src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2018. 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 "ptask_L07.hpp"
   7 #include "surf/surf.hpp"
   8 #include "xbt/config.hpp"
   9
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  13 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  14
  15 /**************************************/
  16 /*** Resource Creation & Destruction **/
  17 /**************************************/
  18 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  19 {
  20   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  21   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "Cannot switch to ptasks: CPU model already defined");
  22   xbt_assert(not surf_network_model, "Cannot switch to ptasks: network model already defined");
  23
  24   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  25   all_existing_models.push_back(surf_host_model);
  26 }
  27
  28 namespace simgrid {
  29 namespace surf {
  30
  31 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  32   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  33   set_maxmin_system(maxmin_system);
  34   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  35   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  36 }
  37
  38 HostL07Model::~HostL07Model()
  39 {
  40   delete surf_network_model;
  41   delete surf_cpu_model_pm;
  42 }
  43
  44 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  45     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  46 {
  47   set_maxmin_system(sys);
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  51 {
  52   set_maxmin_system(nullptr);
  53 }
  54
  55 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  56     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  57 {
  58   set_maxmin_system(sys);
  59   loopback_ = NetworkL07Model::create_link("__loopback__", 498000000, 0.000015, s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE);
  60 }
  61
  62 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  63 {
  64   set_maxmin_system(nullptr);
  65 }
  66
  67 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  68 {
  69   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  70   for (kernel::resource::Action const& action : *get_started_action_set()) {
  71     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  72     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  73       min = net_action.latency_;
  74       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  75     }
  76   }
  77   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  78
  79   return min;
  80 }
  81
  82 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  83 {
  84   for (auto it = std::begin(*get_started_action_set()); it != std::end(*get_started_action_set());) {
  85     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  86     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  87     if (action.latency_ > 0) {
  88       if (action.latency_ > delta) {
  89         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  90       } else {
  91         action.latency_ = 0.0;
  92       }
  93       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
  94         action.updateBound();
  95         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
  96         action.set_last_update();
  97       }
  98     }
  99     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 100               action.get_variable()->get_value() * delta);
 101     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 102
 103     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
 104       action.update_max_duration(delta);
 105
 106     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 107
 108     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 109      *  - The amount of remaining work reached 0
 110      *  - The max duration was reached
 111      * If it's not done, it may have failed.
 112      */
 113
 114     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 115         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 116       action.finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
 117     } else {
 118       /* Need to check that none of the model has failed */
 119       int i = 0;
 120       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 121       while (cnst != nullptr) {
 122         i++;
 123         void* constraint_id = cnst->get_id();
 124         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
 125           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 126           action.finish(kernel::resource::Action::State::FAILED);
 127           break;
 128         }
 129         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 130       }
 131     }
 132   }
 133 }
 134
 135 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 136                                                          double* bytes_amount, double rate)
 137 {
 138   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 139 }
 140
 141 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 142                      double* bytes_amount, double rate)
 143     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 144 {
 145   int nb_link = 0;
 146   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 147   double latency = 0.0;
 148   this->set_last_update();
 149
 150   this->hostList_.reserve(host_nb);
 151   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 152     this->hostList_.push_back(host_list[i]);
 153
 154   if (flops_amount != nullptr)
 155     for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 156       if (flops_amount[i] > 0)
 157         nb_used_host++;
 158
 159   /* Compute the number of affected resources... */
 160   if(bytes_amount != nullptr) {
 161     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 162
 163     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 164       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 165
 166         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 167           double lat=0.0;
 168
 169           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 170           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 171           latency = std::max(latency, lat);
 172
 173           for (auto const& link : route)
 174             affected_links.insert(link->get_cname());
 175         }
 176       }
 177     }
 178
 179     nb_link = affected_links.size();
 180   }
 181
 182   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 183   latency_ = latency;
 184
 185   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 186
 187   if (latency_ > 0)
 188     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 189
 190   if (flops_amount != nullptr)
 191     for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 192       model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(), flops_amount[i]);
 193
 194   if (bytes_amount != nullptr) {
 195     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 196       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 197         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 198           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 199           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, nullptr);
 200
 201           for (auto const& link : route)
 202             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 203                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 204         }
 205       }
 206     }
 207   }
 208
 209   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 210     this->set_cost(1.0);
 211     this->set_remains(0.0);
 212   }
 213 }
 214
 215 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 216 {
 217   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 218   double* flops_amount = new double[2]();
 219   double* bytes_amount = new double[4]();
 220
 221   host_list[0]    = src;
 222   host_list[1]    = dst;
 223   bytes_amount[1] = size;
 224
 225   kernel::resource::Action* res = hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 226   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 227   return res;
 228 }
 229
 230 Cpu* CpuL07Model::create_cpu(simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 231 {
 232   return new CpuL07(this, host, speed_per_pstate, core);
 233 }
 234
 235 kernel::resource::LinkImpl* NetworkL07Model::create_link(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 236                                                          s4u::Link::SharingPolicy policy)
 237 {
 238   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 239 }
 240
 241 /************
 242  * Resource *
 243  ************/
 244
 245 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 246     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speed_per_pstate->front()), speed_per_pstate,
 247           core)
 248 {
 249 }
 250
 251 CpuL07::~CpuL07()=default;
 252
 253 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 254                  s4u::Link::SharingPolicy policy)
 255     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 256 {
 257   bandwidth_.peak = bandwidth;
 258   latency_.peak   = latency;
 259
 260   if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE)
 261     get_constraint()->unshare();
 262
 263   s4u::Link::on_creation(this->piface_);
 264 }
 265
 266 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 267 {
 268   sg_host_t host_list[1] = {get_host()};
 269
 270   double* flops_amount = new double[1]();
 271   flops_amount[0] = size;
 272
 273   kernel::resource::Action* res =
 274       static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 275   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 276   return res;
 277 }
 278
 279 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 280 {
 281   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 282   action->set_max_duration(duration);
 283   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 284   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 285
 286   return action;
 287 }
 288
 289 bool CpuL07::is_used()
 290 {
 291   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 292 }
 293
 294 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 295 void CpuL07::on_speed_change()
 296 {
 297   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 298   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 299
 300   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 301   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 302     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 303
 304     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 305   }
 306
 307   Cpu::on_speed_change();
 308 }
 309
 310 bool LinkL07::is_used()
 311 {
 312   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 313 }
 314
 315 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 316 {
 317   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 318   if (triggered == speed_.event) {
 319     speed_.scale = value;
 320     on_speed_change();
 321     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 322
 323   } else if (triggered == state_event_) {
 324     if (value > 0) {
 325       if (is_off()) {
 326         XBT_VERB("Restart processes on host %s", get_host()->get_cname());
 327         get_host()->turn_on();
 328       }
 329     } else
 330       get_host()->turn_off();
 331     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 332
 333   } else {
 334     xbt_die("Unknown event!\n");
 335   }
 336 }
 337
 338 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 339 {
 340   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 341   if (triggered == bandwidth_.event) {
 342     set_bandwidth(value);
 343     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 344
 345   } else if (triggered == latency_.event) {
 346     set_latency(value);
 347     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 348
 349   } else if (triggered == state_event_) {
 350     if (value > 0)
 351       turn_on();
 352     else
 353       turn_off();
 354     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 355
 356   } else {
 357     xbt_die("Unknown event ! \n");
 358   }
 359 }
 360
 361 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
 362 {
 363   bandwidth_.peak = value;
 364   LinkImpl::on_bandwidth_change();
 365
 366   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 367 }
 368
 369 void LinkL07::set_latency(double value)
 370 {
 371   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 372   L07Action *action;
 373   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 374
 375   latency_.peak = value;
 376   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 377     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 378     action->updateBound();
 379   }
 380 }
 381 LinkL07::~LinkL07() = default;
 382
 383 /**********
 384  * Action *
 385  **********/
 386
 387 L07Action::~L07Action()
 388 {
 389   if (free_arrays_) {
 390     delete[] computationAmount_;
 391     delete[] communicationAmount_;
 392   }
 393 }
 394
 395 void L07Action::updateBound()
 396 {
 397   double lat_current = 0.0;
 398
 399   int hostNb = hostList_.size();
 400
 401   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 402     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 403       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 404
 405         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 406           double lat = 0.0;
 407           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 408           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 409
 410           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 411         }
 412       }
 413     }
 414   }
 415   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 416   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 417   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 418     if (rate_ < 0)
 419       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 420     else
 421       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 422   }
 423 }
 424
 425 }
 426 }