src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 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 "cpu_interface.hpp"
   8 #include "plugins/energy.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  12                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  13
  14 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  15 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  16
  17 CpuModel *surf_cpu_model_pm;
  18 CpuModel *surf_cpu_model_vm;
  19 /*************
  20  * Callbacks *
  21  *************/
  22
  23 Cpu *getActionCpu(CpuAction *action) {
  24   return static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  25                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  26                                          action->getVariable(), 0)));
  27 }
  28
  29 surf_callback(void, Cpu*) cpuCreatedCallbacks;
  30 surf_callback(void, Cpu*) cpuDestructedCallbacks;
  31 surf_callback(void, Cpu*, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  32 surf_callback(void, CpuAction*, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  33
  34 void cpu_add_traces(){
  35   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  36 }
  37
  38 /*********
  39  * Model *
  40  *********/
  41 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  42 {
  43   CpuAction *action;
  44   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  45          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  46     action = static_cast<CpuAction*>(xbt_heap_pop(getActionHeap()));
  47     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  48     if (TRACE_is_enabled()) {
  49       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  50       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  51                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  52                                       action->getLastUpdate(),
  53                                       now - action->getLastUpdate());
  54     }
  55
  56     action->finish();
  57     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  58
  59     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  60     action->setRemains(0);
  61     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  62     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  63   }
  64   if (TRACE_is_enabled()) {
  65     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  66     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  67     double smaller = -1;
  68     ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  69     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  70        ; it != itend ; ++it) {
  71       action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
  72         if (smaller < 0) {
  73           smaller = action->getLastUpdate();
  74           continue;
  75         }
  76         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  77           smaller = action->getLastUpdate();
  78         }
  79     }
  80     if (smaller > 0) {
  81       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  82     }
  83   }
  84   return;
  85 }
  86
  87 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
  88 {
  89   CpuAction *action = NULL;
  90   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
  91
  92   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
  93      ; it != itend ; it=itNext) {
  94         ++itNext;
  95     action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
  96     if (TRACE_is_enabled()) {
  97       Cpu *x = static_cast<Cpu*> (lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)) );
  98
  99       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 100                                       action->getCategory(),
 101                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 102                                       now - delta,
 103                                       delta);
 104       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 105     }
 106
 107     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 108
 109
 110     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 111       action->updateMaxDuration(delta);
 112
 113
 114     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 115         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 116       action->finish();
 117       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 118     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 119                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 120       action->finish();
 121       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 122     }
 123   }
 124
 125   return;
 126 }
 127
 128 /************
 129  * Resource *
 130  ************/
 131
 132 Cpu::Cpu(){
 133 }
 134
 135
 136 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 137          int core, double powerPeak, double powerScale,
 138          e_surf_resource_state_t stateInitial)
 139  : Resource(model, name, props, stateInitial)
 140  , m_core(core)
 141  , m_powerPeak(powerPeak)
 142  , m_powerScale(powerScale)
 143  , p_constraintCore(NULL)
 144  , p_constraintCoreId(NULL)
 145 {
 146
 147 }
 148
 149 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 150         lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak,
 151         double powerScale, e_surf_resource_state_t stateInitial)
 152  : Resource(model, name, props, constraint, stateInitial)
 153  , m_core(core)
 154  , m_powerPeak(powerPeak)
 155  , m_powerScale(powerScale)
 156 {
 157   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 158   if (core > 1)
 159     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 160
 161   p_constraintCore = NULL;
 162   p_constraintCoreId = NULL;
 163   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 164         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 165         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 166
 167     int i;
 168     for (i = 0; i < core; i++) {
 169       /* just for a unique id, never used as a string. */
 170       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 171       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 172     }
 173   }
 174 }
 175
 176 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 177   lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 178 : Cpu(model, name, props, constraint, core, powerPeak, powerScale, SURF_RESOURCE_ON)
 179 {}
 180
 181 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 182   int core, double powerPeak, double powerScale)
 183 : Cpu(model, name, props, core, powerPeak, powerScale, SURF_RESOURCE_ON)
 184 {}
 185
 186 Cpu::~Cpu(){
 187   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 188   if (p_constraintCoreId){
 189     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 190           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 191     }
 192     xbt_free(p_constraintCore);
 193   }
 194   if (p_constraintCoreId)
 195     xbt_free(p_constraintCoreId);
 196 }
 197
 198 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 199 {
 200   return m_powerPeak;
 201 }
 202
 203 double Cpu::getSpeed(double load)
 204 {
 205   return load * m_powerPeak;
 206 }
 207
 208 double Cpu::getAvailableSpeed()
 209 {
 210 /* number between 0 and 1 */
 211   return m_powerScale;
 212 }
 213
 214 int Cpu::getCore()
 215 {
 216   return m_core;
 217 }
 218
 219 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 220 {
 221   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 222   Resource::setState(state);
 223   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 224 }
 225
 226 /**********
 227  * Action *
 228  **********/
 229
 230 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 231 {
 232   double delta = 0.0;
 233
 234   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 235       "You're updating an action that is not running.");
 236
 237   /* bogus priority, skip it */
 238   xbt_assert(getPriority() > 0,
 239       "You're updating an action that seems suspended.");
 240
 241   delta = now - m_lastUpdate;
 242
 243   if (m_remains > 0) {
 244     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 245     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 246
 247     if (TRACE_is_enabled()) {
 248       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 249       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 250     }
 251     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 252   }
 253
 254   m_lastUpdate = now;
 255   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 256 }
 257
 258 /*
 259  *
 260  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 261  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 262  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 263  * per-core constraint object.
 264  *
 265  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 266  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 267  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 268  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 269  * considering given CPU affinities and task activities.
 270  *
 271  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 272  * multiple cores?
 273  *
 274  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 275  * action object does not have the information about the location where the
 276  * action is being executed.
 277  */
 278 void CpuAction::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask)
 279 {
 280   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 281   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 282
 283   {
 284     unsigned long nbits = 0;
 285
 286     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 287     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 288       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 289       if (has_affinity)
 290         nbits += 1;
 291     }
 292
 293     if (nbits > 1) {
 294       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 295       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 296       DIE_IMPOSSIBLE;
 297     }
 298   }
 299
 300   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 301     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 302     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 303
 304     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 305     if (has_affinity) {
 306       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 307        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 308        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 309        * that future host.
 310        *
 311        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 312        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 313        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 314        * system. But, this will make the system complex. */
 315       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 316       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 317     }
 318   }
 319
 320   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 321     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 322   }
 323   XBT_OUT();
 324 }
 325
 326 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 327   e_surf_action_state_t old = getState();
 328   Action::setState(state);
 329   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 330 }