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 #include <unordered_set>
  11
  12 #include "ptask_L07.hpp"
  13
  14 #include "cpu_interface.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 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  24 {
  25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  26   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  27   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  28
  29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  31 }
  32
  33
  34 namespace simgrid {
  35 namespace surf {
  36
  37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  38   maxminSystem_ = lmm_system_new(true /* lazy */);
  39   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
  40   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  41   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  42 }
  43
  44 HostL07Model::~HostL07Model()
  45 {
  46   lmm_system_free(maxminSystem_);
  47   maxminSystem_ = nullptr;
  48   delete surf_network_model;
  49   delete surf_cpu_model_pm;
  50 }
  51
  52 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  53   : CpuModel()
  54   , hostModel_(hmodel)
  55 {
  56   maxminSystem_ = sys;
  57 }
  58
  59 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  60 {
  61   maxminSystem_ = nullptr;
  62 }
  63
  64 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  65   : NetworkModel()
  66   , hostModel_(hmodel)
  67 {
  68   maxminSystem_ = sys;
  69   loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  70 }
  71
  72 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  73 {
  74   maxminSystem_ = nullptr;
  75 }
  76
  77 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  78 {
  79   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  80   ActionList::iterator it(getRunningActionSet()->begin());
  81   ActionList::iterator itend(getRunningActionSet()->end());
  82   for (; it != itend; ++it) {
  83     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  84     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  85       min = action->latency_;
  86       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  87     }
  88   }
  89   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  90
  91   return min;
  92 }
  93
  94 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  95
  96   L07Action *action;
  97   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  98   ActionList::iterator it(actionSet->begin());
  99   ActionList::iterator itNext = it;
 100   ActionList::iterator itend(actionSet->end());
 101
 102   for (; it != itend; it = itNext) {
 103     ++itNext;
 104     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 105     if (action->latency_ > 0) {
 106       if (action->latency_ > delta) {
 107         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
 108       } else {
 109         action->latency_ = 0.0;
 110       }
 111       if ((action->latency_ <= 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 112         action->updateBound();
 113         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 114       }
 115     }
 116     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 117            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 118     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 119
 120     if (action->getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION)
 121       action->updateMaxDuration(delta);
 122
 123     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 124
 125     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 126      *  - The amount of remaining work reached 0
 127      *  - The max duration was reached
 128      * If it's not done, it may have failed.
 129      */
 130
 131     if (((action->getRemains() <= 0) && (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) ||
 132         ((action->getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION) && (action->getMaxDuration() <= 0))) {
 133       action->finish();
 134       action->setState(Action::State::done);
 135     } else {
 136       /* Need to check that none of the model has failed */
 137       int i = 0;
 138       lmm_constraint_t cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 139       while (cnst != nullptr) {
 140         i++;
 141         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 142         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 143           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 144           action->finish();
 145           action->setState(Action::State::failed);
 146           break;
 147         }
 148         cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 149       }
 150     }
 151   }
 152 }
 153
 154 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 155                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 156   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 157 }
 158
 159 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 160                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 161   : CpuAction(model, 1, 0)
 162   , computationAmount_(flops_amount)
 163   , communicationAmount_(bytes_amount)
 164   , rate_(rate)
 165 {
 166   int nb_link = 0;
 167   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 168   double latency = 0.0;
 169
 170   this->hostList_->reserve(host_nb);
 171   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 172     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 173     if (flops_amount[i] > 0)
 174       nb_used_host++;
 175   }
 176
 177   /* Compute the number of affected resources... */
 178   if(bytes_amount != nullptr) {
 179     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 180
 181     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 182       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 183
 184         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 185           double lat=0.0;
 186
 187           std::vector<LinkImpl*> route;
 188           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 189           latency = MAX(latency, lat);
 190
 191           for (auto link : route)
 192             affected_links.insert(link->cname());
 193         }
 194       }
 195     }
 196
 197     nb_link = affected_links.size();
 198   }
 199
 200   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 201   this->latency_ = latency;
 202
 203   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 204       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 205       host_nb + nb_link);
 206
 207   if (this->latency_ > 0)
 208     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 209
 210   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 211     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->constraint(), this->getVariable(), flops_amount[i]);
 212
 213   if(bytes_amount != nullptr) {
 214     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 215       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 216         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 217           std::vector<LinkImpl*> route;
 218           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, nullptr);
 219
 220           for (auto link : route)
 221             lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->constraint(), this->getVariable(),
 222                            bytes_amount[i * host_nb + j]);
 223         }
 224       }
 225     }
 226   }
 227
 228   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 229     this->setCost(1.0);
 230     this->setRemains(0.0);
 231   }
 232   xbt_free(host_list);
 233 }
 234
 235 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 236 {
 237   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 238   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 239   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 240
 241   host_list[0]    = src;
 242   host_list[1]    = dst;
 243   bytes_amount[1] = size;
 244
 245   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 246 }
 247
 248 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 249 {
 250   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 251 }
 252
 253 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
 254                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 255 {
 256   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 257 }
 258
 259 /************
 260  * Resource *
 261  ************/
 262
 263 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 264     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
 265           core)
 266 {
 267 }
 268
 269 CpuL07::~CpuL07()=default;
 270
 271 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
 272                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 273     : LinkImpl(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 274 {
 275   bandwidth_.peak = bandwidth;
 276   latency_.peak   = latency;
 277
 278   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 279     lmm_constraint_shared(constraint());
 280
 281   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 282 }
 283
 284 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 285 {
 286   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 287   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 288
 289   host_list[0] = getHost();
 290   flops_amount[0] = size;
 291
 292   return static_cast<CpuL07Model*>(model())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 293 }
 294
 295 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 296 {
 297   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 298   action->maxDuration_ = duration;
 299   action->suspended_ = 2;
 300   lmm_update_variable_weight(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 301
 302   return action;
 303 }
 304
 305 bool CpuL07::isUsed(){
 306   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 307 }
 308
 309 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 310 void CpuL07::onSpeedChange() {
 311   lmm_variable_t var = nullptr;
 312   lmm_element_t elem = nullptr;
 313
 314   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 315   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 316     Action* action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 317
 318     lmm_update_variable_bound(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 319     }
 320
 321   Cpu::onSpeedChange();
 322 }
 323
 324
 325 bool LinkL07::isUsed(){
 326   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 327 }
 328
 329 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 330 {
 331   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", cname(), this, value);
 332   if (triggered == speed_.event) {
 333     speed_.scale = value;
 334     onSpeedChange();
 335     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 336
 337   } else if (triggered == stateEvent_) {
 338     if (value > 0)
 339       turnOn();
 340     else
 341       turnOff();
 342     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 343
 344   } else {
 345     xbt_die("Unknown event!\n");
 346   }
 347 }
 348
 349 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 350 {
 351   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", cname(), this, value);
 352   if (triggered == bandwidth_.event) {
 353     setBandwidth(value);
 354     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 355
 356   } else if (triggered == latency_.event) {
 357     setLatency(value);
 358     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 359
 360   } else if (triggered == stateEvent_) {
 361     if (value > 0)
 362       turnOn();
 363     else
 364       turnOff();
 365     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 366
 367   } else {
 368     xbt_die("Unknown event ! \n");
 369   }
 370 }
 371
 372 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 373 {
 374   bandwidth_.peak = value;
 375   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 376 }
 377
 378 void LinkL07::setLatency(double value)
 379 {
 380   lmm_variable_t var = nullptr;
 381   L07Action *action;
 382   lmm_element_t elem = nullptr;
 383
 384   latency_.peak = value;
 385   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 386     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 387     action->updateBound();
 388   }
 389 }
 390 LinkL07::~LinkL07() = default;
 391
 392 /**********
 393  * Action *
 394  **********/
 395
 396 L07Action::~L07Action(){
 397   delete hostList_;
 398   free(communicationAmount_);
 399   free(computationAmount_);
 400 }
 401
 402 void L07Action::updateBound()
 403 {
 404   double lat_current = 0.0;
 405
 406   int hostNb = hostList_->size();
 407
 408   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 409     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 410       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 411
 412         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 413           double lat = 0.0;
 414           std::vector<LinkImpl*> route;
 415           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 416
 417           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 418         }
 419       }
 420     }
 421   }
 422   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 423   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 424   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 425     if (rate_ < 0)
 426       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 427     else
 428       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 429   }
 430 }
 431
 432 int L07Action::unref()
 433 {
 434   refcount_--;
 435   if (!refcount_) {
 436     if (action_hook.is_linked())
 437       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 438     if (getVariable())
 439       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 440     delete this;
 441     return 1;
 442   }
 443   return 0;
 444 }
 445
 446 }
 447 }