src/kernel/lmm/fair_bottleneck.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2011, 2013-2017. 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 "src/kernel/lmm/maxmin.hpp"
   8 #include "xbt/log.h"
   9 #include "xbt/sysdep.h"
  10 #include <algorithm>
  11 #include <cfloat>
  12 #include <cmath>
  13 #include <cstdlib>
  14
  15 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_maxmin);
  16 #define SHOW_EXPR_G(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %g", expr);
  17 #define SHOW_EXPR_D(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %d", expr);
  18 #define SHOW_EXPR_P(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %p", expr);
  19
  20 void simgrid::kernel::lmm::bottleneck_solve(lmm_system_t sys)
  21 {
  22   void* _var;
  23   void* _var_next;
  24   void* _cnst;
  25   void* _cnst_next;
  26   void* _elem;
  27   lmm_variable_t var    = nullptr;
  28   lmm_constraint_t cnst = nullptr;
  29   lmm_element_t elem   = nullptr;
  30   xbt_swag_t cnst_list = nullptr;
  31   xbt_swag_t var_list  = nullptr;
  32   xbt_swag_t elem_list = nullptr;
  33
  34   if (not sys->modified)
  35     return;
  36
  37   var_list = &(sys->variable_set);
  38   XBT_DEBUG("Variable set : %d", xbt_swag_size(var_list));
  39   xbt_swag_foreach(_var, var_list)
  40   {
  41     var        = static_cast<lmm_variable_t>(_var);
  42     var->value = 0.0;
  43     XBT_DEBUG("Handling variable %p", var);
  44     xbt_swag_insert(var, &(sys->saturated_variable_set));
  45     auto weighted = std::find_if(begin(var->cnsts), end(var->cnsts),
  46                                  [](s_lmm_element_t const& x) { return x.consumption_weight != 0.0; });
  47     if (weighted == end(var->cnsts) && var->sharing_weight > 0.0) {
  48       XBT_DEBUG("Err, finally, there is no need to take care of variable %p", var);
  49       xbt_swag_remove(var, &(sys->saturated_variable_set));
  50       var->value = 1.0;
  51     }
  52     if (var->sharing_weight <= 0.0) {
  53       XBT_DEBUG("Err, finally, there is no need to take care of variable %p", var);
  54       xbt_swag_remove(var, &(sys->saturated_variable_set));
  55     }
  56   }
  57   var_list = &(sys->saturated_variable_set);
  58
  59   cnst_list = &(sys->active_constraint_set);
  60   XBT_DEBUG("Active constraints : %d", xbt_swag_size(cnst_list));
  61   xbt_swag_foreach(_cnst, cnst_list)
  62   {
  63     cnst = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  64     xbt_swag_insert(cnst, &(sys->saturated_constraint_set));
  65   }
  66   cnst_list = &(sys->saturated_constraint_set);
  67   xbt_swag_foreach(_cnst, cnst_list)
  68   {
  69     cnst            = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  70     cnst->remaining = cnst->bound;
  71     cnst->usage     = 0.0;
  72   }
  73
  74   XBT_DEBUG("Fair bottleneck Initialized");
  75
  76   /*
  77    * Compute Usage and store the variables that reach the maximum.
  78    */
  79   do {
  80     if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_maxmin, xbt_log_priority_debug)) {
  81       XBT_DEBUG("Fair bottleneck done");
  82       sys->print();
  83     }
  84     XBT_DEBUG("******* Constraints to process: %d *******", xbt_swag_size(cnst_list));
  85     xbt_swag_foreach_safe(_cnst, _cnst_next, cnst_list)
  86     {
  87       cnst   = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  88       int nb = 0;
  89       XBT_DEBUG("Processing cnst %p ", cnst);
  90       elem_list   = &(cnst->enabled_element_set);
  91       cnst->usage = 0.0;
  92       xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
  93       {
  94         elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
  95         xbt_assert(elem->variable->sharing_weight > 0);
  96         if ((elem->consumption_weight > 0) && xbt_swag_belongs(elem->variable, var_list))
  97           nb++;
  98       }
  99       XBT_DEBUG("\tThere are %d variables", nb);
 100       if (nb > 0 && not cnst->sharing_policy)
 101         nb = 1;
 102       if (not nb) {
 103         cnst->remaining = 0.0;
 104         cnst->usage     = cnst->remaining;
 105         xbt_swag_remove(cnst, cnst_list);
 106         continue;
 107       }
 108       cnst->usage = cnst->remaining / nb;
 109       XBT_DEBUG("\tConstraint Usage %p : %f with %d variables", cnst, cnst->usage, nb);
 110     }
 111
 112     xbt_swag_foreach_safe(_var, _var_next, var_list)
 113     {
 114       var            = static_cast<lmm_variable_t>(_var);
 115       double min_inc = DBL_MAX;
 116       for (s_lmm_element_t const& elm : var->cnsts) {
 117         if (elm.consumption_weight > 0)
 118           min_inc = std::min(min_inc, elm.constraint->usage / elm.consumption_weight);
 119       }
 120       if (var->bound > 0)
 121         min_inc = std::min(min_inc, var->bound - var->value);
 122       var->mu   = min_inc;
 123       XBT_DEBUG("Updating variable %p maximum increment: %g", var, var->mu);
 124       var->value += var->mu;
 125       if (var->value == var->bound) {
 126         xbt_swag_remove(var, var_list);
 127       }
 128     }
 129
 130     xbt_swag_foreach_safe(_cnst, _cnst_next, cnst_list)
 131     {
 132       cnst = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
 133       XBT_DEBUG("Updating cnst %p ", cnst);
 134       elem_list = &(cnst->enabled_element_set);
 135       xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
 136       {
 137         elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
 138         xbt_assert(elem->variable->sharing_weight > 0);
 139         if (cnst->sharing_policy) {
 140           XBT_DEBUG("\tUpdate constraint %p (%g) with variable %p by %g", cnst, cnst->remaining, elem->variable,
 141                     elem->variable->mu);
 142           double_update(&(cnst->remaining), elem->consumption_weight * elem->variable->mu, sg_maxmin_precision);
 143         } else {
 144           XBT_DEBUG("\tNon-Shared variable. Update constraint usage of %p (%g) with variable %p by %g", cnst,
 145                     cnst->usage, elem->variable, elem->variable->mu);
 146           cnst->usage = std::min(cnst->usage, elem->consumption_weight * elem->variable->mu);
 147         }
 148       }
 149       if (not cnst->sharing_policy) {
 150         XBT_DEBUG("\tUpdate constraint %p (%g) by %g", cnst, cnst->remaining, cnst->usage);
 151
 152         double_update(&(cnst->remaining), cnst->usage, sg_maxmin_precision);
 153       }
 154
 155       XBT_DEBUG("\tRemaining for %p : %g", cnst, cnst->remaining);
 156       if (cnst->remaining <= 0.0) {
 157         XBT_DEBUG("\tGet rid of constraint %p", cnst);
 158
 159         xbt_swag_remove(cnst, cnst_list);
 160         xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
 161         {
 162           elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
 163           if (elem->variable->sharing_weight <= 0)
 164             break;
 165           if (elem->consumption_weight > 0) {
 166             XBT_DEBUG("\t\tGet rid of variable %p", elem->variable);
 167             xbt_swag_remove(elem->variable, var_list);
 168           }
 169         }
 170       }
 171     }
 172   } while (xbt_swag_size(var_list));
 173
 174   xbt_swag_reset(cnst_list);
 175   sys->modified = true;
 176   if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_maxmin, xbt_log_priority_debug)) {
 177     XBT_DEBUG("Fair bottleneck done");
 178     sys->print();
 179   }
 180 }