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document simix-related config options
[simgrid.git] / doc / options.doc
1 /*! \page options Simgrid options and configurations
2
3 \htmlinclude .options.doc.toc
4
5 A number of options can be given at runtime to change the default
6 SimGrid behavior. For a complete list of all configuration options
7 accepted by the SimGrid version used in your simulator, simply pass
8 the --help configuration flag to your program. If some of the options
9 are not documented on this page, this is a bug that you should please
10 report so that we can fix it.
11
12 \section options_using Passing configuration options to the simulators
13
14 There is several way to pass configuration options to the simulators.
15 The most common way is to use the \c --cfg command line argument. For
16 example, to set the variable \c Variable to the value \c Value, simply
17 type the following: \verbatim
18 my_simulator --cfg=Variable:Value (other arguments)
19 \endverbatim
20
21 Several \c --cfg command line arguments can naturally be used. If you
22 need to include spaces in the argument, don't forget to quote the
23 argument. You can even escape the included quotes (write \' for ' if
24 you have your argument between ').
25
26 Another solution is to use the \c \<config\> tag in the platform file. The
27 only restriction is that this tag must occure before the first
28 platform element (be it \c \<AS\>, \c \<cluster\>, \c \<peer\> or whatever).
29 The \c \<config\> tag takes an \c id attribute, but it is currently
30 ignored so you don't really need to pass it. The important par is that
31 within that tag, you can pass one or several \c \<prop\> tags to specify
32 the configuration to use. For example, setting \c Variable to \c Value
33 can be done by adding the following to the beginning of your platform
34 file: \verbatim
35 <config>
36   <prop id="Variable" value="Value"/>
37 </config>
38 \endverbatim
39
40 A last solution is to pass your configuration directly using the C
41 interface. Unfortunately, this path is not really easy to use right
42 now, and you mess directly with surf variables as follows. Check the
43 \ref XBT_config "relevant page" for details on all the functions you
44 can use in this context (\c _surf_cfg_set is the only configuration set
45 currently used in SimGrid). \code
46 #include <xbt/config.h>
47
48 extern xbt_cfg_t _surf_cfg_set;
49
50 int main(int argc, char *argv[]) {
51      MSG_global_init(&argc, argv);
52      
53      xbt_cfg_set_parse(_surf_cfg_set,"Variable:Value");
54      
55      // Rest of your code
56 }
57 \endcode
58
59 \section options_model Configuring the platform models
60
61 \subsection options_model_select Selecting the platform models
62
63 SimGrid comes with several network and CPU models built in, and you
64 can change the used model at runtime by changing the passed
65 configuration. The three main configuration variables are given below.
66 For each of these variable, passing the special \c help value gives
67 you a short description of all possible values. 
68    - \b network/model: specify the used network model
69    - \b cpu/model: specify the used CPU model
70    - \b workstation/model: specify the used workstation model
71
72 As of writting, the accepted network models are the following. Over
73 the time new models can be added, and some experimental models can be
74 removed; check the values on your simulators for an uptodate
75 information. Note that the CM02 model is described in the research report
76 <a href="ftp://ftp.ens-lyon.fr/pub/LIP/Rapports/RR/RR2002/RR2002-40.ps.gz">A
77 Network Model for Simulation of Grid Application</a> while LV08 is
78 described in 
79 <a href="http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf">Accuracy Study and Improvement of Network Simulation in the SimGrid Framework</a>.
80
81   - \b LV08 (default one): Realistic network analytic model
82     (slow-start modeled by multiplying latency by 10.4, bandwidth by
83     .92; bottleneck sharing uses a payload of S=8775 for evaluating RTT)
84   - \b Constant: Simplistic network model where all communication
85     take a constant time (one second). This model provides the lowest
86     realism, but is (marginally) faster.
87   - \b SMPI: Realistic network model specifically tailored for HPC
88     settings (accurate modeling of slow start with correction factors on
89     three intervals: < 1KiB, < 64 KiB, >= 64 KiB). See also \ref
90     options_model_network_coefs "this section" for more info.
91   - \b CM02: Legacy network analytic model (Very similar to LV08, but
92     without corrective factors. The timings of small messages are thus
93     poorly modeled)
94   - \b Reno: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
95     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
96   - \b Reno2: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
97     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
98   - \b Vegas: Model from Steven H. Low using lagrange_solve instead of
99     lmm_solve (experts only; check the code for more info).
100
101 If you compiled SimGrid accordingly, you can use packet-level network
102 simulators as network models (see \ref pls). In that case, you have
103 two extra models:
104   - \b GTNets: Network pseudo-model using the GTNets simulator instead
105     of an analytic model 
106   - \b NS3: Network pseudo-model using the NS3 tcp model instead of an
107     analytic model      
108
109 Concerning the CPU, we have only one model for now:
110   - \b Cas01: Simplistic CPU model (time=size/power)
111   
112 The workstation concept is the aggregation of a CPU with a network
113 card. Three models exists, but actually, only 2 of them are
114 interesting. The "compound" one is simply due to the way our internal
115 code is organized, and can easily be ignored. So at the end, you have
116 two workstation models: The default one allows to aggregate an
117 existing CPU model with an existing network model, but does not allow
118 parallel tasks because these beasts need some collaboration between
119 the network and CPU model. That is why, ptask_07 is used by default
120 when using SimDag.
121   - \b default: Default workstation model. Currently, CPU:Cas01 and 
122     network:LV08 (with cross traffic enabled)
123   - \b compound: Workstation model that is automatically chosen if
124     you change the network and CPU models
125   - \b ptask_L07: Workstation model somehow similar to Cas01+CM02 but
126     allowing parallel tasks
127   
128 \subsection options_model_optim Optimization level of the platform models
129
130 The network and CPU models that are based on lmm_solve (that
131 is, all our analytical models) accept specific optimization
132 configurations.
133   - variables \b network/optim and \b CPU/optim (both default to 'Lazy'):
134     - \b Lazy: Lazy action management (partial invalidation in lmm +
135       heap in action remaining).
136     - \b TI: Trace integration. Highly optimized mode when using
137       availability traces (only available for the Cas01 CPU model for
138       now). 
139     - \b Full: Full update of remaining and variables. Slow but may be
140       useful when debugging.
141   - variables \b network/maxmin_selective_update and
142     \b cpu/maxmin_selective_update: configure whether the underlying
143     should be lazily updated or not. It should have no impact on the
144     computed timings, but should speed up the computation. 
145     
146 It is still possible to disable the \c maxmin_selective_update feature
147 because it can reveal counter-productive in very specific scenarios
148 where the interaction level is high. In particular, if all your
149 communication share a given backbone link, you should disable it:
150 without \c maxmin_selective_update, every communications are updated
151 at each step through a simple loop over them. With that feature
152 enabled, every communications will still get updated in this case
153 (because of the dependency induced by the backbone), but through a
154 complicated pattern aiming at following the actual dependencies.
155
156 \subsection options_model_precision Numerical precision of the platform models
157
158 The analytical models handle a lot of floating point values. It is
159 possible to change the epsilon used to update and compare them through
160 the \b maxmin/precision variable (default value: 1e-9). Changing it
161 may speedup the simulation by discarding very small actions, at the
162 price of a reduced numerical precision.
163
164 \subsection options_model_network Configuring the Network model
165
166 \subsubsection options_model_network_gamma Maximal TCP window size
167
168 The analytical models need to know the maximal TCP window size to take
169 the TCP congestion mechanism into account. This is set to 20000 by
170 default, but can be changed using the \b network/TCP_gamma variable.
171
172 On linux, this value can be retrieved using the following
173 commands. Both give a set of values, and you should use the last one,
174 which is the maximal size.\verbatim
175 cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem # gives the sender window
176 cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem # gives the receiver window
177 \endverbatim
178
179 \subsubsection options_model_network_coefs Corrective simulation factors 
180
181 These factors allow to betterly take the slow start into account.
182 The corresponding values were computed through data fitting one the
183 timings of packet-level simulators. You should not change these values
184 unless you are really certain of what you are doing. See 
185 <a href="http://mescal.imag.fr/membres/arnaud.legrand/articles/simutools09.pdf">Accuracy Study and Improvement of Network Simulation in the SimGrid Framework</a>
186 for more informations about these coeficients.
187
188 If you are using the SMPI model, these correction coeficients are
189 themselves corrected by constant values depending on the size of the
190 exchange. Again, only hardcore experts should bother about this fact.
191
192 \subsubsection options_model_network_crosstraffic Simulating cross-traffic
193
194 As of SimGrid v3.7, cross-traffic effects can be taken into account in
195 analytical simulations. It means that ongoing and incoming
196 communication flows are treated independently. In addition, the LV08
197 model adds 0.05 of usage on the opposite direction for each new
198 created flow. This can be useful to simulate some important TCP
199 phenomena such as ack compression.
200
201 For that to work, your platform must have two links for each
202 pair of interconnected hosts. An example of usable platform is
203 available in <tt>examples/msg/gtnets/crosstraffic-p.xml</tt>.
204
205 This is activated through the \b network/crosstraffic variable, that
206 can be set to 0 (disable this feature) or 1 (enable it).
207
208 \subsection options_model_network_coord Coordinated-based network models
209
210 When you want to use network coordinates, as it happens when you use
211 an \<AS\> in your platform file with \c Vivaldi as a routing, you must
212 set the \b network/coordinates to \c yes so that all mandatory
213 initialization are done in the simulator.
214
215 \subsection options_model_network_sendergap Simulating sender gap
216
217 (this variable is experimental and may change or disapear)
218
219 It is possible to specify a timing gap between consecutive emission on
220 the same network card through the \b network/sender_gap variable. This
221 is still under investigation as of writting, and the default value is
222 to wait 0 seconds between emissions (no gap applied).
223
224 \section options_modelchecking Model-Checking specific configuration variables
225
226 To enable the experimental SimGrid model-checking support the program should
227 be executed with the command line argument 
228 \verbatim
229 --cfg=model-check:1 
230 \endverbatim
231 Properties are expressed as assertions using the function
232 \verbatim
233 void MC_assert(int prop);
234 \endverbatim
235
236 \section options_virt User process virtualization options
237
238 \subsection options_virt_factory Selecting the virtualization factory
239
240 In SimGrid, the user code is virtualized in a specific mecanism
241 allowing the simulation kernel to control its execution: when a user
242 process requires a blocking action (such as sending a message), it is
243 interrupted, and only gets released when the simulated clock reaches
244 the point where the blocking operation is done.
245
246 In SimGrid, the containers in which user processes are virtualized are
247 called contexts. Several context factory are provided, and you can
248 select the one you want to use with the \b contexts/factory
249 configuration variable. Some of the following may not exist on your
250 machine because of portability issues. In any case, the default one
251 should be the most effcient one (please report bugs if the
252 auto-detection fails for you). They are sorted here from the slowest
253 to the most effient:
254  - \b thread: very slow factory using full featured threads (either
255    ptheads or windows native threads) 
256  - \b ucontext: fast factory using System V contexts (or a portability
257    layer of our own on top of Windows fibers)
258  - \b raw: amazingly fast factory using a context switching mecanism
259    of our own, directly implemented in assembly (only available for x86 
260    and amd64 platforms for now)
261
262 The only reason to change this setting is when the debuging tools get
263 fooled by the optimized context factories. Threads are the most
264 debugging-friendly contextes.
265
266 \subsection options_virt_stacksize Adapting the used stack size
267
268 (this only works if you use ucontexts or raw context factories)
269
270 Each virtualized used process is executed using a specific system
271 stack. The size of this stack has a huge impact on the simulation
272 scalability, but its default value is rather large. This is because
273 the error messages that you get when the stack size is too small are
274 rather disturbing: this leads to stack overflow (overwriting other
275 stacks), leading to segfaults with corrupted stack traces.
276
277 If you want to push the scalability limits of your code, you really
278 want to reduce the \b contexts/stack_size variable. Its default value
279 is 128 (in Kib), while our Chord simulation works with stacks as small
280 as 16 Kib, for example.
281
282 \subsection options_virt_parallel Running user code in parallel
283
284 Parallel execution of the user code is only considered stable in
285 SimGrid v3.7 and higher. It is described in 
286 <a href="http://hal.inria.fr/inria-00602216/">INRIA RR-7653</a>.
287
288 If you are using the \c ucontext or \c raw context factories, you can
289 request to execute the user code in parallel. Several threads are
290 launched, each of them handling as much user contexts at each run. To
291 actiave this, set the \b contexts/nthreads variable to the amount of
292 core that you have in your computer.
293
294 Even if you asked several worker threads using the previous option,
295 you can request to start the parallel execution (and pay the
296 associated synchronization costs) only if the potential parallelism is
297 large enough. For that, set the \b contexts/parallel_threshold
298 variable to the minimal amount of user contexts needed to start the
299 parallel execution. In any given simulation round, if that amount is
300 not reached, the contexts will be run sequentially directly by the
301 main thread (thus saving the synchronization costs). Note that this
302 option is mainly useful when the grain of the user code is very fine,
303 because our synchronization is now very efficient.
304
305 When parallel execution is activated, you can choose the
306 synchronization schema used with the \b contexts/synchro variable,
307 which value is either:
308  - \b futex: ultra optimized synchronisation schema, based on futexes
309    (fast user-mode mutexes), and thus only available on Linux systems.
310    This is the default mode when available.
311  - \b posix: slow but portable synchronisation using only POSIX
312    primitives.
313  - \b busy_wait: not really a synchronisation: the worker threads
314    constantly request new contexts to execute. It should be the most
315    efficient synchronisation schema, but it loads all the cores of your 
316    machine for no good reason. You probably prefer the other less
317    eager schemas.
318
319
320
321 \section options_generic Various generic configuration variables
322
323 \section options_generic_path XML file inclusion path
324
325 It is possible to specify a list of directories to search into for the
326 \<include\> tag in XML files by using the \b path configuration
327 variable. To add several directory to the path, set the configuration
328 variable several times, as in \verbatim
329 --cfg=path:toto --cfg=path:tutu
330 \endverbatim
331
332 \section options_generic_exit Behavior on Ctrl-C
333
334 By default, when Ctrl-C is pressed, the status of all existing
335 simulated processes is displayed. This is very useful to debug your
336 code, but it can reveal troublesome in some cases (such as when the 
337 amount of processes becomes really big). This behavior is disabled
338 when \b verbose-exit is set to 0 (it is to 1 by default).
339
340 \section options_index Index of all existing variables
341
342 - \c contexts/factory: \ref options_virt_factory
343 - \c contexts/nthreads: \ref options_virt_parallel
344 - \c contexts/parallel_threshold: \ref options_virt_parallel
345 - \c contexts/stack_size: \ref options_virt_stacksize
346 - \c contexts/synchro: \ref options_virt_parallel
347
348
349 - \c cpu/maxmin_selective_update: \ref options_model_optim
350 - \c cpu/model: \ref options_model_select
351 - \c cpu/optim: \ref options_model_optim
352
353 - \c maxmin/precision: \ref options_model_precision
354
355 - \c network/bandwidth_factor: \ref options_model_network_coefs
356 - \c network/coordinates: \ref options_model_network_coord
357 - \c network/crosstraffic: \ref options_model_network_crosstraffic 
358 - \c network/latency_factor: \ref options_model_network_coefs
359 - \c network/maxmin_selective_update: \ref options_model_optim
360 - \c network/model: \ref options_model_select
361 - \c network/optim: \ref options_model_optim
362 - \c network/sender_gap: \ref options_model_network_sendergap
363 - \c network/TCP_gamma: \ref options_model_network_gamma
364 - \c network/weight_S: \ref options_model_network_coefs
365
366 - \c path: \ref options_generic_path
367 - \c verbose-exit: \ref options_generic_exit
368
369 - \c workstation/model: \ref options_model_select
370
371 */