src/surf/network_ib.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2019. 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 "src/surf/network_ib.hpp"
   7 #include "simgrid/sg_config.hpp"
   8 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
   9 #include "src/surf/xml/platf.hpp"
  10 #include "surf/surf.hpp"
  11
  12 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  14
  15 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_network);
  16
  17 static void IB_create_host_callback(simgrid::s4u::Host const& host)
  18 {
  19   using simgrid::kernel::resource::IBNode;
  20   using simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel;
  21
  22   static int id=0;
  23   IBNode* act = new IBNode(id);
  24
  25   id++;
  26   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_nodes.insert({host.get_name(), act});
  27 }
  28
  29 static void IB_action_state_changed_callback(simgrid::kernel::resource::NetworkAction& action,
  30                                              simgrid::kernel::resource::Action::State /*previous*/)
  31 {
  32   using simgrid::kernel::resource::IBNode;
  33   using simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel;
  34
  35   if (action.get_state() != simgrid::kernel::resource::Action::State::FINISHED)
  36     return;
  37   std::pair<IBNode*, IBNode*> pair = ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms[&action];
  38   XBT_DEBUG("IB callback - action %p finished", &action);
  39
  40   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->updateIBfactors(&action, pair.first, pair.second, 1);
  41
  42   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms.erase(&action);
  43 }
  44
  45 static void IB_action_init_callback(simgrid::kernel::resource::NetworkAction& action, simgrid::s4u::Host* src,
  46                                     simgrid::s4u::Host* dst)
  47 {
  48   simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel* ibModel = (simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel*)surf_network_model;
  49   simgrid::kernel::resource::IBNode* act_src;
  50   simgrid::kernel::resource::IBNode* act_dst;
  51
  52   auto asrc = ibModel->active_nodes.find(src->get_name());
  53   if (asrc != ibModel->active_nodes.end()) {
  54     act_src = asrc->second;
  55   } else {
  56     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + src->get_cname() + "' active comms !");
  57   }
  58
  59   auto adst = ibModel->active_nodes.find(dst->get_name());
  60   if (adst != ibModel->active_nodes.end()) {
  61     act_dst = adst->second;
  62   } else {
  63     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + dst->get_cname() + "' active comms !");
  64   }
  65
  66   ibModel->active_comms[&action] = std::make_pair(act_src, act_dst);
  67
  68   ibModel->updateIBfactors(&action, act_src, act_dst, 0);
  69 }
  70
  71 /*********
  72  * Model *
  73  *********/
  74
  75 /************************************************************************/
  76 /* New model based on MPI contention model for Infiniband platforms */
  77 /************************************************************************/
  78 /* @Inproceedings{mescal_vienne_phd, */
  79 /*  author={Jérôme Vienne}, */
  80 /*  title={prédiction de performances d’applications de calcul haute performance sur réseau Infiniband}, */
  81 /*  address={Grenoble FRANCE}, */
  82 /*  month=june, */
  83 /*  year={2010} */
  84 /*  } */
  85 void surf_network_model_init_IB()
  86 {
  87   xbt_assert(surf_network_model == nullptr, "Cannot set the network model twice");
  88
  89   surf_network_model = new simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel();
  90   simgrid::s4u::Link::on_communication_state_change.connect(IB_action_state_changed_callback);
  91   simgrid::s4u::Link::on_communicate.connect(IB_action_init_callback);
  92   simgrid::s4u::Host::on_creation.connect(IB_create_host_callback);
  93   simgrid::config::set_default<double>("network/weight-S", 8775);
  94 }
  95
  96 namespace simgrid {
  97 namespace kernel {
  98 namespace resource {
  99
 100 NetworkIBModel::NetworkIBModel() : NetworkSmpiModel()
 101 {
 102   /* Do not add this into all_existing_models: our ancestor already does so */
 103
 104   std::string IB_factors_string = config::get_value<std::string>("smpi/IB-penalty-factors");
 105   std::vector<std::string> radical_elements;
 106   boost::split(radical_elements, IB_factors_string, boost::is_any_of(";"));
 107
 108   surf_parse_assert(radical_elements.size() == 3, "smpi/IB-penalty-factors should be provided and contain 3 "
 109                                                   "elements, semi-colon separated. Example: 0.965;0.925;1.35");
 110
 111   try {
 112     Be = std::stod(radical_elements.front());
 113   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 114     throw std::invalid_argument(std::string("First part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 115   }
 116
 117   try {
 118     Bs = std::stod(radical_elements.at(1));
 119   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 120     throw std::invalid_argument(std::string("Second part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 121   }
 122
 123   try {
 124     ys = std::stod(radical_elements.back());
 125   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 126     throw std::invalid_argument(std::string("Third part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 127   }
 128 }
 129
 130 NetworkIBModel::~NetworkIBModel()
 131 {
 132   for (auto const& instance : active_nodes)
 133     delete instance.second;
 134 }
 135
 136 void NetworkIBModel::computeIBfactors(IBNode* root)
 137 {
 138   double num_comm_out    = static_cast<double>(root->ActiveCommsUp.size());
 139   double max_penalty_out = 0.0;
 140   // first, compute all outbound penalties to get their max
 141   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 142     double my_penalty_out = 1.0;
 143
 144     if (num_comm_out != 1) {
 145       if ((*it)->destination->nbActiveCommsDown > 2) // number of comms sent to the receiving node
 146         my_penalty_out = num_comm_out * Bs * ys;
 147       else
 148         my_penalty_out = num_comm_out * Bs;
 149     }
 150
 151     max_penalty_out = std::max(max_penalty_out, my_penalty_out);
 152   }
 153
 154   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 155     // compute inbound penalty
 156     double my_penalty_in = 1.0;
 157     int nb_comms         = (*it)->destination->nbActiveCommsDown; // total number of incoming comms
 158     if (nb_comms != 1)
 159       my_penalty_in = ((*it)->destination->ActiveCommsDown)[root]        // number of comm sent to dest by root node
 160                       * Be * (*it)->destination->ActiveCommsDown.size(); // number of different nodes sending to dest
 161
 162     double penalty = std::max(my_penalty_in, max_penalty_out);
 163
 164     double rate_before_update = (*it)->action->get_bound();
 165     // save initial rate of the action
 166     if ((*it)->init_rate == -1)
 167       (*it)->init_rate = rate_before_update;
 168
 169     double penalized_bw = num_comm_out ? (*it)->init_rate / penalty : (*it)->init_rate;
 170
 171     if (not double_equals(penalized_bw, rate_before_update, sg_surf_precision)) {
 172       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty updated : bw now %f, before %f , initial rate %f", root->id,
 173                 (*it)->destination->id, (*it)->action, penalized_bw, (*it)->action->get_bound(), (*it)->init_rate);
 174       get_maxmin_system()->update_variable_bound((*it)->action->get_variable(), penalized_bw);
 175     } else {
 176       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty not updated : bw %f, initial rate %f", root->id, (*it)->destination->id,
 177                 (*it)->action, penalized_bw, (*it)->init_rate);
 178     }
 179   }
 180   XBT_DEBUG("Finished computing IB penalties");
 181 }
 182
 183 void NetworkIBModel::updateIBfactors_rec(IBNode* root, std::vector<bool>& updatedlist)
 184 {
 185   if (not updatedlist[root->id]) {
 186     XBT_DEBUG("IB - Updating rec %d", root->id);
 187     computeIBfactors(root);
 188     updatedlist[root->id] = true;
 189     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 190       if (not updatedlist[(*it)->destination->id])
 191         updateIBfactors_rec((*it)->destination, updatedlist);
 192     }
 193     for (std::map<IBNode*, int>::iterator it = root->ActiveCommsDown.begin(); it != root->ActiveCommsDown.end(); ++it) {
 194       if (not updatedlist[it->first->id])
 195         updateIBfactors_rec(it->first, updatedlist);
 196     }
 197   }
 198 }
 199
 200 void NetworkIBModel::updateIBfactors(NetworkAction* action, IBNode* from, IBNode* to, int remove)
 201 {
 202   if (from == to) // disregard local comms (should use loopback)
 203     return;
 204
 205   if (remove) {
 206     if (to->ActiveCommsDown[from] == 1)
 207       to->ActiveCommsDown.erase(from);
 208     else
 209       to->ActiveCommsDown[from] -= 1;
 210
 211     to->nbActiveCommsDown--;
 212     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = from->ActiveCommsUp.begin(); it != from->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 213       if ((*it)->action == action) {
 214         delete *it;
 215         from->ActiveCommsUp.erase(it);
 216         break;
 217       }
 218     }
 219     action->unref();
 220   } else {
 221     action->ref();
 222     ActiveComm* comm  = new ActiveComm();
 223     comm->action      = action;
 224     comm->destination = to;
 225     from->ActiveCommsUp.push_back(comm);
 226
 227     to->ActiveCommsDown[from] += 1;
 228     to->nbActiveCommsDown++;
 229   }
 230   XBT_DEBUG("IB - Updating %d", from->id);
 231   std::vector<bool> updated(active_nodes.size(), false);
 232   updateIBfactors_rec(from, updated);
 233   XBT_DEBUG("IB - Finished updating %d", from->id);
 234 }
 235 } // namespace resource
 236 } // namespace kernel
 237 } // namespace simgrid