src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2014. 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
   9 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  10 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  11                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  12
  13 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  14 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  15
  16 CpuModelPtr surf_cpu_model_pm;
  17 CpuModelPtr surf_cpu_model_vm;
  18 /*************
  19  * Callbacks *
  20  *************/
  21
  22 CpuPtr getActionCpu(CpuActionPtr action) {
  23   return static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  24                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  25                                          action->getVariable(), 0)));
  26 }
  27
  28 surf_callback(void, CpuPtr) cpuCreatedCallbacks;
  29 surf_callback(void, CpuPtr) cpuDestructedCallbacks;
  30 surf_callback(void, CpuPtr, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  31 surf_callback(void, CpuActionPtr, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  32
  33 void cpu_parse_init(sg_platf_host_cbarg_t host){
  34   surf_cpu_model_pm->createCpu(
  35         host->id,
  36         host->power_peak,
  37         host->pstate,
  38         host->power_scale,
  39         host->power_trace,
  40         host->core_amount,
  41         host->initial_state,
  42         host->state_trace,
  43         host->properties);
  44 }
  45
  46 void cpu_add_traces(){
  47   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  48 }
  49
  50 /*********
  51  * Model *
  52  *********/
  53 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  54 {
  55   CpuActionPtr action;
  56   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  57          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  58     action = static_cast<CpuActionPtr>(xbt_heap_pop(getActionHeap()));
  59     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  60 #ifdef HAVE_TRACING
  61     if (TRACE_is_enabled()) {
  62       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  63       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  64                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  65                                       action->getLastUpdate(),
  66                                       now - action->getLastUpdate());
  67     }
  68 #endif
  69
  70     action->finish();
  71     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  72
  73     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  74     action->setRemains(0);
  75     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  76     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  77   }
  78 #ifdef HAVE_TRACING
  79   if (TRACE_is_enabled()) {
  80     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  81     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  82     double smaller = -1;
  83     ActionListPtr actionSet = getRunningActionSet();
  84     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  85        ; it != itend ; ++it) {
  86       action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
  87         if (smaller < 0) {
  88           smaller = action->getLastUpdate();
  89           continue;
  90         }
  91         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  92           smaller = action->getLastUpdate();
  93         }
  94     }
  95     if (smaller > 0) {
  96       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  97     }
  98   }
  99 #endif
 100   return;
 101 }
 102
 103 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
 104 {
 105   CpuActionPtr action = NULL;
 106   ActionListPtr running_actions = getRunningActionSet();
 107
 108   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
 109      ; it != itend ; it=itNext) {
 110         ++itNext;
 111     action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
 112 #ifdef HAVE_TRACING
 113     if (TRACE_is_enabled()) {
 114       CpuPtr x = (CpuPtr) lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
 115                               (getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0));
 116
 117       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 118                                       action->getCategory(),
 119                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 120                                       now - delta,
 121                                       delta);
 122       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 123     }
 124 #endif
 125
 126     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 127
 128
 129     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 130       action->updateMaxDuration(delta);
 131
 132
 133     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 134         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 135       action->finish();
 136       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 137     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 138                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 139       action->finish();
 140       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 141     }
 142   }
 143
 144   return;
 145 }
 146
 147 /************
 148  * Resource *
 149  ************/
 150
 151 Cpu::Cpu(){
 152   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 153 }
 154
 155 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 156                  int core, double powerPeak, double powerScale)
 157  : Resource(model, name, props)
 158  , m_core(core)
 159  , m_powerPeak(powerPeak)
 160  , m_powerScale(powerScale)
 161  , p_constraintCore(NULL)
 162  , p_constraintCoreId(NULL)
 163 {
 164   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 165 }
 166
 167 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 168                  lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 169  : Resource(model, name, props, constraint)
 170  , m_core(core)
 171  , m_powerPeak(powerPeak)
 172  , m_powerScale(powerScale)
 173 {
 174   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 175   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 176   if (core > 1)
 177     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 178
 179   p_constraintCore = NULL;
 180   p_constraintCoreId = NULL;
 181   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 182         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 183         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 184
 185     int i;
 186     for (i = 0; i < core; i++) {
 187       /* just for a unique id, never used as a string. */
 188       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 189       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 190     }
 191   }
 192 }
 193
 194 Cpu::~Cpu(){
 195   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 196   if (p_constraintCoreId){
 197     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 198           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 199     }
 200     xbt_free(p_constraintCore);
 201   }
 202   if (p_constraintCoreId)
 203     xbt_free(p_constraintCoreId);
 204 }
 205
 206 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 207 {
 208   return m_powerPeak;
 209 }
 210
 211 double Cpu::getSpeed(double load)
 212 {
 213   return load * m_powerPeak;
 214 }
 215
 216 double Cpu::getAvailableSpeed()
 217 {
 218 /* number between 0 and 1 */
 219   return m_powerScale;
 220 }
 221
 222 int Cpu::getCore()
 223 {
 224   return m_core;
 225 }
 226
 227 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 228 {
 229   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 230   Resource::setState(state);
 231   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 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 #ifdef HAVE_TRACING
 255     if (TRACE_is_enabled()) {
 256       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 257       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 258     }
 259 #endif
 260     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 261   }
 262
 263   m_lastUpdate = now;
 264   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 265 }
 266
 267 /*
 268  *
 269  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 270  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 271  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 272  * per-core constraint object.
 273  *
 274  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 275  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 276  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 277  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 278  * considering given CPU affinities and task activities.
 279  *
 280  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 281  * multiple cores?
 282  *
 283  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 284  * action object does not have the information about the location where the
 285  * action is being executed.
 286  */
 287 void CpuAction::setAffinity(CpuPtr cpu, unsigned long mask)
 288 {
 289   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 290   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 291
 292   {
 293     unsigned long nbits = 0;
 294
 295     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 296     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 297       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 298       if (has_affinity)
 299         nbits += 1;
 300     }
 301
 302     if (nbits > 1) {
 303       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 304       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 305       DIE_IMPOSSIBLE;
 306     }
 307   }
 308
 309   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 310     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 311     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 312
 313     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 314     if (has_affinity) {
 315       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 316        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 317        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 318        * that future host.
 319        *
 320        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 321        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 322        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 323        * system. But, this will make the system complex. */
 324       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 325       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 326     }
 327   }
 328
 329   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 330     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 331   }
 332   XBT_OUT();
 333 }
 334
 335 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 336   e_surf_action_state_t old = getState();
 337   Action::setState(state);
 338   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 339 }