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