src/surf/plugins/host_dvfs.cpp

   1 /* Copyright (c) 2010, 2012-2016. 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/plugins/dvfs.h"
   7 #include "simgrid/plugins/load.h"
   8 #include "simgrid/simix.hpp"
   9 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
  10 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  11
  12 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  14 #include <simgrid/msg.h>
  15 #include <simgrid/s4u/Engine.hpp>
  16 #include <string>
  17 #include <utility>
  18 #include <vector>
  19
  20 /** @addtogroup SURF_plugin_load
  21
  22   This plugin makes it very simple for users to obtain the current load for each host.
  23
  24 */
  25
  26 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_plugin_dvfs, surf, "Logging specific to the SURF HostDvfs plugin");
  27
  28 namespace simgrid {
  29 namespace plugin {
  30
  31 namespace dvfs {
  32 class Governor {
  33
  34 protected:
  35   simgrid::s4u::Host* host;
  36
  37 public:
  38   double sampling_rate;
  39
  40   Governor(simgrid::s4u::Host* ptr) : host(ptr) { init(); }
  41
  42   void init()
  43   {
  44     const char* local_sampling_rate_config = host->getProperty("plugin/dvfs/sampling_rate");
  45     double global_sampling_rate_config     = xbt_cfg_get_double("plugin/dvfs/sampling_rate");
  46     if (local_sampling_rate_config != nullptr) {
  47       sampling_rate = std::stod(local_sampling_rate_config);
  48     } else {
  49       sampling_rate = global_sampling_rate_config;
  50     }
  51   }
  52
  53   virtual void update() = 0;
  54   double samplingRate() { return sampling_rate; }
  55 };
  56
  57 class Performance : public Governor {
  58 public:
  59   Performance(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  60
  61   void update() { host->setPstate(0); }
  62 };
  63
  64 class Powersave : public Governor {
  65 public:
  66   Powersave(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  67
  68   void update() { host->setPstate(host->getPstatesCount() - 1); }
  69 };
  70
  71 class OnDemand : public Governor {
  72   double freq_up_threshold = 0.95;
  73
  74 public:
  75   OnDemand(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  76
  77   void update()
  78   {
  79     double load = sg_host_get_current_load(host);
  80
  81     if (load > freq_up_threshold) {
  82       host->setPstate(0); /* Run at max. performance! */
  83       XBT_INFO("Changed to pstate %f", 0.0);
  84     } else {
  85       /* The actual implementation uses a formula here: (See Kernel file cpufreq_ondemand.c:158)
  86        *
  87        *    freq_next = min_f + load * (max_f - min_f) / 100;
  88        *
  89        * So they assume that frequency increases by 100 MHz. We will just use
  90        * lowest_pstate - load*pstatesCount();
  91        */
  92       int max_pstate = host->getPstatesCount() - 1;
  93
  94       host->setPstate(max_pstate - load * max_pstate);
  95       XBT_INFO("Changed to pstate %f -- check: %i", max_pstate - load * max_pstate, host->getPstate());
  96     }
  97   }
  98 };
  99
 100 class Conservative : public Governor {
 101   double freq_up_threshold   = .8;
 102   double freq_down_threshold = .2;
 103
 104 public:
 105   Conservative(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
 106
 107   void update()
 108   {
 109     double load = sg_host_get_current_load(host);
 110     int pstate  = host->getPstate();
 111
 112     if (load > freq_up_threshold) {
 113       if (pstate != 0) {
 114         host->setPstate(pstate - 1);
 115         XBT_INFO("Reducing pstate to %d", pstate - 1);
 116       }
 117     }
 118
 119     if (load < freq_down_threshold) {
 120       int max_pstate = host->getPstatesCount() - 1;
 121       if (pstate != max_pstate) { // Are we in the slowest pstate already?
 122         host->setPstate(pstate + 1);
 123         XBT_INFO("Increasing pstate to %d", pstate + 1);
 124       }
 125     }
 126   }
 127 };
 128 }
 129
 130 class HostDvfs {
 131 public:
 132   static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostDvfs> EXTENSION_ID;
 133
 134   explicit HostDvfs(simgrid::s4u::Host* ptr);
 135   ~HostDvfs();
 136
 137 private:
 138   simgrid::s4u::Host* host = nullptr;
 139 };
 140
 141 simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostDvfs> HostDvfs::EXTENSION_ID;
 142
 143 HostDvfs::HostDvfs(simgrid::s4u::Host* ptr) : host(ptr)
 144 {
 145 }
 146
 147 HostDvfs::~HostDvfs() = default;
 148 }
 149 }
 150
 151 using simgrid::plugin::HostDvfs;
 152
 153 /* **************************** events  callback *************************** */
 154 static int check(int argc, char* argv[]);
 155
 156 static void on_host_added(simgrid::s4u::Host& host)
 157 {
 158   if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(&host)) // Ignore virtual machines
 159     return;
 160
 161   // host.extension_set(new HostDvfs(&host));
 162   // This call must be placed in this function. Otherweise, the daemonize() call comes too late and
 163   // SMPI will take this process as an MPI process!
 164   MSG_process_daemonize(MSG_process_create("daemon", check, NULL, &host));
 165 }
 166
 167 static int check(int argc, char* argv[])
 168 {
 169   msg_host_t host = MSG_host_self();
 170
 171   int isDaemon = (MSG_process_self())->getImpl()->isDaemon();
 172   XBT_INFO("Bin ein Daemon: %d", isDaemon);
 173
 174   simgrid::plugin::dvfs::Conservative governor(host);
 175   while (1) {
 176     // Sleep before updating; important for startup (i.e., t = 0).
 177     // In the beginning, we want to go with the pstates specified in the platform file
 178     // (so we sleep first)
 179     MSG_process_sleep(governor.samplingRate());
 180     governor.update();
 181     XBT_INFO("Governor just updated!");
 182   }
 183
 184   // const char* dvfs_governor = host->property("plugin/dvfs/governor");
 185
 186   XBT_INFO("I will never reach that point: daemons are killed when regular processes are done");
 187   return 0;
 188 }
 189
 190 /* **************************** Public interface *************************** */
 191 SG_BEGIN_DECL()
 192
 193 /** \ingroup SURF_plugin_load
 194  * \brief Initializes the HostDvfs plugin
 195  * \details The HostDvfs plugin provides an API to get the current load of each host.
 196  */
 197 void sg_host_dvfs_plugin_init()
 198 {
 199   if (HostDvfs::EXTENSION_ID.valid())
 200     return;
 201
 202   HostDvfs::EXTENSION_ID = simgrid::s4u::Host::extension_create<HostDvfs>();
 203
 204   sg_host_load_plugin_init();
 205
 206   simgrid::s4u::Host::onCreation.connect(&on_host_added);
 207   xbt_cfg_register_double("plugin/dvfs/sampling_rate", 0.1, nullptr,
 208                           "How often should the dvfs plugin check whether the frequency needs to be changed?");
 209 }
 210
 211 SG_END_DECL()