src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. 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 <cstdlib>
   8
   9 #include <algorithm>
  10
  11 #include "ptask_L07.hpp"
  12
  13 #include "cpu_interface.hpp"
  14 #include "surf_routing.hpp"
  15 #include "xbt/lib.h"
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  19
  20 /**************************************/
  21 /*** Resource Creation & Destruction **/
  22 /**************************************/
  23
  24 static void ptask_netlink_parse_init(sg_platf_link_cbarg_t link)
  25 {
  26   netlink_parse_init(link);
  27   current_property_set = NULL;
  28 }
  29
  30 void surf_host_model_init_ptask_L07(void)
  31 {
  32   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  33   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  34   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  35
  36   // Define the callbacks to parse the XML
  37   simgrid::surf::on_link.connect(ptask_netlink_parse_init);
  38
  39   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  40   xbt_dynar_push(all_existing_models, &surf_host_model);
  41 }
  42
  43
  44 namespace simgrid {
  45 namespace surf {
  46
  47 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  48   p_maxminSystem = lmm_system_new(1);
  49   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,p_maxminSystem);
  50   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,p_maxminSystem);
  51
  52   routing_model_create(surf_network_model->createLink("__loopback__",
  53                                                     498000000, NULL,
  54                                                     0.000015, NULL,
  55                                                     SURF_LINK_FATPIPE, NULL));
  56 }
  57
  58 HostL07Model::~HostL07Model() {
  59   delete surf_cpu_model_pm;
  60   delete surf_network_model;
  61 }
  62
  63 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  64   : CpuModel()
  65   , p_hostModel(hmodel)
  66   {
  67     p_maxminSystem = sys;
  68   }
  69 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  70   surf_cpu_model_pm = NULL;
  71   lmm_system_free(p_maxminSystem);
  72   p_maxminSystem = NULL;
  73 }
  74 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  75   : NetworkModel()
  76   , p_hostModel(hmodel)
  77   {
  78     p_maxminSystem = sys;
  79   }
  80 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  81 {
  82   surf_network_model = NULL;
  83   p_maxminSystem = NULL; // Avoid multi-free
  84 }
  85
  86
  87 double HostL07Model::next_occuring_event(double /*now*/)
  88 {
  89   L07Action *action;
  90
  91   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
  92   double min = this->shareResourcesMaxMin(running_actions,
  93                                               p_maxminSystem,
  94                                               bottleneck_solve);
  95
  96   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itend(running_actions->end())
  97    ; it != itend ; ++it) {
  98   action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  99     if (action->m_latency > 0) {
 100       if (min < 0) {
 101         min = action->m_latency;
 102         XBT_DEBUG("Updating min (value) with %p (start %f): %f", action,
 103                action->getStartTime(), min);
 104       } else if (action->m_latency < min) {
 105         min = action->m_latency;
 106         XBT_DEBUG("Updating min (latency) with %p (start %f): %f", action,
 107                action->getStartTime(), min);
 108       }
 109     }
 110   }
 111
 112   XBT_DEBUG("min value : %f", min);
 113
 114   return min;
 115 }
 116
 117 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
 118
 119   L07Action *action;
 120   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
 121
 122   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
 123    ; it != actionSet->end()
 124    ; it =  itNext) {
 125   ++itNext;
 126     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 127     if (action->m_latency > 0) {
 128       if (action->m_latency > delta) {
 129         double_update(&(action->m_latency), delta, sg_surf_precision);
 130       } else {
 131         action->m_latency = 0.0;
 132       }
 133       if ((action->m_latency == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 134         action->updateBound();
 135         lmm_update_variable_weight(p_maxminSystem, action->getVariable(), 1.0);
 136       }
 137     }
 138     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 139            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 140     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 141
 142     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 143       action->updateMaxDuration(delta);
 144
 145     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 146
 147     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 148      *  - The amount of remaining work reached 0
 149      *  - The max duration was reached
 150      * If it's not done, it may have failed.
 151      */
 152
 153     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 154         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 155       action->finish();
 156       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 157     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 158                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 159       action->finish();
 160       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 161     } else {
 162       /* Need to check that none of the model has failed */
 163       lmm_constraint_t cnst = NULL;
 164       int i = 0;
 165
 166       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(p_maxminSystem, action->getVariable(), i++))) {
 167         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 168
 169         if (static_cast<HostImpl*>(constraint_id)->isOff()) {
 170           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 171           action->finish();
 172           action->setState(SURF_ACTION_FAILED);
 173           break;
 174         }
 175       }
 176     }
 177   }
 178   return;
 179 }
 180
 181 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 182       double *flops_amount, double *bytes_amount,
 183       double rate) {
 184   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 185 }
 186
 187
 188 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t*host_list,
 189     double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 190   : CpuAction(model, 1, 0)
 191 {
 192   int nb_link = 0;
 193   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 194   double latency = 0.0;
 195
 196   this->p_netcardList->reserve(host_nb);
 197   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 198     this->p_netcardList->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 199
 200   /* Compute the number of affected resources... */
 201   if(bytes_amount != NULL) {
 202     xbt_dict_t ptask_parallel_task_link_set = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 203
 204     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 205       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 206
 207         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 208           double lat=0.0;
 209           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 210
 211           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 212           latency = MAX(latency, lat);
 213
 214           for (auto link : *route)
 215             xbt_dict_set(ptask_parallel_task_link_set, link->getName(), link, NULL);
 216           delete route;
 217         }
 218       }
 219     }
 220
 221     nb_link = xbt_dict_length(ptask_parallel_task_link_set);
 222     xbt_dict_free(&ptask_parallel_task_link_set);
 223   }
 224
 225   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 226     if (flops_amount[i] > 0)
 227       nb_used_host++;
 228
 229   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 230   this->p_computationAmount = flops_amount;
 231   this->p_communicationAmount = bytes_amount;
 232   this->m_latency = latency;
 233   this->m_rate = rate;
 234
 235   this->p_variable = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 236       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 237       host_nb + nb_link);
 238
 239   if (this->m_latency > 0)
 240     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 241
 242   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 243     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 244         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 245
 246   if(bytes_amount != NULL) {
 247     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 248       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 249
 250         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 251           continue;
 252         std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 253
 254         routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, NULL);
 255
 256         for (auto link : *route)
 257           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 258
 259         delete route;
 260       }
 261     }
 262   }
 263
 264   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 265     this->setCost(1.0);
 266     this->setRemains(0.0);
 267   }
 268   xbt_free(host_list);
 269 }
 270
 271 Action *NetworkL07Model::communicate(NetCard *src, NetCard *dst,
 272                                        double size, double rate)
 273 {
 274   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 275   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 276   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 277   Action *res = NULL;
 278
 279   host_list[0] = sg_host_by_name(src->name());
 280   host_list[1] = sg_host_by_name(dst->name());
 281   bytes_amount[1] = size;
 282
 283   res = p_hostModel->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 284
 285   return res;
 286 }
 287
 288 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  xbt_dynar_t powerPeakList,
 289     tmgr_trace_t power_trace, int core, tmgr_trace_t state_trace)
 290 {
 291   CpuL07 *cpu = new CpuL07(this, host, powerPeakList, power_trace, core, state_trace);
 292   return cpu;
 293 }
 294
 295 Link* NetworkL07Model::createLink(const char *name,
 296     double bw_initial, tmgr_trace_t bw_trace,
 297     double lat_initial, tmgr_trace_t lat_trace,
 298     e_surf_link_sharing_policy_t policy, xbt_dict_t properties)
 299 {
 300   xbt_assert(!Link::byName(name),
 301            "Link '%s' declared several times in the platform.", name);
 302
 303   Link* link = new LinkL07(this, name, properties, bw_initial, bw_trace, lat_initial, lat_trace, policy);
 304   Link::onCreation(link);
 305   return link;
 306 }
 307
 308 /************
 309  * Resource *
 310  ************/
 311
 312 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model *model, simgrid::s4u::Host *host,
 313     xbt_dynar_t speedPeakList,
 314     tmgr_trace_t speedTrace,
 315     int core, tmgr_trace_t state_trace)
 316  : Cpu(model, host, speedPeakList, core, xbt_dynar_get_as(speedPeakList,0,double))
 317 {
 318   p_constraint = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, xbt_dynar_get_as(speedPeakList,0,double));
 319
 320   if (speedTrace)
 321     p_speed.event = future_evt_set->add_trace(speedTrace, 0.0, this);
 322
 323   if (state_trace)
 324     p_stateEvent = future_evt_set->add_trace(state_trace, 0.0, this);
 325 }
 326
 327 CpuL07::~CpuL07()
 328 {
 329 }
 330
 331 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 332              double bw_initial, tmgr_trace_t bw_trace,
 333              double lat_initial, tmgr_trace_t lat_trace,
 334              e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 335  : Link(model, name, props, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bw_initial))
 336 {
 337   m_bandwidth.peak = bw_initial;
 338   if (bw_trace)
 339     m_bandwidth.event = future_evt_set->add_trace(bw_trace, 0.0, this);
 340
 341   m_latency.peak = lat_initial;
 342   if (lat_trace)
 343     m_latency.event = future_evt_set->add_trace(lat_trace, 0.0, this);
 344
 345   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 346     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 347 }
 348
 349 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 350 {
 351   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 352   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 353
 354   host_list[0] = getHost();
 355   flops_amount[0] = size;
 356
 357   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->p_hostModel
 358     ->executeParallelTask( 1, host_list, flops_amount, NULL, -1);
 359 }
 360
 361 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 362 {
 363   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 364   action->m_maxDuration = duration;
 365   action->m_suspended = 2;
 366   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 367
 368   return action;
 369 }
 370
 371 bool CpuL07::isUsed(){
 372   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 373 }
 374
 375 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 376 void CpuL07::onSpeedChange() {
 377   lmm_variable_t var = NULL;
 378   lmm_element_t elem = NULL;
 379
 380     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), p_speed.peak * p_speed.scale);
 381     while ((var = lmm_get_var_from_cnst
 382             (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 383       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 384
 385       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(),
 386                                 action->getVariable(),
 387                                 p_speed.scale * p_speed.peak);
 388     }
 389
 390   Cpu::onSpeedChange();
 391 }
 392
 393
 394 bool LinkL07::isUsed(){
 395   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 396 }
 397
 398 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 399   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 400   if (triggered == p_speed.event) {
 401     p_speed.scale = value;
 402     onSpeedChange();
 403     tmgr_trace_event_unref(&p_speed.event);
 404
 405   } else if (triggered == p_stateEvent) {
 406     if (value > 0)
 407       turnOn();
 408     else
 409       turnOff();
 410     tmgr_trace_event_unref(&p_stateEvent);
 411
 412   } else {
 413     xbt_die("Unknown event!\n");
 414   }
 415 }
 416
 417 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 418   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 419   if (triggered == m_bandwidth.event) {
 420     updateBandwidth(value);
 421     tmgr_trace_event_unref(&m_bandwidth.event);
 422
 423   } else if (triggered == m_latency.event) {
 424     updateLatency(value);
 425     tmgr_trace_event_unref(&m_latency.event);
 426
 427   } else if (triggered == m_stateEvent) {
 428     if (value > 0)
 429       turnOn();
 430     else
 431       turnOff();
 432     tmgr_trace_event_unref(&m_stateEvent);
 433
 434   } else {
 435     xbt_die("Unknown event ! \n");
 436   }
 437 }
 438
 439 void LinkL07::updateBandwidth(double value)
 440 {
 441   m_bandwidth.peak = value;
 442   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), m_bandwidth.peak * m_bandwidth.scale);
 443 }
 444
 445 void LinkL07::updateLatency(double value)
 446 {
 447   lmm_variable_t var = NULL;
 448   L07Action *action;
 449   lmm_element_t elem = NULL;
 450
 451   m_latency.peak = value;
 452   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 453     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 454     action->updateBound();
 455   }
 456 }
 457
 458 /**********
 459  * Action *
 460  **********/
 461
 462 L07Action::~L07Action(){
 463   delete p_netcardList;
 464   free(p_communicationAmount);
 465   free(p_computationAmount);
 466 }
 467
 468 void L07Action::updateBound()
 469 {
 470   double lat_current = 0.0;
 471   double lat_bound = -1.0;
 472   int i, j;
 473
 474   int hostNb = p_netcardList->size();
 475
 476   if (p_communicationAmount != NULL) {
 477     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 478       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 479
 480         if (p_communicationAmount[i * hostNb + j] > 0) {
 481           double lat = 0.0;
 482           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 483           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 484
 485           lat_current = MAX(lat_current, lat * p_communicationAmount[i * hostNb + j]);
 486           delete route;
 487         }
 488       }
 489     }
 490   }
 491   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 492   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 493   if ((m_latency == 0.0) && (m_suspended == 0)) {
 494     if (m_rate < 0)
 495       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 496     else
 497       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(),
 498         std::min(m_rate, lat_bound));
 499   }
 500 }
 501
 502 int L07Action::unref()
 503 {
 504   m_refcount--;
 505   if (!m_refcount) {
 506     if (action_hook.is_linked())
 507       p_stateSet->erase(p_stateSet->iterator_to(*this));
 508     if (getVariable())
 509       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 510     delete this;
 511     return 1;
 512   }
 513   return 0;
 514 }
 515
 516 }
 517 }