src/surf/plugins/host_load.cpp

   1 /* Copyright (c) 2010-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "simgrid/plugins/load.h"
   7 #include "simgrid/simix.hpp"
   8 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
   9 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  10
  11 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
  12
  13 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  14 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  15 #include <string>
  16 #include <utility>
  17 #include <vector>
  18
  19 /** @addtogroup plugin_load
  20
  21 This plugin makes it very simple for users to obtain the current load for each host.
  22
  23 */
  24
  25 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_plugin_load, surf, "Logging specific to the HostLoad plugin");
  26
  27 namespace simgrid {
  28 namespace plugin {
  29
  30 class HostLoad {
  31 public:
  32   static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostLoad> EXTENSION_ID;
  33
  34   explicit HostLoad(simgrid::s4u::Host* ptr);
  35   ~HostLoad();
  36
  37   double getCurrentLoad();
  38   double getComputedFlops();
  39   double getAverageLoad();
  40   double getIdleTime();
  41   void update();
  42   void reset();
  43
  44 private:
  45   simgrid::s4u::Host* host = nullptr;
  46   double last_updated      = 0;
  47   double last_reset        = 0;
  48   double current_speed     = 0;
  49   double current_flops     = 0;
  50   double computed_flops    = 0;
  51   double idle_time         = 0;
  52   double theor_max_flops   = 0;
  53   bool   was_prev_idle     = true; /* A host is idle at the beginning */
  54 };
  55
  56 simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostLoad> HostLoad::EXTENSION_ID;
  57
  58 HostLoad::HostLoad(simgrid::s4u::Host* ptr)
  59     : host(ptr)
  60     , last_updated(surf_get_clock())
  61     , last_reset(surf_get_clock())
  62     , current_speed(host->getSpeed())
  63     , current_flops(host->pimpl_cpu->get_constraint()->get_usage())
  64     , theor_max_flops(0)
  65     , was_prev_idle(current_flops == 0)
  66 {
  67 }
  68
  69 HostLoad::~HostLoad() = default;
  70
  71 void HostLoad::update()
  72 {
  73   double now = surf_get_clock();
  74
  75   /* Current flop per second computed by the cpu; current_flops = k * pstate_speed_in_flops, k \in {0, 1, ..., cores}
  76    * number of active cores */
  77   current_flops = host->pimpl_cpu->get_constraint()->get_usage();
  78
  79   /* flops == pstate_speed * cores_being_currently_used */
  80   computed_flops += (now - last_updated) * current_flops;
  81
  82   if (was_prev_idle) {
  83     idle_time += (now - last_updated);
  84   }
  85
  86   theor_max_flops += current_speed * host->getCoreCount() * (now - last_updated);
  87   current_speed    = host->getSpeed();
  88   last_updated     = now;
  89   was_prev_idle    = (current_flops == 0);
  90 }
  91
  92 /**
  93  * WARNING: This function does not guarantee that you have the real load at any time
  94  * imagine all actions on your CPU terminate at time t. Your load is then 0. Then
  95  * you query the load (still 0) and then another action starts (still at time t!).
  96  * This means that the load was never really 0 (because the time didn't advance) but
  97  * it will still be reported as 0.
  98  *
  99  * So, use at your own risk.
 100  */
 101 double HostLoad::getCurrentLoad()
 102 {
 103   // We don't need to call update() here because it is called everytime an
 104   // action terminates or starts
 105   // FIXME: Can this happen at the same time? stop -> call to getCurrentLoad, load = 0 -> next action starts?
 106   return current_flops / static_cast<double>(host->getSpeed() * host->getCoreCount());
 107 }
 108
 109 /**
 110  * Return idle time since last reset
 111  */
 112 double HostLoad::getIdleTime() {
 113   return idle_time;
 114 }
 115
 116 double HostLoad::getAverageLoad()
 117 {
 118   if (theor_max_flops == 0) { // Avoid division by 0
 119     return 0;
 120   }
 121
 122   return computed_flops / theor_max_flops;
 123 }
 124
 125 double HostLoad::getComputedFlops()
 126 {
 127   return computed_flops;
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Resets the counters
 132  */
 133 void HostLoad::reset()
 134 {
 135   last_updated    = surf_get_clock();
 136   last_reset      = surf_get_clock();
 137   idle_time       = 0;
 138   computed_flops  = 0;
 139   theor_max_flops = 0;
 140   current_flops   = host->pimpl_cpu->get_constraint()->get_usage();
 141   current_speed   = host->getSpeed();
 142   was_prev_idle   = (current_flops == 0);
 143 }
 144 }
 145 }
 146
 147 using simgrid::plugin::HostLoad;
 148
 149 /* **************************** events  callback *************************** */
 150 /* This callback is fired either when the host changes its state (on/off) or its speed
 151  * (because the user changed the pstate, or because of external trace events) */
 152 static void onHostChange(simgrid::s4u::Host& host)
 153 {
 154   if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(&host)) // Ignore virtual machines
 155     return;
 156
 157   host.extension<HostLoad>()->update();
 158 }
 159
 160 /* This callback is called when an action (computation, idle, ...) terminates */
 161 static void onActionStateChange(simgrid::surf::CpuAction* action, simgrid::kernel::resource::Action::State /*previous*/)
 162 {
 163   for (simgrid::surf::Cpu* const& cpu : action->cpus()) {
 164     simgrid::s4u::Host* host = cpu->getHost();
 165
 166     if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(host)) // Ignore virtual machines
 167       return;
 168
 169     if (host != nullptr) {
 170       host->extension<HostLoad>()->update();
 171     }
 172   }
 173 }
 174
 175 /* **************************** Public interface *************************** */
 176
 177 /** \ingroup plugin_load
 178  * \brief Initializes the HostLoad plugin
 179  * \details The HostLoad plugin provides an API to get the current load of each host.
 180  */
 181 void sg_host_load_plugin_init()
 182 {
 183   if (HostLoad::EXTENSION_ID.valid())
 184     return;
 185
 186   HostLoad::EXTENSION_ID = simgrid::s4u::Host::extension_create<HostLoad>();
 187
 188   /* When attaching a callback into a signal, you can use a lambda as follows, or a regular function as done below */
 189
 190   simgrid::s4u::Host::onCreation.connect([](simgrid::s4u::Host& host) {
 191     if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(&host)) // Ignore virtual machines
 192       return;
 193     host.extension_set(new HostLoad(&host));
 194   });
 195
 196   simgrid::surf::CpuAction::onStateChange.connect(&onActionStateChange);
 197   simgrid::s4u::Host::onStateChange.connect(&onHostChange);
 198   simgrid::s4u::Host::onSpeedChange.connect(&onHostChange);
 199 }
 200
 201 /** @brief Returns the current load of the host passed as argument
 202  *
 203  *  See also @ref plugin_load
 204  */
 205 double sg_host_get_current_load(sg_host_t host)
 206 {
 207   xbt_assert(HostLoad::EXTENSION_ID.valid(),
 208              "The Load plugin is not active. Please call sg_host_load_plugin_init() during initialization.");
 209
 210   return host->extension<HostLoad>()->getCurrentLoad();
 211 }
 212
 213 /** @brief Returns the current load of the host passed as argument
 214  *
 215  *  See also @ref plugin_load
 216  */
 217 double sg_host_get_avg_load(sg_host_t host)
 218 {
 219   xbt_assert(HostLoad::EXTENSION_ID.valid(),
 220              "The Load plugin is not active. Please call sg_host_load_plugin_init() during initialization.");
 221
 222   return host->extension<HostLoad>()->getAverageLoad();
 223 }
 224
 225 /** @brief Returns the time this host was idle since the last reset
 226  *
 227  *  See also @ref plugin_load
 228  */
 229 double sg_host_get_idle_time(sg_host_t host)
 230 {
 231   xbt_assert(HostLoad::EXTENSION_ID.valid(),
 232              "The Load plugin is not active. Please call sg_host_load_plugin_init() during initialization.");
 233
 234   return host->extension<HostLoad>()->getIdleTime();
 235 }
 236
 237 double sg_host_get_computed_flops(sg_host_t host)
 238 {
 239   xbt_assert(HostLoad::EXTENSION_ID.valid(),
 240              "The Load plugin is not active. Please call sg_host_load_plugin_init() during initialization.");
 241
 242   return host->extension<HostLoad>()->getComputedFlops();
 243 }
 244
 245 void sg_host_load_reset(sg_host_t host)
 246 {
 247   xbt_assert(HostLoad::EXTENSION_ID.valid(),
 248              "The Load plugin is not active. Please call sg_host_load_plugin_init() during initialization.");
 249
 250   host->extension<HostLoad>()->reset();
 251 }