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
  24 static void ptask_netlink_parse_init(sg_platf_link_cbarg_t link)
  25 {
  26   netlink_parse_init(link);
  27   current_property_set = NULL;
  28 }
  29
  30 void surf_host_model_init_ptask_L07(void)
  31 {
  32   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  33   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  34   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  35
  36   // Define the callbacks to parse the XML
  37   simgrid::surf::on_link.connect(ptask_netlink_parse_init);
  38
  39   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  40   xbt_dynar_push(all_existing_models, &surf_host_model);
  41 }
  42
  43
  44 namespace simgrid {
  45 namespace surf {
  46
  47 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  48   p_maxminSystem = lmm_system_new(1);
  49   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,p_maxminSystem);
  50   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,p_maxminSystem);
  51
  52   routing_model_create(surf_network_model->createLink("__loopback__",
  53                                                     498000000, NULL,
  54                                                     0.000015, NULL,
  55                                                     NULL,
  56                                                     SURF_LINK_FATPIPE, NULL));
  57 }
  58
  59 HostL07Model::~HostL07Model() {
  60   delete surf_cpu_model_pm;
  61   delete surf_network_model;
  62 }
  63
  64 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  65   : CpuModel()
  66   , p_hostModel(hmodel)
  67   {
  68     p_maxminSystem = sys;
  69   }
  70 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  71   surf_cpu_model_pm = NULL;
  72   lmm_system_free(p_maxminSystem);
  73   p_maxminSystem = NULL;
  74 }
  75 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  76   : NetworkModel()
  77   , p_hostModel(hmodel)
  78   {
  79     p_maxminSystem = sys;
  80   }
  81 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  82 {
  83   surf_network_model = NULL;
  84   p_maxminSystem = NULL; // Avoid multi-free
  85 }
  86
  87
  88 double HostL07Model::next_occuring_event(double /*now*/)
  89 {
  90   L07Action *action;
  91
  92   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
  93   double min = this->shareResourcesMaxMin(running_actions,
  94                                               p_maxminSystem,
  95                                               bottleneck_solve);
  96
  97   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itend(running_actions->end())
  98    ; it != itend ; ++it) {
  99   action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 100     if (action->m_latency > 0) {
 101       if (min < 0) {
 102         min = action->m_latency;
 103         XBT_DEBUG("Updating min (value) with %p (start %f): %f", action,
 104                action->getStartTime(), min);
 105       } else if (action->m_latency < min) {
 106         min = action->m_latency;
 107         XBT_DEBUG("Updating min (latency) with %p (start %f): %f", action,
 108                action->getStartTime(), min);
 109       }
 110     }
 111   }
 112
 113   XBT_DEBUG("min value : %f", min);
 114
 115   return min;
 116 }
 117
 118 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
 119
 120   L07Action *action;
 121   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
 122
 123   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
 124    ; it != actionSet->end()
 125    ; it =  itNext) {
 126   ++itNext;
 127     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 128     if (action->m_latency > 0) {
 129       if (action->m_latency > delta) {
 130         double_update(&(action->m_latency), delta, sg_surf_precision);
 131       } else {
 132         action->m_latency = 0.0;
 133       }
 134       if ((action->m_latency == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 135         action->updateBound();
 136         lmm_update_variable_weight(p_maxminSystem, action->getVariable(), 1.0);
 137       }
 138     }
 139     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 140            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 141     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 142
 143     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 144       action->updateMaxDuration(delta);
 145
 146     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 147
 148     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 149      *  - The amount of remaining work reached 0
 150      *  - The max duration was reached
 151      * If it's not done, it may have failed.
 152      */
 153
 154     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 155         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 156       action->finish();
 157       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 158     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 159                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 160       action->finish();
 161       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 162     } else {
 163       /* Need to check that none of the model has failed */
 164       lmm_constraint_t cnst = NULL;
 165       int i = 0;
 166
 167       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(p_maxminSystem, action->getVariable(), i++))) {
 168         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 169
 170         if (static_cast<HostImpl*>(constraint_id)->isOff()) {
 171           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 172           action->finish();
 173           action->setState(SURF_ACTION_FAILED);
 174           break;
 175         }
 176       }
 177     }
 178   }
 179   return;
 180 }
 181
 182 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 183       double *flops_amount, double *bytes_amount,
 184       double rate) {
 185   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 186 }
 187
 188
 189 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t*host_list,
 190     double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 191   : CpuAction(model, 1, 0)
 192 {
 193   int nb_link = 0;
 194   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 195   double latency = 0.0;
 196
 197   this->p_netcardList->reserve(host_nb);
 198   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 199     this->p_netcardList->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 200
 201   /* Compute the number of affected resources... */
 202   if(bytes_amount != NULL) {
 203     xbt_dict_t ptask_parallel_task_link_set = xbt_dict_new_homogeneous(NULL);
 204
 205     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 206       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 207
 208         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 209           double lat=0.0;
 210           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 211
 212           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 213           latency = MAX(latency, lat);
 214
 215           for (auto link : *route)
 216             xbt_dict_set(ptask_parallel_task_link_set, link->getName(), link, NULL);
 217           delete route;
 218         }
 219       }
 220     }
 221
 222     nb_link = xbt_dict_length(ptask_parallel_task_link_set);
 223     xbt_dict_free(&ptask_parallel_task_link_set);
 224   }
 225
 226   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 227     if (flops_amount[i] > 0)
 228       nb_used_host++;
 229
 230   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 231   this->p_computationAmount = flops_amount;
 232   this->p_communicationAmount = bytes_amount;
 233   this->m_latency = latency;
 234   this->m_rate = rate;
 235
 236   this->p_variable = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 237       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 238       host_nb + nb_link);
 239
 240   if (this->m_latency > 0)
 241     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 242
 243   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 244     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 245         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 246
 247   if(bytes_amount != NULL) {
 248     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 249       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 250
 251         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 252           continue;
 253         std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 254
 255         routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, NULL);
 256
 257         for (auto link : *route)
 258           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 259
 260         delete route;
 261       }
 262     }
 263   }
 264
 265   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 266     this->setCost(1.0);
 267     this->setRemains(0.0);
 268   }
 269   xbt_free(host_list);
 270 }
 271
 272 Action *NetworkL07Model::communicate(NetCard *src, NetCard *dst,
 273                                        double size, double rate)
 274 {
 275   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 276   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 277   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 278   Action *res = NULL;
 279
 280   host_list[0] = sg_host_by_name(src->name());
 281   host_list[1] = sg_host_by_name(dst->name());
 282   bytes_amount[1] = size;
 283
 284   res = p_hostModel->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 285
 286   return res;
 287 }
 288
 289 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  xbt_dynar_t powerPeakList,
 290     tmgr_trace_t power_trace, int core, tmgr_trace_t state_trace)
 291 {
 292   CpuL07 *cpu = new CpuL07(this, host, powerPeakList, power_trace, core, state_trace);
 293   return cpu;
 294 }
 295
 296 Link* NetworkL07Model::createLink(const char *name,
 297                                  double bw_initial,
 298                                  tmgr_trace_t bw_trace,
 299                                  double lat_initial,
 300                                  tmgr_trace_t lat_trace,
 301                                  tmgr_trace_t state_trace,
 302                                  e_surf_link_sharing_policy_t policy,
 303                                  xbt_dict_t properties)
 304 {
 305   xbt_assert(!Link::byName(name),
 306            "Link '%s' declared several times in the platform file.", name);
 307
 308   Link* link = new LinkL07(this, name, properties,
 309       bw_initial, bw_trace,
 310       lat_initial, lat_trace,
 311       state_trace,
 312       policy);
 313   Link::onCreation(link);
 314   return link;
 315 }
 316
 317 /************
 318  * Resource *
 319  ************/
 320
 321 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model *model, simgrid::s4u::Host *host,
 322     xbt_dynar_t speedPeakList,
 323     tmgr_trace_t speedTrace,
 324     int core, tmgr_trace_t state_trace)
 325  : Cpu(model, host, speedPeakList, core, xbt_dynar_get_as(speedPeakList,0,double))
 326 {
 327   p_constraint = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, xbt_dynar_get_as(speedPeakList,0,double));
 328
 329   if (speedTrace)
 330     p_speed.event = future_evt_set->add_trace(speedTrace, 0.0, this);
 331
 332   if (state_trace)
 333     p_stateEvent = future_evt_set->add_trace(state_trace, 0.0, this);
 334 }
 335
 336 CpuL07::~CpuL07()
 337 {
 338 }
 339
 340 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model *model, const char* name, xbt_dict_t props,
 341              double bw_initial, tmgr_trace_t bw_trace,
 342              double lat_initial, tmgr_trace_t lat_trace,
 343              tmgr_trace_t state_trace,
 344              e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 345  : Link(model, name, props, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bw_initial), state_trace)
 346 {
 347   m_bandwidth.peak = bw_initial;
 348   if (bw_trace)
 349     m_bandwidth.event = future_evt_set->add_trace(bw_trace, 0.0, this);
 350
 351   m_latency.peak = lat_initial;
 352   if (lat_trace)
 353     m_latency.event = future_evt_set->add_trace(lat_trace, 0.0, this);
 354
 355   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 356     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 357 }
 358
 359 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 360 {
 361   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 362   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 363
 364   host_list[0] = getHost();
 365   flops_amount[0] = size;
 366
 367   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->p_hostModel
 368     ->executeParallelTask( 1, host_list, flops_amount, NULL, -1);
 369 }
 370
 371 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 372 {
 373   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 374   action->m_maxDuration = duration;
 375   action->m_suspended = 2;
 376   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 377
 378   return action;
 379 }
 380
 381 bool CpuL07::isUsed(){
 382   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 383 }
 384
 385 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 386 void CpuL07::onSpeedChange() {
 387   lmm_variable_t var = NULL;
 388   lmm_element_t elem = NULL;
 389
 390     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), p_speed.peak * p_speed.scale);
 391     while ((var = lmm_get_var_from_cnst
 392             (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 393       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 394
 395       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(),
 396                                 action->getVariable(),
 397                                 p_speed.scale * p_speed.peak);
 398     }
 399
 400   Cpu::onSpeedChange();
 401 }
 402
 403
 404 bool LinkL07::isUsed(){
 405   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 406 }
 407
 408 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 409   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 410   if (triggered == p_speed.event) {
 411     p_speed.scale = value;
 412     onSpeedChange();
 413     tmgr_trace_event_unref(&p_speed.event);
 414
 415   } else if (triggered == p_stateEvent) {
 416     if (value > 0)
 417       turnOn();
 418     else
 419       turnOff();
 420     tmgr_trace_event_unref(&p_stateEvent);
 421
 422   } else {
 423     xbt_die("Unknown event!\n");
 424   }
 425 }
 426
 427 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 428   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 429   if (triggered == m_bandwidth.event) {
 430     updateBandwidth(value);
 431     tmgr_trace_event_unref(&m_bandwidth.event);
 432
 433   } else if (triggered == m_latency.event) {
 434     updateLatency(value);
 435     tmgr_trace_event_unref(&m_latency.event);
 436
 437   } else if (triggered == m_stateEvent) {
 438     if (value > 0)
 439       turnOn();
 440     else
 441       turnOff();
 442     tmgr_trace_event_unref(&m_stateEvent);
 443
 444   } else {
 445     xbt_die("Unknown event ! \n");
 446   }
 447 }
 448
 449 void LinkL07::updateBandwidth(double value)
 450 {
 451   m_bandwidth.peak = value;
 452   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), m_bandwidth.peak * m_bandwidth.scale);
 453 }
 454
 455 void LinkL07::updateLatency(double value)
 456 {
 457   lmm_variable_t var = NULL;
 458   L07Action *action;
 459   lmm_element_t elem = NULL;
 460
 461   m_latency.peak = value;
 462   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 463     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 464     action->updateBound();
 465   }
 466 }
 467
 468 /**********
 469  * Action *
 470  **********/
 471
 472 L07Action::~L07Action(){
 473   delete p_netcardList;
 474   free(p_communicationAmount);
 475   free(p_computationAmount);
 476 }
 477
 478 void L07Action::updateBound()
 479 {
 480   double lat_current = 0.0;
 481   double lat_bound = -1.0;
 482   int i, j;
 483
 484   int hostNb = p_netcardList->size();
 485
 486   if (p_communicationAmount != NULL) {
 487     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 488       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 489
 490         if (p_communicationAmount[i * hostNb + j] > 0) {
 491           double lat = 0.0;
 492           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 493           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 494
 495           lat_current = MAX(lat_current, lat * p_communicationAmount[i * hostNb + j]);
 496           delete route;
 497         }
 498       }
 499     }
 500   }
 501   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 502   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 503   if ((m_latency == 0.0) && (m_suspended == 0)) {
 504     if (m_rate < 0)
 505       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 506     else
 507       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(),
 508         std::min(m_rate, lat_bound));
 509   }
 510 }
 511
 512 int L07Action::unref()
 513 {
 514   m_refcount--;
 515   if (!m_refcount) {
 516     if (action_hook.is_linked())
 517       p_stateSet->erase(p_stateSet->iterator_to(*this));
 518     if (getVariable())
 519       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 520     delete this;
 521     return 1;
 522   }
 523   return 0;
 524 }
 525
 526 }
 527 }