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
  16 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  18
  19 /**************************************/
  20 /*** Resource Creation & Destruction **/
  21 /**************************************/
  22 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  23 {
  24   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  25   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  26   xbt_assert(not surf_network_model, "network model type already defined");
  27
  28   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  29   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  30 }
  31
  32
  33 namespace simgrid {
  34 namespace surf {
  35
  36 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  37   maxminSystem_ = lmm_system_new(true /* lazy */);
  38   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
  39   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  40   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  41 }
  42
  43 HostL07Model::~HostL07Model()
  44 {
  45   lmm_system_free(maxminSystem_);
  46   maxminSystem_ = nullptr;
  47   delete surf_network_model;
  48   delete surf_cpu_model_pm;
  49 }
  50
  51 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  52   : CpuModel()
  53   , hostModel_(hmodel)
  54 {
  55   maxminSystem_ = sys;
  56 }
  57
  58 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  59 {
  60   maxminSystem_ = nullptr;
  61 }
  62
  63 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  64   : NetworkModel()
  65   , hostModel_(hmodel)
  66 {
  67   maxminSystem_ = sys;
  68   loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  69 }
  70
  71 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  72 {
  73   maxminSystem_ = nullptr;
  74 }
  75
  76 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  77 {
  78   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  79   ActionList::iterator it(getRunningActionSet()->begin());
  80   ActionList::iterator itend(getRunningActionSet()->end());
  81   for (; it != itend; ++it) {
  82     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  83     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  84       min = action->latency_;
  85       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  86     }
  87   }
  88   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  89
  90   return min;
  91 }
  92
  93 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  94
  95   L07Action *action;
  96   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  97   ActionList::iterator it(actionSet->begin());
  98   ActionList::iterator itNext = it;
  99   ActionList::iterator itend(actionSet->end());
 100
 101   for (; it != itend; it = itNext) {
 102     ++itNext;
 103     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 104     if (action->latency_ > 0) {
 105       if (action->latency_ > delta) {
 106         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
 107       } else {
 108         action->latency_ = 0.0;
 109       }
 110       if ((action->latency_ <= 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 111         action->updateBound();
 112         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 113       }
 114     }
 115     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 116            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 117     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 118
 119     if (action->getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION)
 120       action->updateMaxDuration(delta);
 121
 122     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 123
 124     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 125      *  - The amount of remaining work reached 0
 126      *  - The max duration was reached
 127      * If it's not done, it may have failed.
 128      */
 129
 130     if (((action->getRemains() <= 0) && (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) ||
 131         ((action->getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION) && (action->getMaxDuration() <= 0))) {
 132       action->finish();
 133       action->setState(Action::State::done);
 134     } else {
 135       /* Need to check that none of the model has failed */
 136       int i = 0;
 137       lmm_constraint_t cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 138       while (cnst != nullptr) {
 139         i++;
 140         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 141         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 142           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 143           action->finish();
 144           action->setState(Action::State::failed);
 145           break;
 146         }
 147         cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 148       }
 149     }
 150   }
 151 }
 152
 153 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 154                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 155   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 156 }
 157
 158 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 159                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 160   : CpuAction(model, 1, 0)
 161   , computationAmount_(flops_amount)
 162   , communicationAmount_(bytes_amount)
 163   , rate_(rate)
 164 {
 165   int nb_link = 0;
 166   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 167   double latency = 0.0;
 168
 169   this->hostList_->reserve(host_nb);
 170   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 171     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 172     if (flops_amount[i] > 0)
 173       nb_used_host++;
 174   }
 175
 176   /* Compute the number of affected resources... */
 177   if(bytes_amount != nullptr) {
 178     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 179
 180     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 181       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 182
 183         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 184           double lat=0.0;
 185
 186           std::vector<LinkImpl*> route;
 187           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 188           latency = MAX(latency, lat);
 189
 190           for (auto const& link : route)
 191             affected_links.insert(link->cname());
 192         }
 193       }
 194     }
 195
 196     nb_link = affected_links.size();
 197   }
 198
 199   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 200   this->latency_ = latency;
 201
 202   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 203       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 204       host_nb + nb_link);
 205
 206   if (this->latency_ > 0)
 207     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 208
 209   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 210     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->constraint(), 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         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 216           std::vector<LinkImpl*> route;
 217           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, nullptr);
 218
 219           for (auto const& link : route)
 220             lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->constraint(), this->getVariable(),
 221                            bytes_amount[i * host_nb + j]);
 222         }
 223       }
 224     }
 225   }
 226
 227   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 228     this->setCost(1.0);
 229     this->setRemains(0.0);
 230   }
 231   xbt_free(host_list);
 232 }
 233
 234 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 235 {
 236   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 237   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 238   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 239
 240   host_list[0]    = src;
 241   host_list[1]    = dst;
 242   bytes_amount[1] = size;
 243
 244   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 245 }
 246
 247 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 248 {
 249   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 250 }
 251
 252 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
 253                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 254 {
 255   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 256 }
 257
 258 /************
 259  * Resource *
 260  ************/
 261
 262 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 263     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
 264           core)
 265 {
 266 }
 267
 268 CpuL07::~CpuL07()=default;
 269
 270 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
 271                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 272     : LinkImpl(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 273 {
 274   bandwidth_.peak = bandwidth;
 275   latency_.peak   = latency;
 276
 277   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 278     lmm_constraint_shared(constraint());
 279
 280   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 281 }
 282
 283 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 284 {
 285   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 286   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 287
 288   host_list[0] = getHost();
 289   flops_amount[0] = size;
 290
 291   return static_cast<CpuL07Model*>(model())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 292 }
 293
 294 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 295 {
 296   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 297   action->maxDuration_ = duration;
 298   action->suspended_ = 2;
 299   lmm_update_variable_weight(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 300
 301   return action;
 302 }
 303
 304 bool CpuL07::isUsed(){
 305   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 306 }
 307
 308 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 309 void CpuL07::onSpeedChange() {
 310   lmm_variable_t var = nullptr;
 311   lmm_element_t elem = nullptr;
 312
 313   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 314   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 315     Action* action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 316
 317     lmm_update_variable_bound(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 318   }
 319
 320   Cpu::onSpeedChange();
 321 }
 322
 323
 324 bool LinkL07::isUsed(){
 325   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 326 }
 327
 328 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 329 {
 330   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", cname(), this, value);
 331   if (triggered == speed_.event) {
 332     speed_.scale = value;
 333     onSpeedChange();
 334     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 335
 336   } else if (triggered == stateEvent_) {
 337     if (value > 0)
 338       turnOn();
 339     else
 340       turnOff();
 341     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 342
 343   } else {
 344     xbt_die("Unknown event!\n");
 345   }
 346 }
 347
 348 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 349 {
 350   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", cname(), this, value);
 351   if (triggered == bandwidth_.event) {
 352     setBandwidth(value);
 353     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 354
 355   } else if (triggered == latency_.event) {
 356     setLatency(value);
 357     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 358
 359   } else if (triggered == stateEvent_) {
 360     if (value > 0)
 361       turnOn();
 362     else
 363       turnOff();
 364     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 365
 366   } else {
 367     xbt_die("Unknown event ! \n");
 368   }
 369 }
 370
 371 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 372 {
 373   bandwidth_.peak = value;
 374   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 375 }
 376
 377 void LinkL07::setLatency(double value)
 378 {
 379   lmm_variable_t var = nullptr;
 380   L07Action *action;
 381   lmm_element_t elem = nullptr;
 382
 383   latency_.peak = value;
 384   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 385     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 386     action->updateBound();
 387   }
 388 }
 389 LinkL07::~LinkL07() = default;
 390
 391 /**********
 392  * Action *
 393  **********/
 394
 395 L07Action::~L07Action(){
 396   delete hostList_;
 397   free(communicationAmount_);
 398   free(computationAmount_);
 399 }
 400
 401 void L07Action::updateBound()
 402 {
 403   double lat_current = 0.0;
 404
 405   int hostNb = hostList_->size();
 406
 407   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 408     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 409       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 410
 411         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 412           double lat = 0.0;
 413           std::vector<LinkImpl*> route;
 414           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 415
 416           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 417         }
 418       }
 419     }
 420   }
 421   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 422   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 423   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 424     if (rate_ < 0)
 425       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 426     else
 427       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 428   }
 429 }
 430
 431 int L07Action::unref()
 432 {
 433   refcount_--;
 434   if (not refcount_) {
 435     if (action_hook.is_linked())
 436       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 437     if (getVariable())
 438       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 439     delete this;
 440     return 1;
 441   }
 442   return 0;
 443 }
 444
 445 }
 446 }