src/surf/AsClusterDragonfly.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2016. 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/AsClusterDragonfly.hpp"
   7 #include "src/surf/network_interface.hpp"
   8 #include "src/surf/xml/platf.hpp" // FIXME: move that back to the parsing area
   9
  10 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  11 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_route_cluster_dragonfly, surf_route_cluster, "Dragonfly Routing part of surf");
  14
  15
  16
  17 namespace simgrid {
  18 namespace routing {
  19
  20 AsClusterDragonfly::AsClusterDragonfly(const char*name)
  21   : AsCluster(name) {
  22 }
  23
  24 AsClusterDragonfly::~AsClusterDragonfly() {
  25
  26   if(this->routers_!=nullptr){
  27     unsigned int i;
  28     for (i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;i++)
  29         delete(routers_[i]);
  30     xbt_free(routers_);
  31   }
  32 }
  33
  34 unsigned int *AsClusterDragonfly::rankId_to_coords(int rankId)
  35 {
  36
  37   //coords : group, chassis, blade, node
  38   unsigned int *coords = (unsigned int *) malloc(4 * sizeof(unsigned int));
  39   coords[0] = rankId/ (numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  40   rankId=rankId%(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  41   coords[1] = rankId/ (numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  42   rankId=rankId%(numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  43   coords[2] = rankId/ numNodesPerBlade_;
  44   coords[3]=rankId%numNodesPerBlade_;
  45
  46   return coords;
  47 }
  48
  49 void AsClusterDragonfly::parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster) {
  50   std::vector<std::string> parameters;
  51   std::vector<std::string> tmp;
  52   boost::split(parameters, cluster->topo_parameters, boost::is_any_of(";"));
  53
  54   // TODO : we have to check for zeros and negative numbers, or it might crash
  55   if (parameters.size() != 4){
  56     surf_parse_error("Dragonfly are defined by the number of groups, chassiss per groups, blades per chassis, nodes per blade");
  57   }
  58
  59   // Blue network : number of groups, number of links between each group
  60   boost::split(tmp, parameters[0], boost::is_any_of(","));
  61   if(tmp.size() != 2) {
  62     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  63   }
  64
  65   this->numGroups_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  66   this->numLinksBlue_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the blue level: %s");
  67
  68  // Black network : number of chassiss/group, number of links between each router on the black network
  69   boost::split(tmp, parameters[1], boost::is_any_of(","));
  70   if(tmp.size() != 2) {
  71     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  72   }
  73
  74   this->numChassisPerGroup_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  75   this->numLinksBlack_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links  for the black level: %s");
  76
  77
  78  // Green network : number of blades/chassis, number of links between each router on the green network
  79   boost::split(tmp, parameters[2], boost::is_any_of(","));
  80   if(tmp.size() != 2) {
  81     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  82   }
  83
  84   this->numBladesPerChassis_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  85   this->numLinksGreen_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the green level: %s");
  86
  87
  88   // The last part of topo_parameters should be the number of nodes per blade
  89   this->numNodesPerBlade_ = xbt_str_parse_int(parameters[3].c_str(), "Last parameter is not the amount of nodes per blade: %s");
  90   this->cluster_ = cluster;
  91 }
  92
  93 /*
  94 * Generate the cluster once every node is created
  95 */
  96 void AsClusterDragonfly::seal(){
  97   if(this->numNodesPerBlade_ == 0) {
  98     return;
  99   }
 100
 101   this->generateRouters();
 102   this->generateLinks();
 103 }
 104
 105 DragonflyRouter::DragonflyRouter(int group, int chassis, int blade){
 106     this->group_=group;
 107     this->chassis_=chassis;
 108     this->blade_=blade;
 109 }
 110
 111 DragonflyRouter::~DragonflyRouter(){
 112   if(this->myNodes_!=nullptr)
 113     xbt_free(myNodes_);
 114   if(this->greenLinks_!=nullptr)
 115     xbt_free(greenLinks_);
 116   if(this->blackLinks_!=nullptr)
 117     xbt_free(blackLinks_);
 118   if(this->blueLinks_!=nullptr)
 119     xbt_free(blueLinks_);
 120 }
 121
 122
 123 void AsClusterDragonfly::generateRouters() {
 124
 125 unsigned int i, j, k;
 126
 127 this->routers_=(DragonflyRouter**)xbt_malloc0(this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_*sizeof(DragonflyRouter*));
 128
 129 for(i=0;i<this->numGroups_;i++){
 130   for(j=0;j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 131     for(k=0;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 132       DragonflyRouter* router = new DragonflyRouter(i,j,k);
 133       this->routers_[i*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_+j*this->numBladesPerChassis_+k]=router;
 134     }
 135   }
 136 }
 137
 138 }
 139
 140
 141 void AsClusterDragonfly::createLink(char* id, int numlinks, Link** linkup, Link** linkdown){
 142   *linkup=nullptr;
 143   *linkdown=nullptr;
 144   s_sg_platf_link_cbarg_t linkTemplate;
 145   memset(&linkTemplate, 0, sizeof(linkTemplate));
 146   linkTemplate.bandwidth = this->cluster_->bw * numlinks;
 147   linkTemplate.latency = this->cluster_->lat;
 148   linkTemplate.policy = this->cluster_->sharing_policy; // sthg to do with that ?
 149   linkTemplate.id = id;
 150   sg_platf_new_link(&linkTemplate);
 151   XBT_DEBUG("Generating link %s", id);
 152   Link* link;
 153   std::string tmpID;
 154   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 155     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_UP";
 156     link =  Link::byName(tmpID.c_str());
 157     *linkup = link; // check link?
 158     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_DOWN";
 159     link = Link::byName(tmpID.c_str());
 160     *linkdown = link; // check link ?
 161   }
 162   else {
 163     link = Link::byName(linkTemplate.id);
 164     *linkup = link;
 165     *linkdown = link;
 166   }
 167
 168   free((void*)linkTemplate.id);
 169 }
 170
 171
 172 void AsClusterDragonfly::generateLinks() {
 173
 174   unsigned int i, j, k, l;
 175   static int uniqueId = 0;
 176   char* id = nullptr;
 177   Link* linkup, *linkdown;
 178
 179   unsigned int numRouters = this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;
 180
 181   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX)
 182     numLinksperLink_=2;
 183
 184
 185   //Links from routers to their local nodes.
 186   for(i=0; i<numRouters;i++){
 187   //allocate structures
 188     this->routers_[i]->myNodes_=(Link**)xbt_malloc0(numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_*sizeof(Link*));
 189     this->routers_[i]->greenLinks_=(Link**)xbt_malloc0(this->numBladesPerChassis_*sizeof(Link*));
 190     this->routers_[i]->blackLinks_=(Link**)xbt_malloc0(this->numChassisPerGroup_*sizeof(Link*));
 191
 192     for(j=0; j< numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_; j+=numLinksperLink_){
 193       id = bprintf("local_link_from_router_%d_to_node_%d_%d", i, j/numLinksperLink_, uniqueId);
 194       this->createLink(id, 1, &linkup, &linkdown);
 195       if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 196         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 197         this->routers_[i]->myNodes_[j+1] = linkdown;
 198       }
 199       else {
 200         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 201       }
 202       uniqueId++;
 203     }
 204   }
 205
 206   //Green links from routers to same chassis routers - alltoall
 207   for(i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_;i++){
 208     for(j=0; j<this->numBladesPerChassis_;j++){
 209       for(k=j+1;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 210         id = bprintf("green_link_in_chassis_%d_between_routers_%d_and_%d_%d", i%numChassisPerGroup_, j, k, uniqueId);
 211         this->createLink(id, this->numLinksGreen_, &linkup, &linkdown);
 212         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+j]->greenLinks_[k] = linkup;
 213         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+k]->greenLinks_[j] = linkdown;
 214         uniqueId++;
 215       }
 216     }
 217   }
 218
 219   //Black links from routers to same group routers - alltoall
 220   for(i=0; i<this->numGroups_;i++){
 221     for(j=0; j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 222       for(k=j+1;k<this->numChassisPerGroup_;k++){
 223         for(l=0;l<this->numBladesPerChassis_;l++){
 224           id = bprintf("black_link_in_group_%d_between_chassis_%d_and_%d_blade_%d_%d", i, j, k,l, uniqueId);
 225           this->createLink(id, this->numLinksBlack_,&linkup, &linkdown);
 226           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[k] = linkup;
 227           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+k*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[j] = linkdown;
 228           uniqueId++;
 229         }
 230       }
 231     }
 232   }
 233
 234
 235   //Blue links betweeen groups - Not all routers involved, only one per group is linked to others. Let's say router n of each group is linked to group n.
 236 //FIXME: in reality blue links may be attached to several different routers
 237   for(i=0; i<this->numGroups_;i++){
 238     for(j=i+1; j<this->numGroups_;j++){
 239       unsigned int routernumi=i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j;
 240       unsigned int routernumj=j*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+i;
 241       this->routers_[routernumi]->blueLinks_=(Link**)xbt_malloc0(sizeof(Link*));
 242       this->routers_[routernumj]->blueLinks_=(Link**)xbt_malloc0(sizeof(Link*));
 243         id = bprintf("blue_link_between_group_%d_and_%d_routers_%d_and_%d_%d", i, j, routernumi,routernumj, uniqueId);
 244         this->createLink(id, this->numLinksBlue_, &linkup, &linkdown);
 245         this->routers_[routernumi]->blueLinks_[0] = linkup;
 246         this->routers_[routernumj]->blueLinks_[0] = linkdown;
 247         uniqueId++;
 248     }
 249   }
 250 }
 251
 252
 253 void AsClusterDragonfly::getRouteAndLatency(NetCard * src, NetCard * dst, sg_platf_route_cbarg_t route, double *latency) {
 254
 255   //Minimal routing version.
 256   // TODO : non-minimal random one, and adaptive ?
 257
 258   if (dst->isRouter() || src->isRouter())
 259     return;
 260
 261   XBT_VERB("dragonfly_get_route_and_latency from '%s'[%d] to '%s'[%d]",
 262           src->name(), src->id(), dst->name(), dst->id());
 263
 264   if ((src->id() == dst->id()) && hasLoopback_) {
 265      s_surf_parsing_link_up_down_t info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, src->id() * linkCountPerNode_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 266
 267      route->link_list->push_back(info.linkUp);
 268      if (latency)
 269        *latency += info.linkUp->getLatency();
 270      return;
 271   }
 272
 273   unsigned int *myCoords, *targetCoords;
 274   myCoords = rankId_to_coords(src->id());
 275   targetCoords = rankId_to_coords(dst->id());
 276   XBT_DEBUG("src : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", myCoords[0], myCoords[1], myCoords[2], myCoords[3]);
 277   XBT_DEBUG("dst : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", targetCoords[0], targetCoords[1], targetCoords[2], targetCoords[3]);
 278
 279   DragonflyRouter* myRouter = routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+myCoords[2]];
 280   DragonflyRouter* targetRouter = routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1] *numBladesPerChassis_ +targetCoords[2]];
 281   DragonflyRouter* currentRouter=myRouter;
 282
 283   //node->router local link
 284   route->link_list->push_back(myRouter->myNodes_[myCoords[3]*numLinksperLink_]);
 285   if(latency) {
 286     *latency += myRouter->myNodes_[myCoords[3]*numLinksperLink_]->getLatency();
 287   }
 288
 289   if (hasLimiter_) {    // limiter for sender
 290     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 291     info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, src->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 292     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 293   }
 294
 295   if(targetRouter!=myRouter){
 296
 297     //are we on a different group ?
 298     if(targetRouter->group_ != currentRouter->group_){
 299       //go to the router of our group connected to this one.
 300       if(currentRouter->blade_!=targetCoords[0]){
 301         //go to the nth router in our chassis
 302         route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]);
 303         if(latency) {
 304           *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]->getLatency();
 305         }
 306         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+targetCoords[0]];
 307       }
 308
 309       if(currentRouter->chassis_!=0){
 310         //go to the first chassis of our group
 311         route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[0]);
 312         if(latency) {
 313           *latency += currentRouter->blackLinks_[0]->getLatency();
 314         }
 315         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[0]];
 316       }
 317
 318       //go to destination group - the only optical hop
 319       route->link_list->push_back(currentRouter->blueLinks_[0]);
 320       if(latency) {
 321         *latency += currentRouter->blueLinks_[0]->getLatency();
 322       }
 323       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[0]];
 324     }
 325
 326
 327     //same group, but same blade ?
 328     if(targetRouter->blade_ != currentRouter->blade_){
 329       route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]);
 330       if(latency) {
 331         *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]->getLatency();
 332       }
 333       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[2]];
 334     }
 335
 336     //same blade, but same chassis ?
 337     if(targetRouter->chassis_ != currentRouter->chassis_){
 338       route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]);
 339       if(latency) {
 340         *latency += currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]->getLatency();
 341       }
 342       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1]*numBladesPerChassis_+targetCoords[2]];
 343     }
 344   }
 345
 346   if (hasLimiter_) {    // limiter for receiver
 347     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 348     info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, dst->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 349     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 350   }
 351
 352   //router->node local link
 353   route->link_list->push_back(targetRouter->myNodes_[targetCoords[3]*numLinksperLink_+numLinksperLink_-1]);
 354   if(latency) {
 355     *latency += targetRouter->myNodes_[targetCoords[3]*numLinksperLink_+numLinksperLink_-1]->getLatency();
 356   }
 357
 358   xbt_free(myCoords);
 359   xbt_free(targetCoords);
 360
 361
 362 }
 363   }
 364 }