src/surf/network_ib.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2017. 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 <utility>
   8
   9 #include "simgrid/sg_config.h"
  10 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
  11 #include "src/surf/network_ib.hpp"
  12 #include "src/surf/xml/platf.hpp"
  13 #include "surf/maxmin.hpp"
  14 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  15 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_network);
  18
  19 static void IB_create_host_callback(simgrid::s4u::Host& host){
  20   using simgrid::surf::NetworkIBModel;
  21   using simgrid::surf::IBNode;
  22
  23   static int id=0;
  24   // pour t->id -> rajouter une nouvelle struct dans le dict, pour stocker les comms actives
  25
  26   IBNode* act = new IBNode(id);
  27
  28   id++;
  29   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_nodes.insert({host.getName(), act});
  30 }
  31
  32 static void IB_action_state_changed_callback(simgrid::surf::NetworkAction* action)
  33 {
  34   using simgrid::surf::NetworkIBModel;
  35   using simgrid::surf::IBNode;
  36
  37   if (action->getState() != simgrid::surf::Action::State::done)
  38     return;
  39   std::pair<IBNode*,IBNode*> pair = ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms[action];
  40   XBT_DEBUG("IB callback - action %p finished", action);
  41
  42   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->updateIBfactors(action, pair.first, pair.second, 1);
  43
  44   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms.erase(action);
  45
  46 }
  47
  48 static void IB_action_init_callback(simgrid::surf::NetworkAction* action, simgrid::s4u::Host* src,
  49                                     simgrid::s4u::Host* dst)
  50 {
  51   simgrid::surf::NetworkIBModel* ibModel = (simgrid::surf::NetworkIBModel*)surf_network_model;
  52   simgrid::surf::IBNode* act_src;
  53   simgrid::surf::IBNode* act_dst;
  54
  55   auto asrc = ibModel->active_nodes.find(src->getName());
  56   if (asrc != ibModel->active_nodes.end()) {
  57     act_src = asrc->second;
  58   } else {
  59     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + src->getCname() + "' active comms !");
  60   }
  61
  62   auto adst = ibModel->active_nodes.find(dst->getName());
  63   if (adst != ibModel->active_nodes.end()) {
  64     act_dst = adst->second;
  65   } else {
  66     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + dst->getCname() + "' active comms !");
  67   }
  68
  69   ibModel->active_comms[action]=std::make_pair(act_src, act_dst);
  70
  71   ibModel->updateIBfactors(action, act_src, act_dst, 0);
  72 }
  73
  74 /*********
  75  * Model *
  76  *********/
  77
  78 /************************************************************************/
  79 /* New model based on MPI contention model for Infiniband platforms */
  80 /************************************************************************/
  81 /* @Inproceedings{mescal_vienne_phd, */
  82 /*  author={Jérôme Vienne}, */
  83 /*  title={prédiction de performances d’applications de calcul haute performance sur réseau Infiniband}, */
  84 /*  address={Grenoble FRANCE}, */
  85 /*  month=june, */
  86 /*  year={2010} */
  87 /*  } */
  88 void surf_network_model_init_IB()
  89 {
  90   if (surf_network_model)
  91     return;
  92
  93   surf_network_model = new simgrid::surf::NetworkIBModel();
  94   all_existing_models->push_back(surf_network_model);
  95   simgrid::s4u::Link::onCommunicationStateChange.connect(IB_action_state_changed_callback);
  96   simgrid::s4u::Link::onCommunicate.connect(IB_action_init_callback);
  97   simgrid::s4u::Host::onCreation.connect(IB_create_host_callback);
  98   xbt_cfg_setdefault_double("network/weight-S", 8775);
  99
 100 }
 101
 102 namespace simgrid {
 103 namespace surf {
 104
 105 NetworkIBModel::NetworkIBModel() : NetworkSmpiModel()
 106 {
 107   std::string IB_factors_string = xbt_cfg_get_string("smpi/IB-penalty-factors");
 108   std::vector<std::string> radical_elements;
 109   boost::split(radical_elements, IB_factors_string, boost::is_any_of(";"));
 110
 111   surf_parse_assert(radical_elements.size() == 3, "smpi/IB-penalty-factors should be provided and contain 3 "
 112                                                   "elements, semi-colon separated. Example: 0.965;0.925;1.35");
 113
 114   try {
 115     Be = std::stod(radical_elements.front());
 116   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 117     throw std::invalid_argument(std::string("First part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 118   }
 119
 120   try {
 121     Bs = std::stod(radical_elements.at(1));
 122   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 123     throw std::invalid_argument(std::string("Second part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 124   }
 125
 126   try {
 127     ys = std::stod(radical_elements.back());
 128   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 129     throw std::invalid_argument(std::string("Third part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 130   }
 131 }
 132
 133 NetworkIBModel::~NetworkIBModel()
 134 {
 135   for (auto const& instance : active_nodes)
 136     delete instance.second;
 137 }
 138
 139 void NetworkIBModel::computeIBfactors(IBNode* root)
 140 {
 141   double num_comm_out    = static_cast<double>(root->ActiveCommsUp.size());
 142   double max_penalty_out = 0.0;
 143   // first, compute all outbound penalties to get their max
 144   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 145     double my_penalty_out = 1.0;
 146
 147     if (num_comm_out != 1) {
 148       if ((*it)->destination->nbActiveCommsDown > 2) // number of comms sent to the receiving node
 149         my_penalty_out = num_comm_out * Bs * ys;
 150       else
 151         my_penalty_out = num_comm_out * Bs;
 152     }
 153
 154     max_penalty_out = std::max(max_penalty_out, my_penalty_out);
 155   }
 156
 157   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 158     // compute inbound penalty
 159     double my_penalty_in = 1.0;
 160     int nb_comms         = (*it)->destination->nbActiveCommsDown; // total number of incoming comms
 161     if (nb_comms != 1)
 162       my_penalty_in = ((*it)->destination->ActiveCommsDown)[root]        // number of comm sent to dest by root node
 163                       * Be * (*it)->destination->ActiveCommsDown.size(); // number of different nodes sending to dest
 164
 165     double penalty = std::max(my_penalty_in, max_penalty_out);
 166
 167     double rate_before_update = (*it)->action->getBound();
 168     // save initial rate of the action
 169     if ((*it)->init_rate == -1)
 170       (*it)->init_rate = rate_before_update;
 171
 172     double penalized_bw = num_comm_out ? (*it)->init_rate / penalty : (*it)->init_rate;
 173
 174     if (not double_equals(penalized_bw, rate_before_update, sg_surf_precision)) {
 175       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty updated : bw now %f, before %f , initial rate %f", root->id,
 176                 (*it)->destination->id, (*it)->action, penalized_bw, (*it)->action->getBound(), (*it)->init_rate);
 177       maxminSystem_->update_variable_bound((*it)->action->getVariable(), penalized_bw);
 178     } else {
 179       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty not updated : bw %f, initial rate %f", root->id, (*it)->destination->id,
 180                 (*it)->action, penalized_bw, (*it)->init_rate);
 181     }
 182   }
 183   XBT_DEBUG("Finished computing IB penalties");
 184 }
 185
 186 void NetworkIBModel::updateIBfactors_rec(IBNode* root, std::vector<bool>& updatedlist)
 187 {
 188   if (not updatedlist[root->id]) {
 189     XBT_DEBUG("IB - Updating rec %d", root->id);
 190     computeIBfactors(root);
 191     updatedlist[root->id] = true;
 192     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 193       if (not updatedlist[(*it)->destination->id])
 194         updateIBfactors_rec((*it)->destination, updatedlist);
 195     }
 196     for (std::map<IBNode*, int>::iterator it = root->ActiveCommsDown.begin(); it != root->ActiveCommsDown.end(); ++it) {
 197       if (not updatedlist[it->first->id])
 198         updateIBfactors_rec(it->first, updatedlist);
 199     }
 200   }
 201 }
 202
 203 void NetworkIBModel::updateIBfactors(NetworkAction* action, IBNode* from, IBNode* to, int remove)
 204 {
 205   if (from == to) // disregard local comms (should use loopback)
 206     return;
 207
 208   ActiveComm* comm = nullptr;
 209   if (remove) {
 210     if (to->ActiveCommsDown[from] == 1)
 211       to->ActiveCommsDown.erase(from);
 212     else
 213       to->ActiveCommsDown[from] -= 1;
 214
 215     to->nbActiveCommsDown--;
 216     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = from->ActiveCommsUp.begin(); it != from->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 217       if ((*it)->action == action) {
 218         comm = (*it);
 219         from->ActiveCommsUp.erase(it);
 220         break;
 221       }
 222     }
 223     action->unref();
 224   } else {
 225     action->ref();
 226     ActiveComm* comm  = new ActiveComm();
 227     comm->action      = action;
 228     comm->destination = to;
 229     from->ActiveCommsUp.push_back(comm);
 230
 231     to->ActiveCommsDown[from] += 1;
 232     to->nbActiveCommsDown++;
 233   }
 234   XBT_DEBUG("IB - Updating %d", from->id);
 235   std::vector<bool> updated(active_nodes.size(), false);
 236   updateIBfactors_rec(from, updated);
 237   XBT_DEBUG("IB - Finished updating %d", from->id);
 238   delete comm;
 239 }
 240 }
 241 }