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[simgrid.git] / src / s4u / s4u_Host.cpp
1 /* Copyright (c) 2006-2019. 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 "simgrid/kernel/routing/NetPoint.hpp"
7 #include "simgrid/s4u/Actor.hpp"
8 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
9 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
10 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
11
12 #include <string>
13
14 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(s4u_host, s4u, "Logging specific to the S4U hosts");
15 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_route);
16
17 int USER_HOST_LEVEL = -1;
18
19 namespace simgrid {
20
21 namespace xbt {
22 template class Extendable<simgrid::s4u::Host>;
23 }
24
25 namespace s4u {
26
27 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_creation;
28 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_destruction;
29 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_state_change;
30 simgrid::xbt::signal<void(Host&)> Host::on_speed_change;
31
32 Host::Host(std::string name) : name_(name)
33 {
34   xbt_assert(Host::by_name_or_null(name) == nullptr, "Refusing to create a second host named '%s'.", name.c_str());
35   Engine::get_instance()->host_register(std::string(name_), this);
36   new simgrid::surf::HostImpl(this);
37 }
38
39 Host::~Host()
40 {
41   xbt_assert(currentlyDestroying_, "Please call h->destroy() instead of manually deleting it.");
42
43   delete pimpl_;
44   if (pimpl_netpoint != nullptr) // not removed yet by a children class
45     simgrid::s4u::Engine::get_instance()->netpoint_unregister(pimpl_netpoint);
46   delete pimpl_cpu;
47   delete mounts_;
48 }
49
50 /** @brief Fire the required callbacks and destroy the object
51  *
52  * Don't delete directly a host, call h->destroy() instead.
53  *
54  * This is cumbersome but this is the simplest solution to ensure that the
55  * onDestruction() callback receives a valid object (because of the destructor
56  * order in a class hierarchy).
57  */
58 void Host::destroy()
59 {
60   if (not currentlyDestroying_) {
61     currentlyDestroying_ = true;
62     on_destruction(*this);
63     Engine::get_instance()->host_unregister(std::string(name_));
64     delete this;
65   }
66 }
67
68 Host* Host::by_name(std::string name)
69 {
70   return Engine::get_instance()->host_by_name(name);
71 }
72 Host* Host::by_name_or_null(std::string name)
73 {
74   return Engine::get_instance()->host_by_name_or_null(name);
75 }
76
77 Host* Host::current()
78 {
79   smx_actor_t smx_proc = SIMIX_process_self();
80   if (smx_proc == nullptr)
81     xbt_die("Cannot call Host::current() from the maestro context");
82   return smx_proc->host_;
83 }
84
85 void Host::turn_on()
86 {
87   if (not is_on()) {
88     simgrid::simix::simcall([this] {
89       this->pimpl_cpu->turn_on();
90       this->pimpl_->turn_on();
91       on_state_change(*this);
92     });
93   }
94 }
95
96 /** @brief Stop the host if it is on */
97 void Host::turn_off()
98 {
99   if (is_on()) {
100     simgrid::simix::simcall([this] {
101       this->pimpl_cpu->turn_off();
102       this->pimpl_->turn_off();
103
104       on_state_change(*this);
105     });
106   }
107 }
108
109 bool Host::is_on() const
110 {
111   return this->pimpl_cpu->is_on();
112 }
113
114 int Host::get_pstate_count() const
115 {
116   return this->pimpl_cpu->get_pstate_count();
117 }
118
119 /**
120  * @brief Return a copy of the list of actors that are executing on this host.
121  *
122  * Daemons and regular actors are all mixed in this list.
123  */
124 std::vector<ActorPtr> Host::get_all_actors()
125 {
126   return pimpl_->get_all_actors();
127 }
128
129 /** @brief Returns how many actors (daemonized or not) have been launched on this host */
130 int Host::get_actor_count()
131 {
132   return pimpl_->get_actor_count();
133 }
134
135 /** @deprecated */
136 void Host::getProcesses(std::vector<ActorPtr>* list)
137 {
138   auto actors = get_all_actors();
139   for (auto& actor : actors)
140     list->push_back(actor);
141 }
142
143 /** @deprecated */
144 void Host::actorList(std::vector<ActorPtr>* whereto)
145 {
146   auto actors = get_all_actors();
147   for (auto& actor : actors)
148     whereto->push_back(actor);
149 }
150
151 /**
152  * @brief Find a route toward another host
153  *
154  * @param dest [IN] where to
155  * @param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
156  * @param latency [OUT] where to store the latency experienced on the path (or nullptr if not interested)
157  *                It is the caller responsibility to initialize latency to 0 (we add to provided route)
158  * @pre links!=nullptr
159  *
160  * walk through the routing components tree and find a route between hosts
161  * by calling each "get_route" function in each routing component.
162  */
163 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<Link*>& links, double* latency)
164 {
165   std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> linkImpls;
166   this->route_to(dest, linkImpls, latency);
167   for (kernel::resource::LinkImpl* const& l : linkImpls)
168     links.push_back(&l->piface_);
169 }
170
171 /** @brief Just like Host::routeTo, but filling an array of link implementations */
172 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<kernel::resource::LinkImpl*>& links, double* latency)
173 {
174   simgrid::kernel::routing::NetZoneImpl::get_global_route(pimpl_netpoint, dest->pimpl_netpoint, links, latency);
175   if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_route, xbt_log_priority_debug)) {
176     XBT_CDEBUG(surf_route, "Route from '%s' to '%s' (latency: %f):", get_cname(), dest->get_cname(),
177                (latency == nullptr ? -1 : *latency));
178     for (auto const& link : links)
179       XBT_CDEBUG(surf_route, "Link %s", link->get_cname());
180   }
181 }
182
183 /** Get the properties assigned to a host */
184 std::unordered_map<std::string, std::string>* Host::get_properties()
185 {
186   return simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_properties(); });
187 }
188
189 /** Retrieve the property value (or nullptr if not set) */
190 const char* Host::get_property(std::string key) const
191 {
192   return this->pimpl_->get_property(key);
193 }
194
195 void Host::set_property(std::string key, std::string value)
196 {
197   simgrid::simix::simcall([this, key, value] { this->pimpl_->set_property(key, value); });
198 }
199 /** Specify a profile turning the host on and off according to a exhaustive list or a stochastic law.
200  * The profile must contain boolean values. */
201 void Host::set_state_profile(kernel::profile::Profile* p)
202 {
203   return simgrid::simix::simcall([this, p] { pimpl_cpu->set_state_profile(p); });
204 }
205 /** Specify a profile modeling the external load according to a exhaustive list or a stochastic law.
206  *
207  * Each event of the profile represent a peak speed change that is due to external load. The values are given as a rate
208  * of the initial value. This means that the actual value is obtained by multiplying the initial value (the peek speed
209  * at this pstate level) by the rate coming from the profile.
210  */
211 void Host::set_speed_profile(kernel::profile::Profile* p)
212 {
213   return simgrid::simix::simcall([this, p] { pimpl_cpu->set_speed_profile(p); });
214 }
215
216 /** @brief Get the peak processor speed (in flops/s), at the specified pstate  */
217 double Host::get_pstate_speed(int pstate_index) const
218 {
219   return simgrid::simix::simcall([this, pstate_index] { return this->pimpl_cpu->get_pstate_peak_speed(pstate_index); });
220 }
221
222 /** @brief Get the peak computing speed in flops/s at the current pstate, NOT taking the external load into account.
223  *
224  *  The amount of flops per second available for computing depends on several things:
225  *    - The current pstate determines the maximal peak computing speed (use @ref get_pstate_speed() to retrieve the
226  *      computing speed you would get at another pstate)
227  *    - If you declared an external load (with @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_profile()), you must multiply the
228  * result of get_speed() by get_available_speed() to retrieve what a new computation would get.
229  *
230  *  The remaining speed is then shared between the executions located on this host.
231  *  You can retrieve the amount of tasks currently running on this host with @ref get_load().
232  *
233  *  The host may have multiple cores, and your executions may be able to use more than a single core.
234  *
235  *  Finally, executions of priority 2 get twice the amount of flops than executions of priority 1.
236  */
237 double Host::get_speed() const
238 {
239   return this->pimpl_cpu->get_speed(1.0);
240 }
241 /** @brief Returns the current computation load (in flops per second)
242  *
243  * The external load (coming from an availability trace) is not taken in account.
244  * You may also be interested in the load plugin.
245  */
246 double Host::get_load() const
247 {
248   return this->pimpl_cpu->get_load();
249 }
250 /** @brief Get the available speed ratio, between 0 and 1.
251  *
252  * This accounts for external load (see @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_profile()).
253  */
254 double Host::get_available_speed() const
255 {
256   return this->pimpl_cpu->get_speed_ratio();
257 }
258
259 /** @brief Returns the number of core of the processor. */
260 int Host::get_core_count() const
261 {
262   return this->pimpl_cpu->get_core_count();
263 }
264
265 /** @brief Set the pstate at which the host should run */
266 void Host::set_pstate(int pstate_index)
267 {
268   simgrid::simix::simcall([this, pstate_index] { this->pimpl_cpu->set_pstate(pstate_index); });
269 }
270 /** @brief Retrieve the pstate at which the host is currently running */
271 int Host::get_pstate() const
272 {
273   return this->pimpl_cpu->get_pstate();
274 }
275
276 /**
277  * @ingroup simix_storage_management
278  * @brief Returns the list of storages attached to a host.
279  * @return a vector containing all storages attached to the host
280  */
281 std::vector<const char*> Host::get_attached_storages() const
282 {
283   return simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_attached_storages(); });
284 }
285
286 void Host::getAttachedStorages(std::vector<const char*>* storages)
287 {
288   std::vector<const char*> local_storages =
289       simgrid::simix::simcall([this] { return this->pimpl_->get_attached_storages(); });
290   for (auto elm : local_storages)
291     storages->push_back(elm);
292 }
293
294 std::unordered_map<std::string, Storage*> const& Host::get_mounted_storages()
295 {
296   if (mounts_ == nullptr) {
297     mounts_ = new std::unordered_map<std::string, Storage*>();
298     for (auto const& m : this->pimpl_->storage_) {
299       mounts_->insert({m.first, &m.second->piface_});
300     }
301   }
302   return *mounts_;
303 }
304
305 ExecPtr Host::exec_async(double flops)
306 {
307   return this_actor::exec_init(flops)->set_host(this);
308 }
309
310 void Host::execute(double flops)
311 {
312   execute(flops, 1.0 /* priority */);
313 }
314
315 void Host::execute(double flops, double priority)
316 {
317   this_actor::exec_init(flops)->set_host(this)->set_priority(1 / priority)->start()->wait();
318 }
319
320 } // namespace s4u
321 } // namespace simgrid
322
323 /* **************************** Public C interface *************************** */
324 size_t sg_host_count()
325 {
326   return simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_host_count();
327 }
328 /** @brief Returns the host list
329  *
330  * Uses sg_host_count() to know the array size.
331  *
332  * @return an array of @ref sg_host_t containing all the hosts in the platform.
333  * @remark The host order in this array is generally different from the
334  * creation/declaration order in the XML platform (we use a hash table
335  * internally).
336  * @see sg_host_count()
337  */
338 sg_host_t* sg_host_list()
339 {
340   xbt_assert(sg_host_count() > 0, "There is no host!");
341   std::vector<simgrid::s4u::Host*> hosts = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
342
343   sg_host_t* res = (sg_host_t*)malloc(sizeof(sg_host_t) * hosts.size());
344   memcpy(res, hosts.data(), sizeof(sg_host_t) * hosts.size());
345
346   return res;
347 }
348
349 const char* sg_host_get_name(sg_host_t host)
350 {
351   return host->get_cname();
352 }
353
354 void* sg_host_extension_get(sg_host_t host, size_t ext)
355 {
356   return host->extension(ext);
357 }
358
359 size_t sg_host_extension_create(void (*deleter)(void*))
360 {
361   return simgrid::s4u::Host::extension_create(deleter);
362 }
363
364 sg_host_t sg_host_by_name(const char* name)
365 {
366   return simgrid::s4u::Host::by_name_or_null(name);
367 }
368
369 static int hostcmp_voidp(const void* pa, const void* pb)
370 {
371   return strcmp((*static_cast<simgrid::s4u::Host* const*>(pa))->get_cname(),
372                 (*static_cast<simgrid::s4u::Host* const*>(pb))->get_cname());
373 }
374
375 xbt_dynar_t sg_hosts_as_dynar()
376 {
377   xbt_dynar_t res = xbt_dynar_new(sizeof(sg_host_t), nullptr);
378
379   std::vector<simgrid::s4u::Host*> list = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
380
381   for (auto const& host : list) {
382     if (host && host->pimpl_netpoint && host->pimpl_netpoint->is_host())
383       xbt_dynar_push(res, &host);
384   }
385   xbt_dynar_sort(res, hostcmp_voidp);
386   return res;
387 }
388
389 // ========= Layering madness ==============*
390
391 // ========== User data Layer ==========
392 void* sg_host_user(sg_host_t host)
393 {
394   return host->extension(USER_HOST_LEVEL);
395 }
396 void sg_host_user_set(sg_host_t host, void* userdata)
397 {
398   host->extension_set(USER_HOST_LEVEL, userdata);
399 }
400 void sg_host_user_destroy(sg_host_t host)
401 {
402   host->extension_set(USER_HOST_LEVEL, nullptr);
403 }
404
405 // ========= storage related functions ============
406 xbt_dict_t sg_host_get_mounted_storage_list(sg_host_t host)
407 {
408   xbt_assert((host != nullptr), "Invalid parameters");
409   xbt_dict_t res = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
410   for (auto const& elm : host->get_mounted_storages()) {
411     const char* mount_name = elm.first.c_str();
412     sg_storage_t storage   = elm.second;
413     xbt_dict_set(res, mount_name, (void*)storage->get_cname(), nullptr);
414   }
415
416   return res;
417 }
418
419 xbt_dynar_t sg_host_get_attached_storage_list(sg_host_t host)
420 {
421   xbt_dynar_t storage_dynar               = xbt_dynar_new(sizeof(const char*), nullptr);
422   std::vector<const char*> storage_vector = host->get_attached_storages();
423   for (auto const& name : storage_vector)
424     xbt_dynar_push(storage_dynar, &name);
425   return storage_dynar;
426 }
427
428 // =========== user-level functions ===============
429 // ================================================
430 /** @brief Returns the total speed of a host */
431 double sg_host_speed(sg_host_t host)
432 {
433   return host->get_speed();
434 }
435
436 /** @brief Return the speed of the processor (in flop/s) at a given pstate. See also @ref plugin_energy.
437  *
438  * @param  host host to test
439  * @param pstate_index pstate to test
440  * @return Returns the processor speed associated with pstate_index
441  */
442 double sg_host_get_pstate_speed(sg_host_t host, int pstate_index)
443 {
444   return host->get_pstate_speed(pstate_index);
445 }
446
447 /** @ingroup m_host_management
448  * @brief Return the number of cores.
449  *
450  * @param host a host
451  * @return the number of cores
452  */
453 int sg_host_core_count(sg_host_t host)
454 {
455   return host->get_core_count();
456 }
457
458 double sg_host_get_available_speed(sg_host_t host)
459 {
460   return host->get_available_speed();
461 }
462
463 /** @brief Returns the number of power states for a host.
464  *
465  *  See also @ref plugin_energy.
466  */
467 int sg_host_get_nb_pstates(sg_host_t host)
468 {
469   return host->get_pstate_count();
470 }
471
472 /** @brief Gets the pstate at which that host currently runs.
473  *
474  *  See also @ref plugin_energy.
475  */
476 int sg_host_get_pstate(sg_host_t host)
477 {
478   return host->get_pstate();
479 }
480 /** @brief Sets the pstate at which that host should run.
481  *
482  *  See also @ref plugin_energy.
483  */
484 void sg_host_set_pstate(sg_host_t host, int pstate)
485 {
486   host->set_pstate(pstate);
487 }
488
489 /** @ingroup m_host_management
490  *
491  * @brief Start the host if it is off
492  *
493  * See also #sg_host_is_on() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
494  * for more info on DVFS.
495  */
496 void sg_host_turn_on(sg_host_t host)
497 {
498   host->turn_on();
499 }
500
501 /** @ingroup m_host_management
502  *
503  * @brief Stop the host if it is on
504  *
505  * See also #MSG_host_is_on() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
506  * for more info on DVFS.
507  */
508 void sg_host_turn_off(sg_host_t host)
509 {
510   host->turn_off();
511 }
512
513 /** @ingroup m_host_management
514  * @brief Determine if a host is up and running.
515  *
516  * See also #sg_host_turn_on() and #sg_host_turn_off() to switch the host ON and OFF and @ref plugin_energy for more
517  * info on DVFS.
518  *
519  * @param host host to test
520  * @return Returns true if the host is up and running, and false if it's currently down
521  */
522 int sg_host_is_on(sg_host_t host)
523 {
524   return host->is_on();
525 }
526
527 /** @deprecated */
528 int sg_host_is_off(sg_host_t host)
529 {
530   return not host->is_on();
531 }
532
533 /** @brief Get the properties of a host */
534 xbt_dict_t sg_host_get_properties(sg_host_t host)
535 {
536   xbt_dict_t as_dict = xbt_dict_new_homogeneous(xbt_free_f);
537   std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
538   if (props == nullptr)
539     return nullptr;
540   for (auto const& elm : *props) {
541     xbt_dict_set(as_dict, elm.first.c_str(), xbt_strdup(elm.second.c_str()), nullptr);
542   }
543   return as_dict;
544 }
545
546 /** @ingroup m_host_management
547  * @brief Returns the value of a given host property
548  *
549  * @param host a host
550  * @param name a property name
551  * @return value of a property (or nullptr if property not set)
552  */
553 const char* sg_host_get_property_value(sg_host_t host, const char* name)
554 {
555   return host->get_property(name);
556 }
557
558 void sg_host_set_property_value(sg_host_t host, const char* name, const char* value)
559 {
560   host->set_property(name, value);
561 }
562
563 /**
564  * @brief Find a route between two hosts
565  *
566  * @param from where from
567  * @param to where to
568  * @param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
569  */
570 void sg_host_route(sg_host_t from, sg_host_t to, xbt_dynar_t links)
571 {
572   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
573   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
574   for (auto const& link : vlinks)
575     xbt_dynar_push(links, &link);
576 }
577 /**
578  * @brief Find the latency of the route between two hosts
579  *
580  * @param from where from
581  * @param to where to
582  */
583 double sg_host_route_latency(sg_host_t from, sg_host_t to)
584 {
585   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
586   double res = 0;
587   from->route_to(to, vlinks, &res);
588   return res;
589 }
590 /**
591  * @brief Find the bandwitdh of the route between two hosts
592  *
593  * @param from where from
594  * @param to where to
595  */
596 double sg_host_route_bandwidth(sg_host_t from, sg_host_t to)
597 {
598   double min_bandwidth = -1.0;
599
600   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
601   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
602   for (auto const& link : vlinks) {
603     double bandwidth = link->get_bandwidth();
604     if (bandwidth < min_bandwidth || min_bandwidth < 0.0)
605       min_bandwidth = bandwidth;
606   }
607   return min_bandwidth;
608 }
609
610 /** @brief Displays debugging information about a host */
611 void sg_host_dump(sg_host_t host)
612 {
613   XBT_INFO("Displaying host %s", host->get_cname());
614   XBT_INFO("  - speed: %.0f", host->get_speed());
615   XBT_INFO("  - available speed: %.2f", sg_host_get_available_speed(host));
616   std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
617
618   if (not props->empty()) {
619     XBT_INFO("  - properties:");
620     for (auto const& elm : *props) {
621       XBT_INFO("    %s->%s", elm.first.c_str(), elm.second.c_str());
622     }
623   }
624 }
625
626 /** @brief Return the list of actors attached to a host.
627  *
628  * @param host a host
629  * @param whereto a dynar in which we should push actors living on that host
630  */
631 void sg_host_get_actor_list(sg_host_t host, xbt_dynar_t whereto)
632 {
633   auto actors = host->get_all_actors();
634   for (auto& actor : actors)
635     xbt_dynar_push(whereto, &actor);
636 }
637
638 sg_host_t sg_host_self()
639 {
640   smx_actor_t process = SIMIX_process_self();
641   return (process == nullptr) ? nullptr : process->host_;
642 }
643
644 double sg_host_load(sg_host_t host)
645 {
646   return host->get_load();
647 }