examples/smpi/replay_multiple_manual_deploy/replay_multiple_manual.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2018. 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 /* This example shows how to replay SMPI time-independent traces in a dynamic
   8    fashion. It is inspired from Batsim (https://github.com/oar-team/batsim).
   9
  10    The program workflow can be summarized as:
  11    1. Read an input workload (set of jobs).
  12       Each job is a time-independent trace and a starting time.
  13    2. Create initial noise, by spawning useless actors.
  14       This is done to avoid SMPI actors to start at actor_id=0.
  15    3. For each job:
  16         1. Sleep until job's starting time is reached (if needed)
  17         2. Launch the replay of the corresponding time-indepent trace.
  18         3. Create inter-process noise, by spawning useless actors.
  19    4. Wait for completion (via s4u::Engine's run method)
  20 */
  21
  22 #include <algorithm>
  23 #include <fstream>
  24 #include <sstream>
  25 #include <stdexcept>
  26 #include <vector>
  27
  28 #include <boost/algorithm/string.hpp>
  29
  30 #include <simgrid/s4u.hpp>
  31 #include <smpi/smpi.h>
  32 #include <xbt/file.hpp>
  33
  34 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(replay_multiple_manual, "Messages specific for this example");
  35
  36 struct Job {
  37   std::string smpi_app_name;   //!< The unique name of the SMPI application
  38   std::string filename;        //!<  The filename of the main trace file (which contains other filenames for each rank)
  39   int app_size;                //!< The number of processes (actors) of the job
  40   int starting_time;           //!< When the job should start
  41   std::vector<int> allocation; //!< Where the job should be executed. Values are hosts indexes.
  42   std::vector<std::string> traces_filenames; //!< The filenames of the different action files. Read from filename.
  43   int unique_job_number;                     //!< The job unique number in [0, n[.
  44 };
  45
  46 // ugly globals to avoid creating structures for giving args to processes
  47 static std::vector<simgrid::s4u::Host*> hosts;
  48 static int noise_between_jobs;
  49
  50 static bool job_comparator(const Job* j1, const Job* j2)
  51 {
  52   if (j1->starting_time == j2->starting_time)
  53     return j1->smpi_app_name < j2->smpi_app_name;
  54   return j1->starting_time < j2->starting_time;
  55 }
  56
  57 static void smpi_replay_process(Job* job, simgrid::s4u::BarrierPtr barrier, int rank)
  58 {
  59   // Prepare data for smpi_replay_run
  60   int argc    = 5;
  61   char** argv = xbt_new(char*, argc);
  62   argv[0]     = xbt_strdup("1");                                 // log only?
  63   argv[1]     = xbt_strdup(job->smpi_app_name.c_str());          // application instance
  64   argv[2]     = bprintf("%d", rank);                             // rank
  65   argv[3]     = xbt_strdup(job->traces_filenames[rank].c_str()); // smpi trace file for this rank
  66   argv[4]     = xbt_strdup("0");                                 // ?
  67
  68   XBT_INFO("Replaying rank %d of job %d (smpi_app '%s')", rank, job->unique_job_number, job->smpi_app_name.c_str());
  69   smpi_replay_run(&argc, &argv);
  70   XBT_INFO("Finished replaying rank %d of job %d (smpi_app '%s')", rank, job->unique_job_number,
  71            job->smpi_app_name.c_str());
  72
  73   barrier->wait();
  74 }
  75
  76 // Sleeps for a given amount of time
  77 static int sleeper_process(int* param)
  78 {
  79   XBT_DEBUG("Sleeping for %d seconds", *param);
  80   simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(*param);
  81
  82   delete param;
  83
  84   return 0;
  85 }
  86
  87 // Launches some sleeper processes
  88 static void pop_some_processes(int nb_processes, simgrid::s4u::Host* host)
  89 {
  90   for (int i = 0; i < nb_processes; ++i) {
  91     int* param = new int;
  92     *param     = i + 1;
  93     simgrid::s4u::Actor::create("meh", host, sleeper_process, param);
  94   }
  95 }
  96
  97 static int job_executor_process(Job* job)
  98 {
  99   XBT_INFO("Executing job %d (smpi_app '%s')", job->unique_job_number, job->smpi_app_name.c_str());
 100
 101   simgrid::s4u::BarrierPtr barrier = simgrid::s4u::Barrier::create(job->app_size + 1);
 102
 103   for (int i = 0; i < job->app_size; ++i) {
 104     char* str_pname = bprintf("%d_%d", job->unique_job_number, i);
 105     simgrid::s4u::Actor::create(str_pname, hosts[job->allocation[i]], smpi_replay_process, job, barrier, i);
 106     xbt_free(str_pname);
 107   }
 108
 109   barrier->wait();
 110
 111   XBT_INFO("Finished job %d (smpi_app '%s')", job->unique_job_number, job->smpi_app_name.c_str());
 112
 113   return 0;
 114 }
 115
 116 // Executes a workload of SMPI processes
 117 static int workload_executor_process(std::vector<Job*>* workload)
 118 {
 119   for (Job* job : *workload) {
 120     // Let's wait until the job's waiting time if needed
 121     double curr_time = simgrid::s4u::Engine::get_clock();
 122     if (job->starting_time > curr_time) {
 123       double time_to_sleep = (double)job->starting_time - curr_time;
 124       XBT_INFO("Sleeping %g seconds (waiting for job %d, app '%s')", time_to_sleep, job->starting_time,
 125                job->smpi_app_name.c_str());
 126       simgrid::s4u::this_actor::sleep_for(time_to_sleep);
 127     }
 128
 129     if (noise_between_jobs > 0) {
 130       // Let's add some process noise
 131       XBT_DEBUG("Popping %d noise processes before running job %d (app '%s')", noise_between_jobs,
 132                 job->unique_job_number, job->smpi_app_name.c_str());
 133       pop_some_processes(noise_between_jobs, hosts[job->allocation[0]]);
 134     }
 135
 136     // Let's finally run the job executor
 137     std::string job_process_name = "job_" + job->smpi_app_name;
 138     XBT_INFO("Launching the job executor of job %d (app '%s')", job->unique_job_number, job->smpi_app_name.c_str());
 139     simgrid::s4u::Actor::create(job_process_name.c_str(), hosts[job->allocation[0]], job_executor_process, job);
 140   }
 141
 142   return 0;
 143 }
 144
 145 // Reads jobs from a workload file and returns them
 146 static std::vector<Job*> all_jobs(const std::string& workload_file)
 147 {
 148   std::ifstream f(workload_file);
 149   xbt_assert(f.is_open(), "Cannot open file '%s'.", workload_file.c_str());
 150   std::vector<Job*> jobs;
 151
 152   simgrid::xbt::Path path(workload_file);
 153   std::string dir = path.get_dir_name();
 154
 155   std::string line;
 156   while (std::getline(f, line)) {
 157     std::string app_name;
 158     std::string filename_unprefixed;
 159     int app_size;
 160     int starting_time;
 161     std::string alloc;
 162
 163     std::istringstream is(line);
 164     if (is >> app_name >> filename_unprefixed >> app_size >> starting_time >> alloc) {
 165       try {
 166         Job job;
 167         job.smpi_app_name = app_name;
 168         job.filename      = dir + "/" + filename_unprefixed;
 169         job.app_size      = app_size;
 170         job.starting_time = starting_time;
 171
 172         std::vector<std::string> subparts;
 173         boost::split(subparts, alloc, boost::is_any_of(","), boost::token_compress_on);
 174
 175         if ((int)subparts.size() != job.app_size)
 176           throw std::invalid_argument("size/alloc inconsistency");
 177
 178         job.allocation.resize(subparts.size());
 179         for (unsigned int i = 0; i < subparts.size(); ++i)
 180           job.allocation[i] = stoi(subparts[i]);
 181
 182         // Let's read the filename
 183         std::ifstream traces_file(job.filename);
 184         if (!traces_file.is_open())
 185           throw std::invalid_argument("Cannot open file " + job.filename);
 186
 187         std::string traces_line;
 188         while (std::getline(traces_file, traces_line)) {
 189           boost::trim_right(traces_line);
 190           job.traces_filenames.push_back(dir + "/" + traces_line);
 191         }
 192
 193         if (static_cast<int>(job.traces_filenames.size()) < job.app_size)
 194           throw std::invalid_argument("size/tracefiles inconsistency");
 195         job.traces_filenames.resize(job.app_size);
 196
 197         XBT_INFO("Job read: app='%s', file='%s', size=%d, start=%d, "
 198                  "alloc='%s'",
 199                  job.smpi_app_name.c_str(), filename_unprefixed.c_str(), job.app_size, job.starting_time,
 200                  alloc.c_str());
 201         jobs.push_back(new Job(std::move(job)));
 202       } catch (const std::invalid_argument& e) {
 203         xbt_die("Bad line '%s' of file '%s': %s.\n", line.c_str(), workload_file.c_str(), e.what());
 204       }
 205     }
 206   }
 207
 208   // Jobs are sorted by ascending date, then by lexicographical order of their
 209   // application names
 210   sort(jobs.begin(), jobs.end(), job_comparator);
 211
 212   for (unsigned int i = 0; i < jobs.size(); ++i)
 213     jobs[i]->unique_job_number = i;
 214
 215   return jobs;
 216 }
 217
 218 int main(int argc, char* argv[])
 219 {
 220   xbt_assert(argc > 4,
 221              "Usage: %s platform_file workload_file initial_noise noise_between_jobs\n"
 222              "\tExample: %s platform.xml workload_compute\n",
 223              argv[0], argv[0]);
 224
 225   //  Simulation setting
 226   simgrid::s4u::Engine e(&argc, argv);
 227   e.load_platform(argv[1]);
 228   hosts = e.get_all_hosts();
 229   xbt_assert(hosts.size() >= 4, "The given platform should contain at least 4 hosts (found %zu).", hosts.size());
 230
 231   // Let's retrieve all SMPI jobs
 232   std::vector<Job*> jobs = all_jobs(argv[2]);
 233
 234   // Let's register them
 235   for (const Job* job : jobs)
 236     SMPI_app_instance_register(job->smpi_app_name.c_str(), nullptr, job->app_size);
 237
 238   SMPI_init();
 239
 240   // Read noise arguments
 241   int initial_noise = std::stoi(argv[3]);
 242   xbt_assert(initial_noise >= 0, "Invalid initial_noise argument");
 243
 244   noise_between_jobs = std::stoi(argv[4]);
 245   xbt_assert(noise_between_jobs >= 0, "Invalid noise_between_jobs argument");
 246
 247   if (initial_noise > 0) {
 248     XBT_DEBUG("Popping %d noise processes", initial_noise);
 249     pop_some_processes(initial_noise, hosts[0]);
 250   }
 251
 252   // Let's execute the workload
 253   simgrid::s4u::Actor::create("workload_executor", hosts[0], workload_executor_process, &jobs);
 254
 255   e.run();
 256   XBT_INFO("Simulation finished! Final time: %g", e.get_clock());
 257
 258   SMPI_finalize();
 259
 260   for (const Job* job : jobs)
 261     delete job;
 262
 263   return 0;
 264 }