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[simgrid.git] / src / s4u / s4u_Host.cpp
1 /* Copyright (c) 2006-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
2
3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
5
6 #include "simgrid/kernel/routing/NetPoint.hpp"
7 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
8 #include "src/simix/smx_host_private.hpp"
9 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
10
11 #include <string>
12
13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(s4u_host, s4u, "Logging specific to the S4U hosts");
14 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_route);
15
16 int USER_HOST_LEVEL = -1;
17
18 namespace simgrid {
19
20 namespace xbt {
21 template class Extendable<simgrid::s4u::Host>;
22 }
23
24 namespace s4u {
25
26 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_creation;
27 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_destruction;
28 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_state_change;
29 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_speed_change;
30
31 Host::Host(const char* name) : name_(name)
32 {
33   xbt_assert(Host::by_name_or_null(name) == nullptr, "Refusing to create a second host named '%s'.", name);
34   Engine::get_instance()->host_register(std::string(name_), this);
35   new simgrid::surf::HostImpl(this);
36 }
37
38 Host::~Host()
39 {
40   xbt_assert(currentlyDestroying_, "Please call h->destroy() instead of manually deleting it.");
41
42   delete pimpl_;
43   if (pimpl_netpoint != nullptr) // not removed yet by a children class
44     simgrid::s4u::Engine::get_instance()->netpoint_unregister(pimpl_netpoint);
45   delete pimpl_cpu;
46   delete mounts_;
47 }
48
49 /** @brief Fire the required callbacks and destroy the object
50  *
51  * Don't delete directly an Host, call h->destroy() instead.
52  *
53  * This is cumbersome but this is the simplest solution to ensure that the
54  * onDestruction() callback receives a valid object (because of the destructor
55  * order in a class hierarchy).
56  */
57 void Host::destroy()
58 {
59   if (not currentlyDestroying_) {
60     currentlyDestroying_ = true;
61     on_destruction(*this);
62     Engine::get_instance()->host_unregister(std::string(name_));
63     delete this;
64   }
65 }
66
67 Host* Host::by_name(std::string name)
68 {
69   return Engine::get_instance()->host_by_name(name);
70 }
71 Host* Host::by_name(const char* name)
72 {
73   return Engine::get_instance()->host_by_name(std::string(name));
74 }
75 Host* Host::by_name_or_null(const char* name)
76 {
77   return Engine::get_instance()->host_by_name_or_null(std::string(name));
78 }
79 Host* Host::by_name_or_null(std::string name)
80 {
81   return Engine::get_instance()->host_by_name_or_null(name);
82 }
83
84 Host* Host::current()
85 {
86   smx_actor_t smx_proc = SIMIX_process_self();
87   if (smx_proc == nullptr)
88     xbt_die("Cannot call Host::current() from the maestro context");
89   return smx_proc->host;
90 }
91
92 void Host::turn_on()
93 {
94   if (is_off()) {
95     simgrid::simix::simcall([this] {
96       this->extension<simgrid::simix::Host>()->turnOn();
97       this->pimpl_cpu->turn_on();
98       on_state_change(*this);
99     });
100   }
101 }
102
103 /** @brief Stop the host if it is on */
104 void Host::turn_off()
105 {
106   if (is_on()) {
107     smx_actor_t self = SIMIX_process_self();
108     simgrid::simix::simcall([this, self] {
109       simgrid::simix::Host* host = this->extension<simgrid::simix::Host>();
110
111       xbt_assert((host != nullptr), "Invalid parameters");
112
113       this->pimpl_cpu->turn_off();
114
115       /* Clean Simulator data */
116       if (not host->process_list.empty()) {
117         for (auto& process : host->process_list) {
118           SIMIX_process_kill(&process, self);
119           XBT_DEBUG("Killing %s@%s on behalf of %s which turned off that host.", process.get_cname(),
120                     process.host->get_cname(), self->get_cname());
121         }
122       }
123
124       on_state_change(*this);
125     });
126   }
127 }
128
129 bool Host::is_on() const
130 {
131   return this->pimpl_cpu->is_on();
132 }
133
134 int Host::get_pstate_count() const
135 {
136   return this->pimpl_cpu->get_pstate_count();
137 }
138
139 /**
140  * \brief Return a copy of the list of actors that are executing on this host.
141  *
142  * Daemons and regular actors are all mixed in this list.
143  */
144 std::vector<ActorPtr> Host::get_all_actors()
145 {
146   std::vector<ActorPtr> res;
147   for (auto& actor : this->extension<simgrid::simix::Host>()->process_list)
148     res.push_back(actor.ciface());
149   return res;
150 }
151
152 /** @brief Returns how many actors (daemonized or not) have been launched on this host */
153 int Host::get_actor_count()
154 {
155   return this->extension<simgrid::simix::Host>()->process_list.size();
156 }
157
158 /** @deprecated */
159 void Host::getProcesses(std::vector<ActorPtr>* list)
160 {
161   for (auto& actor : this->extension<simgrid::simix::Host>()->process_list) {
162     list->push_back(actor.iface());
163   }
164 }
165
166 /** @deprecated */
167 void Host::actorList(std::vector<ActorPtr>* whereto)
168 {
169   for (auto& actor : this->extension<simgrid::simix::Host>()->process_list) {
170     whereto->push_back(actor.ciface());
171   }
172 }
173
174 /**
175  * \brief Find a route toward another host
176  *
177  * \param dest [IN] where to
178  * \param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
179  * \param latency [OUT] where to store the latency experienced on the path (or nullptr if not interested)
180  *                It is the caller responsibility to initialize latency to 0 (we add to provided route)
181  * \pre links!=nullptr
182  *
183  * walk through the routing components tree and find a route between hosts
184  * by calling each "get_route" function in each routing component.
185  */
186 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<Link*>& links, double* latency)
187 {
188   std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> linkImpls;
189   this->route_to(dest, linkImpls, latency);
190   for (kernel::resource::LinkImpl* const& l : linkImpls)
191     links.push_back(&l->piface_);
192 }
193
194 /** @brief Just like Host::routeTo, but filling an array of link implementations */
195 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<kernel::resource::LinkImpl*>& links, double* latency)
196 {
197   simgrid::kernel::routing::NetZoneImpl::get_global_route(pimpl_netpoint, dest->pimpl_netpoint, links, latency);
198   if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_route, xbt_log_priority_debug)) {
199     XBT_CDEBUG(surf_route, "Route from '%s' to '%s' (latency: %f):", get_cname(), dest->get_cname(),
200                (latency == nullptr ? -1 : *latency));
201     for (auto const& link : links)
202       XBT_CDEBUG(surf_route, "Link %s", link->get_cname());
203   }
204 }
205
206 /** Get the properties assigned to a host */
207 std::unordered_map<std::string, std::string>* Host::get_properties()
208 {
209   return simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_properties(); });
210 }
211
212 /** Retrieve the property value (or nullptr if not set) */
213 const char* Host::get_property(const char* key) const
214 {
215   return this->pimpl_->get_property(key);
216 }
217
218 void Host::set_property(std::string key, std::string value)
219 {
220   simgrid::simix::simcall([this, key, value] { this->pimpl_->set_property(key, value); });
221 }
222
223 /** @brief Get the peak processor speed (in flops/s), at the specified pstate  */
224 double Host::get_pstate_speed(int pstate_index) const
225 {
226   return simgrid::simix::simcall([this, pstate_index] { return this->pimpl_cpu->get_pstate_peak_speed(pstate_index); });
227 }
228
229 /** @brief Get the peak computing speed in flops/s at the current pstate, taking the external load into account.
230  *
231  *  The amount of flops per second available for computing depends on several things:
232  *    - The current pstate determines the maximal peak computing speed (use @ref get_pstate_speed() to retrieve the
233  *      computing speed you would get at another pstate)
234  *    - If you declared an external load, then this reduces the available computing speed
235  *      (see @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_trace())
236  *
237  *  The remaining speed is then shared between the executions located on this host.
238  *  You can retrieve the amount of tasks currently running on this host with @ref get_load().
239  *
240  *  The host may have multiple cores, and your executions may be able to use more than a single core.
241  *
242  *  Finally, executions of priority 2 get twice the amount of flops than executions of priority 1.
243  */
244 double Host::get_speed() const
245 {
246   return this->pimpl_cpu->get_speed(1.0);
247 }
248 /** @brief Returns the current computation load (in flops per second)
249  * The external load (coming from an availability trace) is not taken in account.
250  */
251 double Host::get_load() const
252 {
253   return this->pimpl_cpu->get_load();
254 }
255 /** @brief Get the available speed ratio, between 0 and 1.
256  *
257  * This accounts for external load (see @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_trace()).
258  */
259 double Host::get_available_speed() const
260 {
261   return this->pimpl_cpu->get_speed_ratio();
262 }
263
264 /** @brief Returns the number of core of the processor. */
265 int Host::get_core_count() const
266 {
267   return this->pimpl_cpu->get_core_count();
268 }
269
270 /** @brief Set the pstate at which the host should run */
271 void Host::set_pstate(int pstate_index)
272 {
273   simgrid::simix::simcall([this, pstate_index] { this->pimpl_cpu->set_pstate(pstate_index); });
274 }
275 /** @brief Retrieve the pstate at which the host is currently running */
276 int Host::get_pstate() const
277 {
278   return this->pimpl_cpu->get_pstate();
279 }
280
281 /**
282  * \ingroup simix_storage_management
283  * \brief Returns the list of storages attached to an host.
284  * \return a vector containing all storages attached to the host
285  */
286 std::vector<const char*> Host::get_attached_storages() const
287 {
288   return simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_attached_storages(); });
289 }
290
291 void Host::getAttachedStorages(std::vector<const char*>* storages)
292 {
293   std::vector<const char*> local_storages =
294       simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_attached_storages(); });
295   for (auto elm : local_storages)
296     storages->push_back(elm);
297 }
298
299 std::unordered_map<std::string, Storage*> const& Host::get_mounted_storages()
300 {
301   if (mounts_ == nullptr) {
302     mounts_ = new std::unordered_map<std::string, Storage*>();
303     for (auto const& m : this->pimpl_->storage_) {
304       mounts_->insert({m.first, &m.second->piface_});
305     }
306   }
307   return *mounts_;
308 }
309
310 void Host::execute(double flops)
311 {
312   execute(flops, 1.0 /* priority */);
313 }
314 void Host::execute(double flops, double priority)
315 {
316   smx_activity_t s = simcall_execution_start(nullptr, flops, 1 / priority /*priority*/, 0. /*bound*/, this);
317   simcall_execution_wait(s);
318 }
319
320 } // namespace s4u
321 } // namespace simgrid
322
323 /* **************************** Public C interface *************************** */
324 size_t sg_host_count()
325 {
326   return simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_host_count();
327 }
328 /** @brief Returns the host list
329  *
330  * Uses sg_host_count() to know the array size.
331  *
332  * \return an array of \ref sg_host_t containing all the hosts in the platform.
333  * \remark The host order in this array is generally different from the
334  * creation/declaration order in the XML platform (we use a hash table
335  * internally).
336  * \see sg_host_count()
337  */
338 sg_host_t* sg_host_list()
339 {
340   xbt_assert(sg_host_count() > 0, "There is no host!");
341   std::vector<simgrid::s4u::Host*> hosts = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
342
343   sg_host_t* res = (sg_host_t*)malloc(sizeof(sg_host_t) * hosts.size());
344   memcpy(res, hosts.data(), sizeof(sg_host_t) * hosts.size());
345
346   return res;
347 }
348
349 const char* sg_host_get_name(sg_host_t host)
350 {
351   return host->get_cname();
352 }
353
354 void* sg_host_extension_get(sg_host_t host, size_t ext)
355 {
356   return host->extension(ext);
357 }
358
359 size_t sg_host_extension_create(void (*deleter)(void*))
360 {
361   return simgrid::s4u::Host::extension_create(deleter);
362 }
363
364 sg_host_t sg_host_by_name(const char* name)
365 {
366   return simgrid::s4u::Host::by_name_or_null(name);
367 }
368
369 static int hostcmp_voidp(const void* pa, const void* pb)
370 {
371   return strcmp((*static_cast<simgrid::s4u::Host* const*>(pa))->get_cname(),
372                 (*static_cast<simgrid::s4u::Host* const*>(pb))->get_cname());
373 }
374
375 xbt_dynar_t sg_hosts_as_dynar()
376 {
377   xbt_dynar_t res = xbt_dynar_new(sizeof(sg_host_t), nullptr);
378
379   std::vector<simgrid::s4u::Host*> list = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
380
381   for (auto const& host : list) {
382     if (host && host->pimpl_netpoint && host->pimpl_netpoint->is_host())
383       xbt_dynar_push(res, &host);
384   }
385   xbt_dynar_sort(res, hostcmp_voidp);
386   return res;
387 }
388
389 // ========= Layering madness ==============*
390
391 // ========== User data Layer ==========
392 void* sg_host_user(sg_host_t host)
393 {
394   return host->extension(USER_HOST_LEVEL);
395 }
396 void sg_host_user_set(sg_host_t host, void* userdata)
397 {
398   host->extension_set(USER_HOST_LEVEL, userdata);
399 }
400 void sg_host_user_destroy(sg_host_t host)
401 {
402   host->extension_set(USER_HOST_LEVEL, nullptr);
403 }
404
405 // ========= storage related functions ============
406 xbt_dict_t sg_host_get_mounted_storage_list(sg_host_t host)
407 {
408   xbt_assert((host != nullptr), "Invalid parameters");
409   xbt_dict_t res = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
410   for (auto const& elm : host->get_mounted_storages()) {
411     const char* mount_name = elm.first.c_str();
412     sg_storage_t storage   = elm.second;
413     xbt_dict_set(res, mount_name, (void*)storage->get_cname(), nullptr);
414   }
415
416   return res;
417 }
418
419 xbt_dynar_t sg_host_get_attached_storage_list(sg_host_t host)
420 {
421   xbt_dynar_t storage_dynar               = xbt_dynar_new(sizeof(const char*), nullptr);
422   std::vector<const char*> storage_vector = host->get_attached_storages();
423   for (auto const& name : storage_vector)
424     xbt_dynar_push(storage_dynar, &name);
425   return storage_dynar;
426 }
427
428 // =========== user-level functions ===============
429 // ================================================
430 /** @brief Returns the total speed of a host */
431 double sg_host_speed(sg_host_t host)
432 {
433   return host->get_speed();
434 }
435
436 /** \brief Return the speed of the processor (in flop/s) at a given pstate. See also @ref plugin_energy.
437  *
438  * \param  host host to test
439  * \param pstate_index pstate to test
440  * \return Returns the processor speed associated with pstate_index
441  */
442 double sg_host_get_pstate_speed(sg_host_t host, int pstate_index)
443 {
444   return host->get_pstate_speed(pstate_index);
445 }
446
447 /** \ingroup m_host_management
448  * \brief Return the number of cores.
449  *
450  * \param host a host
451  * \return the number of cores
452  */
453 int sg_host_core_count(sg_host_t host)
454 {
455   return host->get_core_count();
456 }
457
458 double sg_host_get_available_speed(sg_host_t host)
459 {
460   return host->get_available_speed();
461 }
462
463 /** @brief Returns the number of power states for a host.
464  *
465  *  See also @ref plugin_energy.
466  */
467 int sg_host_get_nb_pstates(sg_host_t host)
468 {
469   return host->get_pstate_count();
470 }
471
472 /** @brief Gets the pstate at which that host currently runs.
473  *
474  *  See also @ref plugin_energy.
475  */
476 int sg_host_get_pstate(sg_host_t host)
477 {
478   return host->get_pstate();
479 }
480 /** @brief Sets the pstate at which that host should run.
481  *
482  *  See also @ref plugin_energy.
483  */
484 void sg_host_set_pstate(sg_host_t host, int pstate)
485 {
486   host->set_pstate(pstate);
487 }
488
489 /** \ingroup m_host_management
490  *
491  * \brief Start the host if it is off
492  *
493  * See also #sg_host_is_on() and #sg_host_is_off() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
494  * for more info on DVFS.
495  */
496 void sg_host_turn_on(sg_host_t host)
497 {
498   host->turn_on();
499 }
500
501 /** \ingroup m_host_management
502  *
503  * \brief Stop the host if it is on
504  *
505  * See also #MSG_host_is_on() and #MSG_host_is_off() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
506  * for more info on DVFS.
507  */
508 void sg_host_turn_off(sg_host_t host)
509 {
510   host->turn_off();
511 }
512
513 /** @ingroup m_host_management
514  * @brief Determine if a host is up and running.
515  *
516  * See also #sg_host_turn_on() and #sg_host_turn_off() to switch the host ON and OFF and @ref plugin_energy for more
517  * info on DVFS.
518  *
519  * @param host host to test
520  * @return Returns true if the host is up and running, and false if it's currently down
521  */
522 int sg_host_is_on(sg_host_t host)
523 {
524   return host->is_on();
525 }
526
527 /** @ingroup m_host_management
528  * @brief Determine if a host is currently off.
529  *
530  * See also #sg_host_turn_on() and #sg_host_turn_off() to switch the host ON and OFF and @ref plugin_energy for more
531  * info on DVFS.
532  */
533 int sg_host_is_off(sg_host_t host)
534 {
535   return host->is_off();
536 }
537
538 /** @brief Get the properties of an host */
539 xbt_dict_t sg_host_get_properties(sg_host_t host)
540 {
541   xbt_dict_t as_dict = xbt_dict_new_homogeneous(xbt_free_f);
542   std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
543   if (props == nullptr)
544     return nullptr;
545   for (auto const& elm : *props) {
546     xbt_dict_set(as_dict, elm.first.c_str(), xbt_strdup(elm.second.c_str()), nullptr);
547   }
548   return as_dict;
549 }
550
551 /** \ingroup m_host_management
552  * \brief Returns the value of a given host property
553  *
554  * \param host a host
555  * \param name a property name
556  * \return value of a property (or nullptr if property not set)
557 */
558 const char* sg_host_get_property_value(sg_host_t host, const char* name)
559 {
560   return host->get_property(name);
561 }
562
563 void sg_host_set_property_value(sg_host_t host, const char* name, const char* value)
564 {
565   host->set_property(name, value);
566 }
567
568 /**
569  * \brief Find a route between two hosts
570  *
571  * \param from where from
572  * \param to where to
573  * \param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
574  */
575 void sg_host_route(sg_host_t from, sg_host_t to, xbt_dynar_t links)
576 {
577   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
578   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
579   for (auto const& link : vlinks)
580     xbt_dynar_push(links, &link);
581 }
582 /**
583  * \brief Find the latency of the route between two hosts
584  *
585  * \param from where from
586  * \param to where to
587  */
588 double sg_host_route_latency(sg_host_t from, sg_host_t to)
589 {
590   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
591   double res = 0;
592   from->route_to(to, vlinks, &res);
593   return res;
594 }
595 /**
596  * \brief Find the bandwitdh of the route between two hosts
597  *
598  * \param from where from
599  * \param to where to
600  */
601 double sg_host_route_bandwidth(sg_host_t from, sg_host_t to)
602 {
603   double min_bandwidth = -1.0;
604
605   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
606   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
607   for (auto const& link : vlinks) {
608     double bandwidth = link->get_bandwidth();
609     if (bandwidth < min_bandwidth || min_bandwidth < 0.0)
610       min_bandwidth = bandwidth;
611   }
612   return min_bandwidth;
613 }
614
615 /** @brief Displays debugging information about a host */
616 void sg_host_dump(sg_host_t host)
617 {
618   XBT_INFO("Displaying host %s", host->get_cname());
619   XBT_INFO("  - speed: %.0f", host->get_speed());
620   XBT_INFO("  - available speed: %.2f", sg_host_get_available_speed(host));
621   std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
622
623   if (not props->empty()) {
624     XBT_INFO("  - properties:");
625     for (auto const& elm : *props) {
626       XBT_INFO("    %s->%s", elm.first.c_str(), elm.second.c_str());
627     }
628   }
629 }
630
631 /** \brief Return the list of actors attached to an host.
632  *
633  * \param host a host
634  * \param whereto a dynar in which we should push actors living on that host
635  */
636 void sg_host_get_actor_list(sg_host_t host, xbt_dynar_t whereto)
637 {
638   for (auto& actor : host->extension<simgrid::simix::Host>()->process_list) {
639     s4u_Actor* p = actor.ciface();
640     xbt_dynar_push(whereto, &p);
641   }
642 }
643
644 sg_host_t sg_host_self()
645 {
646   smx_actor_t process = SIMIX_process_self();
647   return (process == nullptr) ? nullptr : process->host;
648 }