Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
* Provide func_f and func_fp as now required.
[simgrid.git] / testsuite / surf / simeng_usage.c
1 /*      $Id$     */
2
3 /* A few tests for the maxmin library                                       */
4
5 /* Copyright (c) 2004 Arnaud Legrand. All rights reserved.                  */
6
7 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
8  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
9
10 #ifdef __BORLANDC__
11 #pragma hdrstop
12 #endif
13
14 #include "xbt/sysdep.h"
15 #include "surf/maxmin.h"
16 #include "xbt/log.h"
17 #include "xbt/module.h"
18 #include <math.h>
19
20
21
22 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(surf_test,
23                              "Messages specific for surf example");
24
25 #define PRINT_VAR(var) DEBUG1(#var " = %g",lmm_variable_getvalue(var));
26 #define SHOW_EXPR(expr) DEBUG1(#expr " = %g",expr);
27
28 /*                               */
29 /*        ______                 */
30 /*  ==l1==  L2  ==L3==           */
31 /*        ------                 */
32 /*                               */
33
34 typedef enum {
35   MAXMIN,
36   SDP,
37   LAGRANGE_RENO,
38   LAGRANGE_VEGAS,
39 } method_t;
40
41 static double dichotomy(double func(double), double min, double max,
42                         double min_error)
43 {
44   double middle;
45   double min_func, max_func, middle_func;
46
47   double overall_error = 2 * min_error;
48
49   min_func = func(min);
50   max_func = func(max);
51
52   if ((min_func > 0 && max_func > 0))
53     return min - 1.0;
54   if ((min_func < 0 && max_func < 0))
55     return max + 1.0;
56   if ((min_func > 0 && max_func < 0))
57     abort();
58
59   while (overall_error > min_error) {
60     if ((min_func > 0 && max_func > 0) ||
61         (min_func < 0 && max_func < 0) || (min_func > 0 && max_func < 0)) {
62       abort();
63     }
64
65     middle = (max + min) / 2.0;
66     if ((min == middle) || (max == middle)) {
67       break;
68     }
69     middle_func = func(middle);
70
71     if (middle_func < 0) {
72       min = middle;
73       min_func = middle_func;
74       overall_error = max - middle_func;
75     } else if (middle_func > 0) {
76       max = middle;
77       max_func = middle_func;
78       overall_error = max - middle_func;
79     } else {
80       overall_error = 0;
81     }
82   }
83   return ((min + max) / 2.0);
84 }
85
86 double a_test_1 = 0;
87 double b_test_1 = 0;
88 static double diff_lagrange_test_1(double x)
89 {
90   return -(3 / (1 + 3 * x * x / 2) -
91            3 / (2 * (3 * (a_test_1 - x) * (a_test_1 - x) / 2 + 1)) +
92            3 / (2 *
93                 (3 * (b_test_1 - a_test_1 + x) *
94                  (b_test_1 - a_test_1 + x) / 2 + 1)));
95 }
96
97 void test1(method_t method);
98 void test1(method_t method)
99 {
100   lmm_system_t Sys = NULL;
101   lmm_constraint_t L1 = NULL;
102   lmm_constraint_t L2 = NULL;
103   lmm_constraint_t L3 = NULL;
104
105   lmm_variable_t R_1_2_3 = NULL;
106   lmm_variable_t R_1 = NULL;
107   lmm_variable_t R_2 = NULL;
108   lmm_variable_t R_3 = NULL;
109
110   double a = 1.0, b = 10.0;
111
112   if (method == LAGRANGE_VEGAS)
113     lmm_set_default_protocol_function(func_vegas_f, func_vegas_fp,
114                                       func_vegas_fpi);
115   else if (method == LAGRANGE_RENO)
116     lmm_set_default_protocol_function(func_reno_f, func_reno_fpi,
117                                       func_reno_fpi);
118
119   Sys = lmm_system_new();
120   L1 = lmm_constraint_new(Sys, (void *) "L1", a);
121   L2 = lmm_constraint_new(Sys, (void *) "L2", b);
122   L3 = lmm_constraint_new(Sys, (void *) "L3", a);
123
124   R_1_2_3 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "R 1->2->3", 1.0, -1.0, 3);
125   R_1 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "R 1", 1.0, -1.0, 1);
126   R_2 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "R 2", 1.0, -1.0, 1);
127   R_3 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "R 3", 1.0, -1.0, 1);
128
129   lmm_update_variable_latency(Sys, R_1_2_3, 1.0);
130   lmm_update_variable_latency(Sys, R_1, 1.0);
131   lmm_update_variable_latency(Sys, R_2, 1.0);
132   lmm_update_variable_latency(Sys, R_3, 1.0);
133
134   lmm_expand(Sys, L1, R_1_2_3, 1.0);
135   lmm_expand(Sys, L2, R_1_2_3, 1.0);
136   lmm_expand(Sys, L3, R_1_2_3, 1.0);
137
138   lmm_expand(Sys, L1, R_1, 1.0);
139
140   lmm_expand(Sys, L2, R_2, 1.0);
141
142   lmm_expand(Sys, L3, R_3, 1.0);
143
144
145   if (method == MAXMIN) {
146     lmm_solve(Sys);
147 #ifdef HAVE_SDP
148   } else if (method == SDP) {
149     sdp_solve(Sys);
150 #endif
151   } else if (method == LAGRANGE_VEGAS) {
152     double x = 3 * a / 4 - 3 * b / 8 +
153         sqrt(9 * b * b + 4 * a * a - 4 * a * b) / 8;
154     /* Computed with mupad and D_f=1.0 */
155     double max_deviation = 0.0;
156     if (x > a) {
157       x = a;
158     }
159     if (x < 0) {
160       x = 0;
161     }
162
163     lagrange_solve(Sys);
164
165     max_deviation =
166         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_1) - x));
167     max_deviation =
168         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_3) - x));
169     max_deviation =
170         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_2) - (b - a + x)));
171     max_deviation =
172         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_1_2_3) - (a - x)));
173
174     if (max_deviation > MAXMIN_PRECISION) {
175       WARN1("Max Deviation from optimal solution : %g", max_deviation);
176       WARN1("Found x = %1.20f", x);
177       WARN2("Deviation from optimal solution (R_1 = %g): %1.20f", x,
178             lmm_variable_getvalue(R_1) - x);
179       WARN2("Deviation from optimal solution (R_2 = %g): %1.20f",
180             b - a + x, lmm_variable_getvalue(R_2) - (b - a + x));
181       WARN2("Deviation from optimal solution (R_3 = %g): %1.20f", x,
182             lmm_variable_getvalue(R_3) - x);
183       WARN2("Deviation from optimal solution (R_1_2_3 = %g): %1.20f",
184             a - x, lmm_variable_getvalue(R_1_2_3) - (a - x));
185     }
186   } else if (method == LAGRANGE_RENO) {
187     double x;
188     double max_deviation = 0.0;
189
190     a_test_1 = a;
191     b_test_1 = b;
192     x = dichotomy(diff_lagrange_test_1, 0, a, 1e-8);
193
194     if (x < 0)
195       x = 0;
196     if (x > a)
197       x = a;
198     lagrange_solve(Sys);
199
200     max_deviation =
201         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_1) - x));
202     max_deviation =
203         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_3) - x));
204     max_deviation =
205         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_2) - (b - a + x)));
206     max_deviation =
207         MAX(max_deviation, fabs(lmm_variable_getvalue(R_1_2_3) - (a - x)));
208
209     if (max_deviation > MAXMIN_PRECISION) {
210       WARN1("Max Deviation from optimal solution : %g", max_deviation);
211       WARN1("Found x = %1.20f", x);
212       WARN2("Deviation from optimal solution (R_1 = %g): %1.20f", x,
213             lmm_variable_getvalue(R_1) - x);
214       WARN2("Deviation from optimal solution (R_2 = %g): %1.20f",
215             b - a + x, lmm_variable_getvalue(R_2) - (b - a + x));
216       WARN2("Deviation from optimal solution (R_3 = %g): %1.20f", x,
217             lmm_variable_getvalue(R_3) - x);
218       WARN2("Deviation from optimal solution (R_1_2_3 = %g): %1.20f",
219             a - x, lmm_variable_getvalue(R_1_2_3) - (a - x));
220     }
221   } else {
222     xbt_assert0(0, "Invalid method");
223   }
224
225   PRINT_VAR(R_1_2_3);
226   PRINT_VAR(R_1);
227   PRINT_VAR(R_2);
228   PRINT_VAR(R_3);
229
230   lmm_system_free(Sys);
231 }
232
233 void test2(method_t method);
234 void test2(method_t method)
235 {
236   lmm_system_t Sys = NULL;
237   lmm_constraint_t CPU1 = NULL;
238   lmm_constraint_t CPU2 = NULL;
239
240   lmm_variable_t T1 = NULL;
241   lmm_variable_t T2 = NULL;
242
243
244   if (method == LAGRANGE_VEGAS)
245     lmm_set_default_protocol_function(func_vegas_f, func_vegas_fp,
246                                       func_vegas_fpi);
247   else if (method == LAGRANGE_RENO)
248     lmm_set_default_protocol_function(func_reno_f, func_reno_fp,
249                                       func_reno_fpi);
250
251   Sys = lmm_system_new();
252   CPU1 = lmm_constraint_new(Sys, (void *) "CPU1", 200.0);
253   CPU2 = lmm_constraint_new(Sys, (void *) "CPU2", 100.0);
254
255   T1 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "T1", 1.0, -1.0, 1);
256   T2 = lmm_variable_new(Sys, (void *) "T2", 1.0, -1.0, 1);
257
258   lmm_update_variable_latency(Sys, T1, 1.0);
259   lmm_update_variable_latency(Sys, T2, 1.0);
260
261
262   lmm_expand(Sys, CPU1, T1, 1.0);
263   lmm_expand(Sys, CPU2, T2, 1.0);
264
265
266
267   if (method == MAXMIN) {
268     lmm_solve(Sys);
269 #ifdef HAVE_SDP
270   } else if (method == SDP) {
271     sdp_solve(Sys);
272 #endif
273   } else if (method == LAGRANGE_VEGAS) {
274     lagrange_solve(Sys);
275   } else if (method == LAGRANGE_RENO) {
276     lagrange_solve(Sys);
277   } else {
278     xbt_assert0(0, "Invalid method");
279   }
280
281   PRINT_VAR(T1);
282   PRINT_VAR(T2);
283
284   lmm_system_free(Sys);
285 }
286
287
288
289 void test3(method_t method);
290 void test3(method_t method)
291 {
292   int flows = 11;
293   int links = 10;
294
295   int i = 0;
296   int j = 0;
297
298   double **A;
299
300   lmm_system_t Sys = NULL;
301   lmm_constraint_t *tmp_cnst = NULL;
302   lmm_variable_t *tmp_var = NULL;
303   char **tmp_name;
304
305
306   /*array to add the the constraints of fictiv variables */
307   double B[15] = { 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10,
308
309     1, 1, 1, 1, 1
310   };
311
312   A = (double **) calloc(links + 5, sizeof(double));
313
314   for (i = 0; i < links + 5; i++) {
315     A[i] = (double *) calloc(flows + 5, sizeof(double));
316
317     for (j = 0; j < flows + 5; j++) {
318       A[i][j] = 0.0;
319
320       if (i >= links || j >= flows) {
321         A[i][j] = 0.0;
322       }
323     }
324   }
325
326   /*matrix that store the constraints/topollogy */
327   /*double A[15][16]=
328      {{0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
329      {0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
330      {0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
331      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
332      {1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
333      {1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
334      {1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1,    0, 0, 0, 0, 0},
335      {0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1,    0, 0, 0, 0, 0},
336      {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1,    0, 0, 0, 0, 0},
337      {0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0,    0, 0, 0, 0, 0},
338
339      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    1, 0, 0, 0, 0},
340      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    0, 1, 0, 0, 0},
341      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    0, 0, 1, 0, 0},
342      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    0, 0, 0, 1, 0},
343      {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    0, 0, 0, 0, 1}
344      }; */
345
346   A[0][1] = 1.0;
347   A[0][7] = 1.0;
348
349   A[1][1] = 1.0;
350   A[1][7] = 1.0;
351   A[1][8] = 1.0;
352
353   A[2][1] = 1.0;
354   A[2][8] = 1.0;
355
356   A[2][1] = 1.0;
357   A[2][8] = 1.0;
358
359   A[3][8] = 1.0;
360
361   A[4][0] = 1.0;
362   A[4][3] = 1.0;
363   A[4][9] = 1.0;
364
365   A[5][0] = 1.0;
366   A[5][3] = 1.0;
367   A[5][4] = 1.0;
368   A[5][9] = 1.0;
369
370   A[6][0] = 1.0;
371   A[6][4] = 1.0;
372   A[6][9] = 1.0;
373   A[6][10] = 1.0;
374
375   A[7][2] = 1.0;
376   A[7][4] = 1.0;
377   A[7][6] = 1.0;
378   A[7][9] = 1.0;
379   A[7][10] = 1.0;
380
381   A[8][2] = 1.0;
382   A[8][10] = 1.0;
383
384   A[9][5] = 1.0;
385   A[9][6] = 1.0;
386   A[9][9] = 1.0;
387
388
389   A[10][11] = 1.0;
390   A[11][12] = 1.0;
391   A[12][13] = 1.0;
392   A[13][14] = 1.0;
393   A[14][15] = 1.0;
394
395
396   if (method == LAGRANGE_VEGAS)
397     lmm_set_default_protocol_function(func_vegas_f, func_vegas_fp,
398                                       func_vegas_fpi);
399   else if (method == LAGRANGE_RENO)
400     lmm_set_default_protocol_function(func_reno_f, func_reno_fp,
401                                       func_reno_fpi);
402
403   Sys = lmm_system_new();
404
405
406
407   tmp_name = (char **) calloc(31, sizeof(char *));
408   for (i = 0; i < 31; i++) {
409     tmp_name[i] = (char *) calloc(10, sizeof(char));
410   }
411
412   /*
413    * Creates the constraints
414    */
415   tmp_cnst = calloc(15, sizeof(lmm_constraint_t));
416   for (i = 0; i < 15; i++) {
417     sprintf(tmp_name[i], "C_%03d", i);
418     tmp_cnst[i] = lmm_constraint_new(Sys, (void *) tmp_name[i], B[i]);
419   }
420
421
422   /*
423    * Creates the variables
424    */
425   tmp_var = calloc(16, sizeof(lmm_variable_t));
426   for (j = 0; j < 16; j++) {
427     sprintf(tmp_name[i + j], "X_%03d", j);
428     tmp_var[j] =
429         lmm_variable_new(Sys, (void *) tmp_name[i + j], 1.0, -1.0, 15);
430     lmm_update_variable_latency(Sys, tmp_var[j], 1.0);
431   }
432
433   /*
434    * Link constraints and variables
435    */
436   for (i = 0; i < 15; i++) {
437     for (j = 0; j < 16; j++) {
438       if (A[i][j]) {
439         lmm_expand(Sys, tmp_cnst[i], tmp_var[j], 1.0);
440       }
441     }
442   }
443
444
445
446   if (method == MAXMIN) {
447     lmm_solve(Sys);
448 #ifdef HAVE_SDP
449   } else if (method == SDP) {
450     sdp_solve(Sys);
451 #endif
452   } else if (method == LAGRANGE_VEGAS) {
453     lagrange_solve(Sys);
454   } else if (method == LAGRANGE_RENO) {
455     lagrange_solve(Sys);
456   } else {
457     xbt_assert0(0, "Invalid method");
458   }
459
460   for (j = 0; j < 16; j++) {
461     PRINT_VAR(tmp_var[j]);
462   }
463
464   free(tmp_var);
465   free(tmp_cnst);
466   free(tmp_name);
467   lmm_system_free(Sys);
468 }
469
470 #ifdef __BORLANDC__
471 #pragma argsused
472 #endif
473
474 int main(int argc, char **argv)
475 {
476   xbt_init(&argc, argv);
477
478
479   DEBUG0("**************************** ");
480   DEBUG0("*****                  ***** ");
481   DEBUG0("*****      TEST 1      ***** ");
482   DEBUG0("*****                  ***** ");
483   DEBUG0("**************************** ");
484
485
486   DEBUG0("***** Test 1 (Max-Min) ***** ");
487   test1(MAXMIN);
488 #ifdef HAVE_SDP
489   DEBUG0("***** Test 1 (SDP) ***** ");
490   test1(SDP);
491 #endif
492   DEBUG0("***** Test 1 (Lagrange - Vegas) ***** ");
493   test1(LAGRANGE_VEGAS);
494   DEBUG0("***** Test 1 (Lagrange - Reno) ***** ");
495   test1(LAGRANGE_RENO);
496
497
498   DEBUG0("**************************** ");
499   DEBUG0("*****                  ***** ");
500   DEBUG0("*****      TEST 2      ***** ");
501   DEBUG0("*****                  ***** ");
502   DEBUG0("**************************** ");
503
504
505   DEBUG0("***** Test 2 (Max-Min) ***** ");
506   test2(MAXMIN);
507 #ifdef HAVE_SDP
508   DEBUG0("***** Test 2 (SDP) ***** ");
509   test2(SDP);
510 #endif
511   DEBUG0("***** Test 2 (Lagrange - Vegas) ***** ");
512   test2(LAGRANGE_VEGAS);
513   DEBUG0("***** Test 2 (Lagrange - Reno) ***** ");
514   test2(LAGRANGE_RENO);
515
516
517
518   DEBUG0("**************************** ");
519   DEBUG0("*****                  ***** ");
520   DEBUG0("*****      TEST 3      ***** ");
521   DEBUG0("*****                  ***** ");
522   DEBUG0("**************************** ");
523
524
525   DEBUG0("***** Test 3 (Max-Min) ***** ");
526   test3(MAXMIN);
527 #ifdef HAVE_SDP
528   DEBUG0("***** Test 3 (SDP) ***** ");
529   test3(SDP);
530 #endif
531   DEBUG0("***** Test 3 (Lagrange - Vegas) ***** ");
532   test3(LAGRANGE_VEGAS);
533   DEBUG0("***** Test 3 (Lagrange - Reno) ***** ");
534   test3(LAGRANGE_RENO);
535
536   return 0;
537 }