications 
806 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
807
808 This example shows how to limit the amount of communications going through a given link.
809 It is very similar to the other asynchronous communication examples, but messages get serialized by the platform.
810 Without this call to ``Link::set_concurrency_limit(2)``, all messages would be received at the exact same timestamp since
811 they are initiated at the same instant and are of the same size. But with this extra configuration to the link, at most 2 
812 messages can travel through the link at the same time.
813
814 .. tabs::
815
816    .. example-tab:: examples/cpp/platform-comm-serialize/s4u-platform-comm-serialize.cpp
817
818       See also :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_concurrency_limit()`.
819
820    .. example-tab:: examples/python/platform-comm-serialize/platform-comm-serialize.py
821
822       See also :py:func:`simgrid.Link.set_concurrency_limit()`.
823
824 =================
825 Energy Simulation
826 =================
827
828 Setup
829 -----
830
831 Describing the energy profiles in the platform
832 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
833
834 The first platform file contains the energy profile of each link and host for a wired network, which is necessary to get energy consumption
835 predictions. The second platform file is the equivalent for a wireless network. As usual, you should not trust our example, and you should
836 strive to double-check that your instantiation matches your target platform.
837
838 .. tabs::
839
840    .. group-tab:: XML
841
842 .. showfile:: examples/platforms/energy_platform.xml
843    :language: xml
844
845 .. showfile:: examples/platforms/wifi_energy.xml
846    :language: xml
847
848 Usage
849 -----
850
851 CPU energy consumption
852 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
853
854 This example shows how to retrieve the amount of energy consumed by the CPU during computations, and the impact of the pstate.
855
856 .. tabs::
857
858    .. example-tab:: examples/cpp/energy-exec/s4u-energy-exec.cpp
859
860    .. example-tab:: examples/c/energy-exec/energy-exec.c
861
862 Virtual machines consumption
863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
864
865 This example is very similar to the previous one, adding VMs to the picture.
866
867 .. tabs::
868
869    .. example-tab:: examples/cpp/energy-vm/s4u-energy-vm.cpp
870
871    .. example-tab:: examples/c/energy-vm/energy-vm.c
872
873 Wired network energy consumption
874 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
875
876 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wired network during communications.
877
878 .. tabs::
879
880    .. example-tab:: examples/cpp/energy-link/s4u-energy-link.cpp
881
882 WiFi network energy consumption
883 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
884
885 This example shows how to retrieve and display the energy consumed by the wireless network during communications.
886
887 .. tabs::
888
889    .. example-tab:: examples/cpp/energy-wifi/s4u-energy-wifi.cpp
890
891 Modeling the shutdown and boot of hosts
892 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
893
894 Simple example of a model for the energy consumption during the host boot and shutdown periods.
895
896 .. tabs::
897
898    .. example-tab:: examples/platforms/energy_boot.xml
899
900    .. example-tab:: examples/cpp/energy-boot/s4u-energy-boot.cpp
901
902 =======================
903 Tracing and Visualizing
904 =======================
905
906 Tracing can be activated by various configuration options which are illustrated in these examples. See also the
907 :ref:`full list of options related to tracing <tracing_tracing_options>`.
908 The following introduces  some option sets of interest that you may want to pass to your simulators.
909
910 .. todo::
911    These tracing examples should be integrated in the examples to not duplicate the C++ files.
912    A full command line to see the result in the right tool (vite/FrameSoc) should be given along with some screenshots.
913
914 Platform Tracing
915 ----------------
916
917 Basic example
918 ^^^^^^^^^^^^^
919
920 This program is a toy example just loading the platform so that you can play with the platform visualization. Recommended options:
921 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes``
922
923 .. tabs::
924
925    .. example-tab:: examples/cpp/trace-platform/s4u-trace-platform.cpp
926
927 Setting Categories
928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
929
930 This example declares several tracing categories that are used to
931 classify its tasks. When the program is executed, the tracing mechanism
932 registers the resource utilization of hosts and links according to these
933 categories. Recommended options:
934 ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
935
936 .. tabs::
937
938    .. example-tab:: examples/cpp/trace-categories/s4u-trace-categories.cpp
939
940 Master Workers tracing
941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
942
943 This is an augmented version of our basic master/worker example using
944 several tracing features. It traces resource usage, sorted out in several
945 categories; Trace marks and user variables are also used. Recommended
946 options: ``--cfg=tracing/categorized:yes --cfg=tracing/uncategorized:yes``
947
948 .. tabs::
949
950    .. example-tab:: examples/cpp/trace-masterworkers/s4u-trace-masterworkers.cpp
951
952    .. example-tab:: examples/python/app-masterworkers/app-masterworkers.py
953
954 Process migration tracing
955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
956
957 This version is enhanced so that the process migrations can be displayed
958 as arrows in a Gantt-chart visualization. Recommended options to that
959 extend: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/actor:yes``
960
961 .. tabs::
962
963    .. example-tab:: examples/cpp/trace-process-migration/s4u-trace-process-migration.cpp
964
965 Tracing user variables
966 ----------------------
967
968 You can also attach your own variables to any resource described in the platform
969 file. The following examples illustrate this feature.  They have to be run with
970 the following options: ``--cfg=tracing:yes --cfg=tracing/platform:yes``
971
972 Attaching variables to Hosts
973 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
974
975 .. tabs::
976
977    .. example-tab:: examples/cpp/trace-host-user-variables/s4u-trace-host-user-variables.cpp
978
979 Attaching variables to Links
980 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
981
982 The tricky part is that you have to know the name of the link you want to enhance with a variable.
983
984 .. tabs::
985
986    .. example-tab:: examples/cpp/trace-link-user-variables/s4u-trace-link-user-variables.cpp
987
988 Attaching variables to network routes
989 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
990
991 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
992 knowing the name of each specific link.
993
994 .. tabs::
995
996    .. example-tab::  examples/cpp/trace-route-user-variables/s4u-trace-route-user-variables.cpp
997
998 ========================
999 Larger SimGrid Exemplars
1000 ========================
1001
1002 This section contains application examples that are somewhat larger than the previous examples.
1003
1004 Classical examples
1005 ------------------
1006
1007 Token ring
1008 ^^^^^^^^^^
1009
1010 Shows how to implement a classical communication pattern, where a token is exchanged along a ring to reach every participant.
1011
1012 .. tabs::
1013
1014    .. example-tab:: examples/cpp/app-token-ring/s4u-app-token-ring.cpp
1015
1016    .. example-tab:: examples/c/app-token-ring/app-token-ring.c
1017
1018 Master Workers
1019 ^^^^^^^^^^^^^^
1020
1021 Another good old example, where one Master actor has a bunch of tasks to dispatch to a set of several Worker actors.
1022 This example is used in the :ref:`SimGrid tutorial <usecase_simalgo>`.
1023
1024 .. tabs::
1025
1026    .. group-tab:: C++
1027
1028       This example comes in two equivalent variants, one where the actors
1029       are specified as simple functions (which is easier to understand for
1030       newcomers) and one where the actors are specified as classes (which is
1031       more powerful for the users wanting to build their own projects upon
1032       the example).
1033
1034       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-class.cpp
1035          :language: cpp
1036
1037       .. showfile:: examples/cpp/app-masterworkers/s4u-app-masterworkers-fun.cpp
1038          :language: cpp
1039
1040    .. group-tab:: C
1041
1042       .. showfile:: examples/c/app-masterworker/app-masterworker.c
1043          :language: cpp
1044
1045    .. example-tab:: examples/python/app-masterworkers/app-masterworkers.py
1046
1047 Data diffusion
1048 --------------
1049
1050 Bit Torrent
1051 ^^^^^^^^^^^
1052
1053 Classical protocol for Peer-to-Peer data diffusion.
1054
1055 .. tabs::
1056
1057    .. group-tab:: C++
1058
1059       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-bittorrent.cpp
1060          :language: cpp
1061
1062       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-peer.cpp
1063          :language: cpp
1064
1065       .. showfile:: examples/cpp/app-bittorrent/s4u-tracker.cpp
1066          :language: cpp
1067
1068    .. group-tab:: C
1069
1070       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/app-bittorrent.c
1071          :language: cpp
1072
1073       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/bittorrent-peer.c
1074          :language: cpp
1075
1076       .. showfile:: examples/c/app-bittorrent/tracker.c
1077          :language: cpp
1078
1079 Chained Send
1080 ^^^^^^^^^^^^
1081
1082 Data broadcast over a ring of processes.
1083
1084 .. tabs::
1085
1086    .. example-tab:: examples/cpp/app-chainsend/s4u-app-chainsend.cpp
1087
1088    .. group-tab:: C
1089
1090       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/chainsend.c
1091          :language: c
1092
1093       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/broadcaster.c
1094          :language: c
1095
1096       .. showfile:: examples/c/app-chainsend/peer.c
1097          :language: c
1098
1099 Distributed Hash Tables (DHT)
1100 -----------------------------
1101
1102 Chord Protocol
1103 ^^^^^^^^^^^^^^
1104
1105 One of the most famous DHT protocol.
1106
1107 .. tabs::
1108
1109    .. group-tab:: C++
1110
1111       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord.cpp
1112          :language: cpp
1113
1114       .. showfile:: examples/cpp/dht-chord/s4u-dht-chord-node.cpp
1115          :language: cpp
1116
1117 Kademlia
1118 ^^^^^^^^
1119
1120 Another well-known DHT protocol.
1121
1122 .. tabs::
1123
1124    .. group-tab:: C++
1125
1126       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/s4u-dht-kademlia.cpp
1127          :language: cpp
1128
1129       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/routing_table.cpp
1130          :language: cpp
1131
1132       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/answer.cpp
1133          :language: cpp
1134
1135       .. showfile:: examples/cpp/dht-kademlia/node.cpp
1136          :language: cpp
1137
1138    .. group-tab:: C
1139
1140       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/dht-kademlia.c
1141          :language: cpp
1142
1143       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/routing_table.c
1144          :language: cpp
1145
1146       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/answer.c
1147          :language: cpp
1148
1149       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/message.c
1150          :language: cpp
1151
1152       .. showfile:: examples/c/dht-kademlia/node.c
1153          :language: cpp
1154
1155 Pastry
1156 ^^^^^^
1157
1158 Yet another well-known DHT protocol.
1159
1160 .. tabs::
1161
1162    .. example-tab:: examples/c/dht-pastry/dht-pastry.c
1163
1164 .. _s4u_ex_clouds:
1165
1166 Simulating Clouds
1167 -----------------
1168
1169 Cloud basics
1170 ^^^^^^^^^^^^
1171
1172 This example starts some computations both on PMs and VMs and migrates some VMs around.
1173
1174 .. tabs::
1175
1176    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-simple/s4u-cloud-simple.cpp
1177
1178    .. example-tab:: examples/c/cloud-simple/cloud-simple.c
1179
1180 Migrating VMs
1181 ^^^^^^^^^^^^^
1182
1183 This example shows how to migrate VMs between PMs.
1184
1185 .. tabs::
1186
1187    .. example-tab:: examples/cpp/cloud-migration/s4u-cloud-migration.cpp
1188
1189    .. example-tab:: examples/c/cloud-migration/cloud-migration.c
1190
1191 =======================
1192 Model-Related Examples
1193 =======================
1194
1195 ns-3 as a model
1196 ---------------
1197
1198 This simple ping-pong example demonstrates how to use the bindings to the Network
1199 Simulator. The most interesting is probably not the C++ files since
1200 they are unchanged from the other simulations, but the associated files,
1201 such as the platform file to see how to declare a platform to be used
1202 with the ns-3 bindings of SimGrid and the tesh file to see how to
1203 start a simulation in these settings.
1204
1205 .. tabs::
1206
1207    .. example-tab:: examples/cpp/network-ns3/s4u-network-ns3.cpp
1208
1209    .. group-tab:: XML
1210
1211       **Platform files:**
1212
1213       .. showfile:: examples/platforms/small_platform_one_link_routes.xml
1214          :language: xml
1215
1216 WiFi links
1217 ----------
1218
1219 This demonstrates how to declare a wifi zone in your platform and
1220 how to use it in your simulation. For that, you should have a link
1221 whose sharing policy is set to `WIFI`. Such links can have more
1222 than one bandwidth value (separated by commas), corresponding to
1223 the several SNR level of your wifi link.
1224
1225 In this case, SimGrid automatically switches to validated
1226 performance models of wifi networks, where the time is shared
1227 between users instead of the bandwidth for wired links (the
1228 corresponding publication is currently being written).
1229
1230 If your wifi link provides more than one SNR level, you can switch
1231 the level of a given host using
1232 :cpp:func:`simgrid::s4u::Link::set_host_wifi_rate`. By default,
1233 the first level is used.
1234
1235 .. tabs::
1236
1237    .. example-tab:: examples/cpp/network-wifi/s4u-network-wifi.cpp
1238
1239    .. group-tab:: XML
1240
1241       **Platform files:**
1242
1243       .. showfile:: examples/platforms/wifi.xml
1244          :language: xml
1245
1246
1247
1248 ===============
1249 Plugin Examples
1250 ===============
1251
1252 It is possible to extend SimGrid without modifying its internals by
1253 attaching code to the existing signals and by adding extra data to the
1254 simulation objects through extensions. How to do that is not exactly
1255 documented yet, and you should look for examples in the src/plugins
1256 directory.
1257
1258 This section documents how the existing plugins can be used. Remember
1259 that you are very welcome to modify the plugins to fit your needs. It
1260 should be much easier than modifying the SimGrid kernel.
1261
1262 Monitoring the host load
1263 ------------------------
1264
1265 .. tabs::
1266
1267    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-host-load/s4u-plugin-host-load.cpp
1268
1269    .. example-tab:: examples/c/plugin-host-load/plugin-host-load.c
1270
1271 Monitoring the link load
1272 ------------------------
1273
1274 .. tabs::
1275
1276    .. example-tab:: examples/cpp/plugin-link-load/s4u-plugin-link-load.cpp
1277
1278 =======================
1279 Model-Checking Examples
1280 =======================
1281
1282 The model-checker can be used to exhaustively search for issues in the tested application. It must be activated at compile-time, but this
1283 mode is rather experimental in SimGrid (as of v3.25). We are working on it :)
1284
1285 Failing assert
1286 --------------
1287
1288 In this example, two actors send some data to a central server, which asserts that the messages are always received in the same order.
1289 This is wrong, and the model-checker correctly finds a counter-example to that assertion.
1290
1291 .. tabs::
1292
1293    .. example-tab:: examples/cpp/mc-failing-assert/s4u-mc-failing-assert.cpp
1294
1295 .. |br| raw:: html
1296
1297    <br />