src/surf/network_ib.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2018. 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 "src/surf/network_ib.hpp"
   7 #include "simgrid/sg_config.hpp"
   8 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
   9 #include "src/surf/xml/platf.hpp"
  10 #include "surf/surf.hpp"
  11
  12 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  14
  15 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_network);
  16
  17 static void IB_create_host_callback(simgrid::s4u::Host& host){
  18   using simgrid::surf::NetworkIBModel;
  19   using simgrid::surf::IBNode;
  20
  21   static int id=0;
  22   // pour t->id -> rajouter une nouvelle struct dans le dict, pour stocker les comms actives
  23
  24   IBNode* act = new IBNode(id);
  25
  26   id++;
  27   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_nodes.insert({host.get_name(), act});
  28 }
  29
  30 static void IB_action_state_changed_callback(simgrid::surf::NetworkAction* action)
  31 {
  32   using simgrid::surf::NetworkIBModel;
  33   using simgrid::surf::IBNode;
  34
  35   if (action->get_state() != simgrid::kernel::resource::Action::State::done)
  36     return;
  37   std::pair<IBNode*,IBNode*> pair = ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms[action];
  38   XBT_DEBUG("IB callback - action %p finished", action);
  39
  40   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->updateIBfactors(action, pair.first, pair.second, 1);
  41
  42   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms.erase(action);
  43
  44 }
  45
  46 static void IB_action_init_callback(simgrid::surf::NetworkAction* action, simgrid::s4u::Host* src,
  47                                     simgrid::s4u::Host* dst)
  48 {
  49   simgrid::surf::NetworkIBModel* ibModel = (simgrid::surf::NetworkIBModel*)surf_network_model;
  50   simgrid::surf::IBNode* act_src;
  51   simgrid::surf::IBNode* act_dst;
  52
  53   auto asrc = ibModel->active_nodes.find(src->get_name());
  54   if (asrc != ibModel->active_nodes.end()) {
  55     act_src = asrc->second;
  56   } else {
  57     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + src->get_cname() + "' active comms !");
  58   }
  59
  60   auto adst = ibModel->active_nodes.find(dst->get_name());
  61   if (adst != ibModel->active_nodes.end()) {
  62     act_dst = adst->second;
  63   } else {
  64     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + dst->get_cname() + "' active comms !");
  65   }
  66
  67   ibModel->active_comms[action]=std::make_pair(act_src, act_dst);
  68
  69   ibModel->updateIBfactors(action, act_src, act_dst, 0);
  70 }
  71
  72 /*********
  73  * Model *
  74  *********/
  75
  76 /************************************************************************/
  77 /* New model based on MPI contention model for Infiniband platforms */
  78 /************************************************************************/
  79 /* @Inproceedings{mescal_vienne_phd, */
  80 /*  author={Jérôme Vienne}, */
  81 /*  title={prédiction de performances d’applications de calcul haute performance sur réseau Infiniband}, */
  82 /*  address={Grenoble FRANCE}, */
  83 /*  month=june, */
  84 /*  year={2010} */
  85 /*  } */
  86 void surf_network_model_init_IB()
  87 {
  88   if (surf_network_model)
  89     return;
  90
  91   surf_network_model = new simgrid::surf::NetworkIBModel();
  92   all_existing_models->push_back(surf_network_model);
  93   simgrid::s4u::Link::onCommunicationStateChange.connect(IB_action_state_changed_callback);
  94   simgrid::s4u::Link::onCommunicate.connect(IB_action_init_callback);
  95   simgrid::s4u::Host::onCreation.connect(IB_create_host_callback);
  96   xbt_cfg_setdefault_double("network/weight-S", 8775);
  97
  98 }
  99
 100 namespace simgrid {
 101 namespace surf {
 102
 103 NetworkIBModel::NetworkIBModel() : NetworkSmpiModel()
 104 {
 105   std::string IB_factors_string = xbt_cfg_get_string("smpi/IB-penalty-factors");
 106   std::vector<std::string> radical_elements;
 107   boost::split(radical_elements, IB_factors_string, boost::is_any_of(";"));
 108
 109   surf_parse_assert(radical_elements.size() == 3, "smpi/IB-penalty-factors should be provided and contain 3 "
 110                                                   "elements, semi-colon separated. Example: 0.965;0.925;1.35");
 111
 112   try {
 113     Be = std::stod(radical_elements.front());
 114   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 115     throw std::invalid_argument(std::string("First part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 116   }
 117
 118   try {
 119     Bs = std::stod(radical_elements.at(1));
 120   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 121     throw std::invalid_argument(std::string("Second part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 122   }
 123
 124   try {
 125     ys = std::stod(radical_elements.back());
 126   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 127     throw std::invalid_argument(std::string("Third part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 128   }
 129 }
 130
 131 NetworkIBModel::~NetworkIBModel()
 132 {
 133   for (auto const& instance : active_nodes)
 134     delete instance.second;
 135 }
 136
 137 void NetworkIBModel::computeIBfactors(IBNode* root)
 138 {
 139   double num_comm_out    = static_cast<double>(root->ActiveCommsUp.size());
 140   double max_penalty_out = 0.0;
 141   // first, compute all outbound penalties to get their max
 142   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 143     double my_penalty_out = 1.0;
 144
 145     if (num_comm_out != 1) {
 146       if ((*it)->destination->nbActiveCommsDown > 2) // number of comms sent to the receiving node
 147         my_penalty_out = num_comm_out * Bs * ys;
 148       else
 149         my_penalty_out = num_comm_out * Bs;
 150     }
 151
 152     max_penalty_out = std::max(max_penalty_out, my_penalty_out);
 153   }
 154
 155   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 156     // compute inbound penalty
 157     double my_penalty_in = 1.0;
 158     int nb_comms         = (*it)->destination->nbActiveCommsDown; // total number of incoming comms
 159     if (nb_comms != 1)
 160       my_penalty_in = ((*it)->destination->ActiveCommsDown)[root]        // number of comm sent to dest by root node
 161                       * Be * (*it)->destination->ActiveCommsDown.size(); // number of different nodes sending to dest
 162
 163     double penalty = std::max(my_penalty_in, max_penalty_out);
 164
 165     double rate_before_update = (*it)->action->get_bound();
 166     // save initial rate of the action
 167     if ((*it)->init_rate == -1)
 168       (*it)->init_rate = rate_before_update;
 169
 170     double penalized_bw = num_comm_out ? (*it)->init_rate / penalty : (*it)->init_rate;
 171
 172     if (not double_equals(penalized_bw, rate_before_update, sg_surf_precision)) {
 173       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty updated : bw now %f, before %f , initial rate %f", root->id,
 174                 (*it)->destination->id, (*it)->action, penalized_bw, (*it)->action->get_bound(), (*it)->init_rate);
 175       get_maxmin_system()->update_variable_bound((*it)->action->get_variable(), penalized_bw);
 176     } else {
 177       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty not updated : bw %f, initial rate %f", root->id, (*it)->destination->id,
 178                 (*it)->action, penalized_bw, (*it)->init_rate);
 179     }
 180   }
 181   XBT_DEBUG("Finished computing IB penalties");
 182 }
 183
 184 void NetworkIBModel::updateIBfactors_rec(IBNode* root, std::vector<bool>& updatedlist)
 185 {
 186   if (not updatedlist[root->id]) {
 187     XBT_DEBUG("IB - Updating rec %d", root->id);
 188     computeIBfactors(root);
 189     updatedlist[root->id] = true;
 190     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 191       if (not updatedlist[(*it)->destination->id])
 192         updateIBfactors_rec((*it)->destination, updatedlist);
 193     }
 194     for (std::map<IBNode*, int>::iterator it = root->ActiveCommsDown.begin(); it != root->ActiveCommsDown.end(); ++it) {
 195       if (not updatedlist[it->first->id])
 196         updateIBfactors_rec(it->first, updatedlist);
 197     }
 198   }
 199 }
 200
 201 void NetworkIBModel::updateIBfactors(NetworkAction* action, IBNode* from, IBNode* to, int remove)
 202 {
 203   if (from == to) // disregard local comms (should use loopback)
 204     return;
 205
 206   ActiveComm* comm = nullptr;
 207   if (remove) {
 208     if (to->ActiveCommsDown[from] == 1)
 209       to->ActiveCommsDown.erase(from);
 210     else
 211       to->ActiveCommsDown[from] -= 1;
 212
 213     to->nbActiveCommsDown--;
 214     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = from->ActiveCommsUp.begin(); it != from->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 215       if ((*it)->action == action) {
 216         comm = (*it);
 217         from->ActiveCommsUp.erase(it);
 218         break;
 219       }
 220     }
 221     action->unref();
 222   } else {
 223     action->ref();
 224     ActiveComm* comm  = new ActiveComm();
 225     comm->action      = action;
 226     comm->destination = to;
 227     from->ActiveCommsUp.push_back(comm);
 228
 229     to->ActiveCommsDown[from] += 1;
 230     to->nbActiveCommsDown++;
 231   }
 232   XBT_DEBUG("IB - Updating %d", from->id);
 233   std::vector<bool> updated(active_nodes.size(), false);
 234   updateIBfactors_rec(from, updated);
 235   XBT_DEBUG("IB - Finished updating %d", from->id);
 236   delete comm;
 237 }
 238 }
 239 }