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
  11 #include "ptask_L07.hpp"
  12
  13 #include "cpu_interface.hpp"
  14 #include "surf_routing.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   routing_model_create(surf_network_model->createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE, nullptr));
  44 }
  45
  46 HostL07Model::~HostL07Model() = default;
  47
  48 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  49   : CpuModel()
  50   , hostModel_(hmodel)
  51   {
  52     maxminSystem_ = sys;
  53   }
  54 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  55   lmm_system_free(maxminSystem_);
  56   maxminSystem_ = nullptr;
  57 }
  58 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  59   : NetworkModel()
  60   , hostModel_(hmodel)
  61   {
  62     maxminSystem_ = sys;
  63   }
  64 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  65 {
  66   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  67 }
  68
  69
  70 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  71 {
  72   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  73   for (auto it(getRunningActionSet()->begin()), itend(getRunningActionSet()->end()); it != itend ; ++it) {
  74     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  75     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  76       min = action->latency_;
  77       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  78     }
  79   }
  80   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  81
  82   return min;
  83 }
  84
  85 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  86
  87   L07Action *action;
  88   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  89
  90   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  91    ; it != actionSet->end()
  92    ; it =  itNext) {
  93   ++itNext;
  94     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  95     if (action->latency_ > 0) {
  96       if (action->latency_ > delta) {
  97         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
  98       } else {
  99         action->latency_ = 0.0;
 100       }
 101       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 102         action->updateBound();
 103         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 104       }
 105     }
 106     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 107            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 108     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 109
 110     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 111       action->updateMaxDuration(delta);
 112
 113     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 114
 115     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 116      *  - The amount of remaining work reached 0
 117      *  - The max duration was reached
 118      * If it's not done, it may have failed.
 119      */
 120
 121     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 122         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 123       action->finish();
 124       action->setState(Action::State::done);
 125     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 126                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 127       action->finish();
 128       action->setState(Action::State::done);
 129     } else {
 130       /* Need to check that none of the model has failed */
 131       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 132       int i = 0;
 133
 134       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 135         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 136         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 137           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 138           action->finish();
 139           action->setState(Action::State::failed);
 140           break;
 141         }
 142       }
 143     }
 144   }
 145   return;
 146 }
 147
 148 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 149                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 150   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 151 }
 152
 153
 154 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 155                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 156   : CpuAction(model, 1, 0)
 157 {
 158   int nb_link = 0;
 159   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 160   double latency = 0.0;
 161
 162   this->netcardList_->reserve(host_nb);
 163   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 164     this->netcardList_->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 165
 166   /* Compute the number of affected resources... */
 167   if(bytes_amount != nullptr) {
 168     xbt_dict_t ptask_parallel_task_link_set = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
 169
 170     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 171       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 172
 173         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 174           double lat=0.0;
 175           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 176
 177           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], route, &lat);
 178           latency = MAX(latency, lat);
 179
 180           for (auto link : *route)
 181             xbt_dict_set(ptask_parallel_task_link_set, link->getName(), link, nullptr);
 182           delete route;
 183         }
 184       }
 185     }
 186
 187     nb_link = xbt_dict_length(ptask_parallel_task_link_set);
 188     xbt_dict_free(&ptask_parallel_task_link_set);
 189   }
 190
 191   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 192     if (flops_amount[i] > 0)
 193       nb_used_host++;
 194
 195   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 196   this->computationAmount_ = flops_amount;
 197   this->communicationAmount_ = bytes_amount;
 198   this->latency_ = latency;
 199   this->rate_ = rate;
 200
 201   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 202       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 203       host_nb + nb_link);
 204
 205   if (this->latency_ > 0)
 206     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 207
 208   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 209     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 210         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 211
 212   if(bytes_amount != nullptr) {
 213     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 214       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 215
 216         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 217           continue;
 218         std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 219
 220         routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], route, nullptr);
 221
 222         for (auto link : *route)
 223           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 224
 225         delete route;
 226       }
 227     }
 228   }
 229
 230   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 231     this->setCost(1.0);
 232     this->setRemains(0.0);
 233   }
 234   xbt_free(host_list);
 235 }
 236
 237 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 238 {
 239   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 240   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 241   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 242
 243   host_list[0]    = src;
 244   host_list[1]    = dst;
 245   bytes_amount[1] = size;
 246
 247   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 248 }
 249
 250 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 251 {
 252   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 253 }
 254
 255 Link* NetworkL07Model::createLink(const char *name, double bandwidth, double latency,
 256     e_surf_link_sharing_policy_t policy, xbt_dict_t properties)
 257 {
 258   return new LinkL07(this, name, properties, bandwidth, latency, policy);
 259 }
 260
 261 /************
 262  * Resource *
 263  ************/
 264
 265 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model *model, simgrid::s4u::Host *host, std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 266  : Cpu(model, host, speedPerPstate, core)
 267 {
 268   constraint_ = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front());
 269 }
 270
 271 CpuL07::~CpuL07()=default;
 272
 273 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model *model, const char* name, xbt_dict_t props, double bandwidth, double latency,
 274              e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 275  : Link(model, name, props, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 276 {
 277   bandwidth_.peak = bandwidth;
 278   latency_.peak   = latency;
 279
 280   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 281     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 282
 283   Link::onCreation(this);
 284 }
 285
 286 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 287 {
 288   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 289   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 290
 291   host_list[0] = getHost();
 292   flops_amount[0] = size;
 293
 294   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 295 }
 296
 297 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 298 {
 299   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 300   action->maxDuration_ = duration;
 301   action->suspended_ = 2;
 302   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 303
 304   return action;
 305 }
 306
 307 bool CpuL07::isUsed(){
 308   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 309 }
 310
 311 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 312 void CpuL07::onSpeedChange() {
 313   lmm_variable_t var = nullptr;
 314   lmm_element_t elem = nullptr;
 315
 316     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 317     while ((var = lmm_get_var_from_cnst (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 318       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 319
 320       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 321     }
 322
 323   Cpu::onSpeedChange();
 324 }
 325
 326
 327 bool LinkL07::isUsed(){
 328   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 329 }
 330
 331 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 332   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 333   if (triggered == speed_.event) {
 334     speed_.scale = value;
 335     onSpeedChange();
 336     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 337
 338   } else if (triggered == stateEvent_) {
 339     if (value > 0)
 340       turnOn();
 341     else
 342       turnOff();
 343     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 344
 345   } else {
 346     xbt_die("Unknown event!\n");
 347   }
 348 }
 349
 350 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 351   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 352   if (triggered == bandwidth_.event) {
 353     setBandwidth(value);
 354     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 355
 356   } else if (triggered == latency_.event) {
 357     setLatency(value);
 358     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 359
 360   } else if (triggered == stateEvent_) {
 361     if (value > 0)
 362       turnOn();
 363     else
 364       turnOff();
 365     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 366
 367   } else {
 368     xbt_die("Unknown event ! \n");
 369   }
 370 }
 371
 372 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 373 {
 374   bandwidth_.peak = value;
 375   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 376 }
 377
 378 void LinkL07::setLatency(double value)
 379 {
 380   lmm_variable_t var = nullptr;
 381   L07Action *action;
 382   lmm_element_t elem = nullptr;
 383
 384   latency_.peak = value;
 385   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 386     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 387     action->updateBound();
 388   }
 389 }
 390
 391 /**********
 392  * Action *
 393  **********/
 394
 395 L07Action::~L07Action(){
 396   delete netcardList_;
 397   free(communicationAmount_);
 398   free(computationAmount_);
 399 }
 400
 401 void L07Action::updateBound()
 402 {
 403   double lat_current = 0.0;
 404   double lat_bound = -1.0;
 405   int i, j;
 406
 407   int hostNb = netcardList_->size();
 408
 409   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 410     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 411       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 412
 413         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 414           double lat = 0.0;
 415           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 416           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], route, &lat);
 417
 418           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 419           delete route;
 420         }
 421       }
 422     }
 423   }
 424   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 425   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 426   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 427     if (rate_ < 0)
 428       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 429     else
 430       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 431   }
 432 }
 433
 434 int L07Action::unref()
 435 {
 436   refcount_--;
 437   if (!refcount_) {
 438     if (action_hook.is_linked())
 439       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 440     if (getVariable())
 441       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 442     delete this;
 443     return 1;
 444   }
 445   return 0;
 446 }
 447
 448 }
 449 }