src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2015. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #include "cpu_interface.hpp"
   8 #include "plugins/energy.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  12                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  13
  14 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  15 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  16
  17 simgrid::surf::CpuModel *surf_cpu_model_pm;
  18 simgrid::surf::CpuModel *surf_cpu_model_vm;
  19
  20 namespace simgrid {
  21 namespace surf {
  22
  23 simgrid::xbt::Extension<simgrid::Host, Cpu> Cpu::EXTENSION_ID;
  24
  25 void Cpu::classInit()
  26 {
  27   if (!EXTENSION_ID.valid())
  28     EXTENSION_ID = simgrid::Host::extension_create<simgrid::surf::Cpu>();
  29 }
  30
  31 /*************
  32  * Callbacks *
  33  *************/
  34
  35 Cpu *getActionCpu(CpuAction *action) {
  36   return static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  37                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  38                                          action->getVariable(), 0)));
  39 }
  40
  41 simgrid::surf::signal<void(CpuAction*, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t)> cpuActionStateChangedCallbacks;
  42
  43 void cpu_add_traces(){
  44   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  45 }
  46
  47 /*********
  48  * Model *
  49  *********/
  50
  51 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  52 {
  53   CpuAction *action;
  54   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  55          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  56     action = static_cast<CpuAction*>(xbt_heap_pop(getActionHeap()));
  57     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  58     if (TRACE_is_enabled()) {
  59       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  60       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  61                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  62                                       action->getLastUpdate(),
  63                                       now - action->getLastUpdate());
  64     }
  65
  66     action->finish();
  67     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  68
  69     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  70     action->setRemains(0);
  71     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  72     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  73   }
  74   if (TRACE_is_enabled()) {
  75     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  76     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  77     double smaller = -1;
  78     ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  79     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  80        ; it != itend ; ++it) {
  81       action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
  82         if (smaller < 0) {
  83           smaller = action->getLastUpdate();
  84           continue;
  85         }
  86         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  87           smaller = action->getLastUpdate();
  88         }
  89     }
  90     if (smaller > 0) {
  91       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  92     }
  93   }
  94   return;
  95 }
  96
  97 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
  98 {
  99   CpuAction *action = NULL;
 100   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
 101
 102   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
 103      ; it != itend ; it=itNext) {
 104         ++itNext;
 105     action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
 106     if (TRACE_is_enabled()) {
 107       Cpu *x = static_cast<Cpu*> (lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)) );
 108
 109       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 110                                       action->getCategory(),
 111                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 112                                       now - delta,
 113                                       delta);
 114       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 115     }
 116
 117     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 118
 119
 120     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 121       action->updateMaxDuration(delta);
 122
 123
 124     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 125         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 126       action->finish();
 127       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 128     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 129                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 130       action->finish();
 131       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 132     }
 133   }
 134
 135   return;
 136 }
 137
 138 /************
 139  * Resource *
 140  ************/
 141 Cpu::Cpu()
 142 {
 143 }
 144
 145
 146 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name,
 147          int core, double speedPeak, double speedScale,
 148          e_surf_resource_state_t stateInitial)
 149  : Resource(model, name, stateInitial)
 150  , m_core(core)
 151  , m_speedPeak(speedPeak)
 152  , m_speedScale(speedScale)
 153 {
 154
 155 }
 156
 157 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name,
 158         lmm_constraint_t constraint, int core, double speedPeak,
 159         double speedScale, e_surf_resource_state_t stateInitial)
 160  : Resource(model, name, constraint, stateInitial)
 161  , m_core(core)
 162  , m_speedPeak(speedPeak)
 163  , m_speedScale(speedScale)
 164 {
 165   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 166   if (core > 1)
 167     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 168
 169   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 170         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 171         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 172
 173     int i;
 174     for (i = 0; i < core; i++) {
 175       /* just for a unique id, never used as a string. */
 176       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 177       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_speedScale * m_speedPeak);
 178     }
 179   }
 180 }
 181
 182 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name,
 183   lmm_constraint_t constraint, int core, double speedPeak, double speedScale)
 184 : Cpu(model, name, constraint, core, speedPeak, speedScale, SURF_RESOURCE_ON)
 185 {}
 186
 187 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name,
 188   int core, double speedPeak, double speedScale)
 189 : Cpu(model, name, core, speedPeak, speedScale, SURF_RESOURCE_ON)
 190 {}
 191
 192 Cpu::~Cpu()
 193 {
 194   if (p_constraintCoreId){
 195     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 196           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 197     }
 198     xbt_free(p_constraintCore);
 199   }
 200   if (p_constraintCoreId)
 201     xbt_free(p_constraintCoreId);
 202 }
 203
 204 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 205 {
 206   return m_speedPeak;
 207 }
 208
 209 double Cpu::getSpeed(double load)
 210 {
 211   return load * m_speedPeak;
 212 }
 213
 214 double Cpu::getAvailableSpeed()
 215 {
 216 /* number between 0 and 1 */
 217   return m_speedScale;
 218 }
 219
 220 int Cpu::getCore()
 221 {
 222   return m_core;
 223 }
 224
 225 void Cpu::plug(simgrid::Host* host)
 226 {
 227   if (this->m_host != nullptr)
 228     xbt_die("Already plugged into host %s", host->id().c_str());
 229   host->extension_set(this);
 230   this->m_host = host;
 231 }
 232
 233 /**********
 234  * Action *
 235  **********/
 236
 237 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 238 {
 239   double delta = 0.0;
 240
 241   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 242       "You're updating an action that is not running.");
 243
 244   /* bogus priority, skip it */
 245   xbt_assert(getPriority() > 0,
 246       "You're updating an action that seems suspended.");
 247
 248   delta = now - m_lastUpdate;
 249
 250   if (m_remains > 0) {
 251     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 252     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 253
 254     if (TRACE_is_enabled()) {
 255       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 256       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 257     }
 258     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 259   }
 260
 261   m_lastUpdate = now;
 262   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 263 }
 264
 265 /*
 266  *
 267  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 268  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 269  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 270  * per-core constraint object.
 271  *
 272  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 273  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 274  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 275  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 276  * considering given CPU affinities and task activities.
 277  *
 278  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 279  * multiple cores?
 280  *
 281  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 282  * action object does not have the information about the location where the
 283  * action is being executed.
 284  */
 285 void CpuAction::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask)
 286 {
 287   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 288   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 289
 290   {
 291     unsigned long nbits = 0;
 292
 293     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 294     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 295       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 296       if (has_affinity)
 297         nbits += 1;
 298     }
 299
 300     if (nbits > 1) {
 301       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 302       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 303       DIE_IMPOSSIBLE;
 304     }
 305   }
 306
 307   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 308     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 309     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 310
 311     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 312     if (has_affinity) {
 313       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 314        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 315        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 316        * that future host.
 317        *
 318        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 319        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 320        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 321        * system. But, this will make the system complex. */
 322       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 323       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 324     }
 325   }
 326
 327   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 328     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 329   }
 330   XBT_OUT();
 331 }
 332
 333 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 334   e_surf_action_state_t old = getState();
 335   Action::setState(state);
 336   cpuActionStateChangedCallbacks(this, old, state);
 337 }
 338
 339 }
 340 }