src/surf/surf_interface.hpp

   1 /* Copyright (c) 2004-2014. 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 #ifndef SURF_MODEL_H_
   8 #define SURF_MODEL_H_
   9
  10 #include <xbt.h>
  11 #include <string>
  12 #include <vector>
  13 #include <memory>
  14 #include <boost/function.hpp>
  15 #include <boost/intrusive/list.hpp>
  16 #include "surf/trace_mgr.h"
  17 #include "xbt/lib.h"
  18 #include "surf/surf_routing.h"
  19 #include "simgrid/platf_interface.h"
  20 #include "surf/surf.h"
  21 #include "surf/surf_private.h"
  22 #include "internal_config.h"
  23
  24 #ifdef LIBSIGC
  25 #include <sigc++/sigc++.h>
  26 #define surf_callback(arg1, ...)  sigc::signal<arg1,__VA_ARGS__>
  27 #define surf_callback_connect(callback, fun_ptr) callback.connect(sigc::ptr_fun(fun_ptr))
  28 #define surf_callback_emit(callback, ...) callback.emit(__VA_ARGS__)
  29 #else
  30 #include <boost/signals2.hpp>
  31 #define surf_callback(arg1, ...)  boost::signals2::signal<arg1(__VA_ARGS__)>
  32 #define surf_callback_connect(callback, fun_ptr) callback.connect(fun_ptr)
  33 #define surf_callback_emit(callback, ...) callback(__VA_ARGS__)
  34 #endif
  35
  36 extern tmgr_history_t history;
  37 #define NO_MAX_DURATION -1.0
  38
  39 using namespace std;
  40
  41 /*********
  42  * Utils *
  43  *********/
  44
  45 /* user-visible parameters */
  46 extern double sg_tcp_gamma;
  47 extern double sg_sender_gap;
  48 extern double sg_latency_factor;
  49 extern double sg_bandwidth_factor;
  50 extern double sg_weight_S_parameter;
  51 extern int sg_network_crosstraffic;
  52 #ifdef HAVE_GTNETS
  53 extern double sg_gtnets_jitter;
  54 extern int sg_gtnets_jitter_seed;
  55 #endif
  56 extern xbt_dynar_t surf_path;
  57
  58 extern "C" {
  59 XBT_PUBLIC(double) surf_get_clock(void);
  60 }
  61
  62 extern double sg_sender_gap;
  63
  64 extern surf_callback(void, void) surfExitCallbacks;
  65
  66 int __surf_is_absolute_file_path(const char *file_path);
  67
  68 /***********
  69  * Classes *
  70  ***********/
  71 typedef boost::intrusive::list<Action> ActionList;
  72 typedef ActionList* ActionListPtr;
  73 typedef boost::intrusive::list_base_hook<> actionHook;
  74
  75 struct lmmTag;
  76 typedef boost::intrusive::list<Action, boost::intrusive::base_hook<boost::intrusive::list_base_hook<boost::intrusive::tag<lmmTag> > > > ActionLmmList;
  77 typedef ActionLmmList* ActionLmmListPtr;
  78 typedef boost::intrusive::list_base_hook<boost::intrusive::tag<lmmTag> > actionLmmHook;
  79
  80
  81 enum heap_action_type{
  82   LATENCY = 100,
  83   MAX_DURATION,
  84   NORMAL,
  85   NOTSET
  86 };
  87
  88 /*********
  89  * Trace *
  90  *********/
  91 /* For the trace and trace:connect tag (store their content till the end of the parsing) */
  92 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) traces_set_list;
  93 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_host_avail;
  94 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_power;
  95 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_link_avail;
  96 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_bandwidth;
  97 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_latency;
  98
  99 /*********
 100  * Model *
 101  *********/
 102 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dynar_t) model_list;
 103
 104 /** @ingroup SURF_interface
 105  * @brief SURF model interface class
 106  * @details A model is an object which handle the interactions between its Resources and its Actions
 107  */
 108 XBT_PUBLIC_CLASS Model {
 109 public:
 110   /**
 111    * @brief Model constructor
 112    *
 113    * @param name the name of the model
 114    */
 115   Model(const char *name);
 116
 117   /**
 118    * @brief Model destructor
 119    */
 120   virtual ~Model();
 121
 122   virtual void addTraces() =0;
 123
 124   /**
 125    * @brief Get the name of the current Model
 126    *
 127    * @return The name of the current Model
 128    */
 129   const char *getName() {return p_name;}
 130
 131   /**
 132    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *ready* state
 133    *
 134    * @return The set of [actions](@ref Action) in *ready* state
 135    */
 136   virtual ActionListPtr getReadyActionSet() {return p_readyActionSet;}
 137
 138   /**
 139    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *running* state
 140    *
 141    * @return The set of [actions](@ref Action) in *running* state
 142    */
 143   virtual ActionListPtr getRunningActionSet() {return p_runningActionSet;}
 144
 145   /**
 146    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *failed* state
 147    *
 148    * @return The set of [actions](@ref Action) in *failed* state
 149    */
 150   virtual ActionListPtr getFailedActionSet() {return p_failedActionSet;}
 151
 152   /**
 153    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *done* state
 154    *
 155    * @return The set of [actions](@ref Action) in *done* state
 156    */
 157   virtual ActionListPtr getDoneActionSet() {return p_doneActionSet;}
 158
 159   /**
 160    * @brief Get the set of modified [actions](@ref Action)
 161    *
 162    * @return The set of modified [actions](@ref Action)
 163    */
 164   virtual ActionLmmListPtr getModifiedSet() {return p_modifiedSet;}
 165
 166   /**
 167    * @brief Get the maxmin system of the current Model
 168    *
 169    * @return The maxmin system of the current Model
 170    */
 171   lmm_system_t getMaxminSystem() {return p_maxminSystem;}
 172
 173   /**
 174    * @brief Get the update mechanism of the current Model
 175    * @see e_UM_t
 176    *
 177    * @return [description]
 178    */
 179   e_UM_t getUpdateMechanism() {return p_updateMechanism;}
 180
 181   /**
 182    * @brief Get Action heap
 183    * @details [TODO]
 184    *
 185    * @return The Action heap
 186    */
 187   xbt_heap_t getActionHeap() {return p_actionHeap;}
 188
 189   /**
 190    * @brief share the resources
 191    * @details Share the resources between the actions
 192    *
 193    * @param now The current time of the simulation
 194    * @return The delta of time till the next action will finish
 195    */
 196   virtual double shareResources(double now);
 197   virtual double shareResourcesLazy(double now);
 198   virtual double shareResourcesFull(double now);
 199   double shareResourcesMaxMin(ActionListPtr running_actions,
 200                                       lmm_system_t sys,
 201                                       void (*solve) (lmm_system_t));
 202
 203   /**
 204    * @brief Update state of actions
 205    * @details Update action to the current time
 206    *
 207    * @param now The current time of the simulation
 208    * @param delta The delta of time since the last update
 209    */
 210   virtual void updateActionsState(double now, double delta);
 211   virtual void updateActionsStateLazy(double now, double delta);
 212   virtual void updateActionsStateFull(double now, double delta);
 213
 214 protected:
 215   ActionLmmListPtr p_modifiedSet;
 216   lmm_system_t p_maxminSystem;
 217   e_UM_t p_updateMechanism;
 218   int m_selectiveUpdate;
 219   xbt_heap_t p_actionHeap;
 220
 221 private:
 222   const char *p_name;
 223
 224   ActionListPtr p_readyActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_READY */
 225   ActionListPtr p_runningActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_RUNNING */
 226   ActionListPtr p_failedActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_FAILED */
 227   ActionListPtr p_doneActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_DONE */
 228 };
 229
 230 /************
 231  * Resource *
 232  ************/
 233
 234 /** @ingroup SURF_interface
 235  * @brief Resource which have a metric handled by a maxmin system
 236  */
 237 typedef struct {
 238   double scale;             /**< The scale of the metric */
 239   double peak;              /**< The peak of the metric */
 240   tmgr_trace_event_t event; /**< The associated trace event associated to the metric */
 241 } s_surf_metric_t;
 242
 243 /** @ingroup SURF_interface
 244  * @brief SURF resource interface class
 245  * @details A resource represent an element of a component (e.g.: a link for the network)
 246  */
 247 XBT_PUBLIC_CLASS Resource {
 248 public:
 249   /**
 250    * @brief Resource constructor
 251    */
 252   Resource();
 253
 254   /**
 255    * @brief Resource constructor
 256    *
 257    * @param model Model associated to this Resource
 258    * @param name The name of the Resource
 259    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 260    */
 261   Resource(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props);
 262
 263   /**
 264    * @brief Resource constructor
 265    *
 266    * @param model Model associated to this Resource
 267    * @param name The name of the Resource
 268    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 269    * @param constraint The lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 270    */
 271   Resource(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props, lmm_constraint_t constraint);
 272   /**
 273    * @brief Resource constructor
 274    *
 275    * @param model Model associated to this Resource
 276    * @param name The name of the Resource
 277    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 278    * @param stateInit the initial state of the Resource
 279    */
 280   Resource(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props, e_surf_resource_state_t stateInit);
 281
 282   /**
 283    * @brief Resource destructor
 284    */
 285   virtual ~Resource();
 286
 287   /**
 288    * @brief Get the Model of the current Resource
 289    *
 290    * @return The Model of the current Resource
 291    */
 292   Model *getModel();
 293
 294   /**
 295    * @brief Get the name of the current Resource
 296    *
 297    * @return The name of the current Resource
 298    */
 299   const char *getName();
 300
 301   /**
 302    * @brief Get the properties of the current Resource
 303    *
 304    * @return The properties of the current Resource
 305    */
 306   virtual xbt_dict_t getProperties();
 307
 308   /**
 309    * @brief Update the state of the current Resource
 310    * @details [TODO]
 311    *
 312    * @param event_type [TODO]
 313    * @param value [TODO]
 314    * @param date [TODO]
 315    */
 316   virtual void updateState(tmgr_trace_event_t event_type, double value, double date)=0;
 317
 318   /**
 319    * @brief Check if the current Resource is used
 320    * @return true if the current Resource is used, false otherwise
 321    */
 322   virtual bool isUsed()=0;
 323
 324   /**
 325    * @brief Check if the current Resource is active
 326    *
 327    * @return true if the current Resource is active, false otherwise
 328    */
 329   bool isOn();
 330
 331   /**
 332    * @brief Turn on the current Resource
 333    */
 334   void turnOn();
 335
 336   /**
 337    * @brief Turn off the current Resource
 338    */
 339   void turnOff();
 340
 341   /**
 342    * @brief Get the [state](\ref e_surf_resource_state_t) of the current Resource
 343    *
 344    * @return The state of the currenrt Resource
 345    */
 346   virtual e_surf_resource_state_t getState();
 347
 348   /**
 349    * @brief Set the [state](\ref e_surf_resource_state_t) of the current Resource
 350    *
 351    * @param state The new state of the current Resource
 352    */
 353   virtual void setState(e_surf_resource_state_t state);
 354
 355 private:
 356   const char *p_name;
 357   xbt_dict_t p_properties;
 358   Model *p_model;
 359   bool m_running;
 360   e_surf_resource_state_t m_stateCurrent;
 361
 362   /* LMM */
 363 public:
 364   /**
 365    * @brief Get the lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 366    *
 367    * @return The lmm constraint associated to this Resource
 368    */
 369   lmm_constraint_t getConstraint();
 370 private:
 371   lmm_constraint_t p_constraint;
 372 };
 373
 374 /**********
 375  * Action *
 376  **********/
 377 void surf_action_lmm_update_index_heap(void *action, int i);
 378
 379 /** @ingroup SURF_interface
 380  * @brief SURF action interface class
 381  * @details An action is an event generated by a resource (e.g.: a communication for the network)
 382  */
 383 XBT_PUBLIC_CLASS Action : public actionHook, public actionLmmHook {
 384 private:
 385   /**
 386    * @brief Common initializations for the constructors
 387    */
 388   void initialize(Model *model, double cost, bool failed,
 389                   lmm_variable_t var = NULL);
 390
 391 public:
 392   /**
 393    * @brief Action constructor
 394    *
 395    * @param model The Model associated to this Action
 396    * @param cost The cost of the Action
 397    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 398    */
 399   Action(Model *model, double cost, bool failed);
 400
 401   /**
 402    * @brief Action constructor
 403    *
 404    * @param model The Model associated to this Action
 405    * @param cost The cost of the Action
 406    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 407    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 408    */
 409   Action(Model *model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var);
 410
 411   /**
 412    * @brief Action destructor
 413    */
 414   virtual ~Action();
 415
 416   /**
 417    * @brief Finish the action
 418    */
 419   void finish();
 420
 421   /**
 422    * @brief Get the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action
 423    *
 424    * @return The state of the current Action
 425    */
 426   e_surf_action_state_t getState(); /**< get the state*/
 427
 428   /**
 429    * @brief Set the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action
 430    *
 431    * @param state The new state of the current Action
 432    */
 433   virtual void setState(e_surf_action_state_t state);
 434
 435   /**
 436    * @brief Get the bound of the current Action
 437    *
 438    * @return The bound of the current Action
 439    */
 440   double getBound();
 441
 442   /**
 443    * @brief Set the bound of the current Action
 444    *
 445    * @param bound The new bound of the current Action
 446    */
 447   void setBound(double bound);
 448
 449   /**
 450    * @brief Get the start time of the current action
 451    *
 452    * @return The start time of the current action
 453    */
 454   double getStartTime();
 455
 456   /**
 457    * @brief Get the finish time of the current action
 458    *
 459    * @return The finish time of the current action
 460    */
 461   double getFinishTime();
 462
 463   /**
 464    * @brief Get the data associated to the current action
 465    *
 466    * @return The data associated to the current action
 467    */
 468   void *getData() {return p_data;}
 469
 470   /**
 471    * @brief Set the data associated to the current action
 472    *
 473    * @param data The new data associated to the current action
 474    */
 475   void setData(void* data);
 476
 477   /**
 478    * @brief Get the maximum duration of the current action
 479    *
 480    * @return The maximum duration of the current action
 481    */
 482   double getMaxDuration() {return m_maxDuration;}
 483
 484   /**
 485    * @brief Get the category associated to the current action
 486    *
 487    * @return The category associated to the current action
 488    */
 489   char *getCategory() {return p_category;}
 490
 491   /**
 492    * @brief Get the cost of the current action
 493    *
 494    * @return The cost of the current action
 495    */
 496   double getCost() {return m_cost;}
 497
 498   /**
 499    * @brief Set the cost of the current action
 500    *
 501    * @param cost The new cost of the current action
 502    */
 503   void setCost(double cost) {m_cost = cost;}
 504
 505   /**
 506    * @brief Update the maximum duration of the current action
 507    *
 508    * @param delta [TODO]
 509    */
 510   void updateMaxDuration(double delta) {double_update(&m_maxDuration, delta,sg_surf_precision);}
 511
 512   /**
 513    * @brief Update the remaining time of the current action
 514    *
 515    * @param delta [TODO]
 516    */
 517   void updateRemains(double delta) {double_update(&m_remains, delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);}
 518
 519   /**
 520    * @brief Set the remaining time of the current action
 521    *
 522    * @param value The new remaining time of the current action
 523    */
 524   void setRemains(double value) {m_remains = value;}
 525
 526   /**
 527    * @brief Set the finish time of the current action
 528    *
 529    * @param value The new Finush time of the current action
 530    */
 531   void setFinishTime(double value) {m_finish = value;}
 532
 533   /**
 534    * @brief Add a reference to the current action
 535    */
 536   void ref();
 537
 538   /**
 539    * @brief Remove a reference to the current action
 540    * @details If the Action has no more reference, we destroy it
 541    *
 542    * @return true if the action was destroyed and false if someone still has references on it
 543    */
 544   virtual int unref();
 545
 546   /**
 547    * @brief Cancel the current Action if running
 548    */
 549   virtual void cancel();
 550
 551   /**
 552    * @brief Recycle an Action
 553    */
 554   virtual void recycle(){};
 555
 556   /**
 557    * @brief Suspend the current Action
 558    */
 559   virtual void suspend();
 560
 561   /**
 562    * @brief Resume the current Action
 563    */
 564   virtual void resume();
 565
 566   /**
 567    * @brief Check if the current action is running
 568    *
 569    * @return true if the current Action is suspended, false otherwise
 570    */
 571   virtual bool isSuspended();
 572
 573   /**
 574    * @brief Set the maximum duration of the current Action
 575    *
 576    * @param duration The new maximum duration of the current Action
 577    */
 578   virtual void setMaxDuration(double duration);
 579
 580   /**
 581    * @brief Set the priority of the current Action
 582    *
 583    * @param priority The new priority of the current Action
 584    */
 585   virtual void setPriority(double priority);
 586
 587   /**
 588    * @brief Set the category of the current Action
 589    *
 590    * @param category The new category of the current Action
 591    */
 592   void setCategory(const char *category);
 593
 594   /**
 595    * @brief Get the remaining time of the current action after updating the resource
 596    *
 597    * @return The remaining time
 598    */
 599   virtual double getRemains();
 600
 601   /**
 602    * @brief Get the remaining time of the current action without updating the resource
 603    *
 604    * @return The remaining time
 605    */
 606   double getRemainsNoUpdate();
 607
 608   /**
 609    * @brief Get the priority of the current Action
 610    *
 611    * @return The priority of the current Action
 612    */
 613   double getPriority() {return m_priority;};
 614
 615   /**
 616    * @brief Get the state set in which the action is
 617    *
 618    * @return The state set in which the action is
 619    */
 620   ActionListPtr getStateSet() {return p_stateSet;};
 621
 622   s_xbt_swag_hookup_t p_stateHookup;
 623
 624   Model *getModel() {return p_model;}
 625
 626 protected:
 627   ActionListPtr p_stateSet;
 628   double m_priority; /**< priority (1.0 by default) */
 629   int    m_refcount;
 630   double m_remains; /**< How much of that cost remains to be done in the currently running task */
 631   double m_maxDuration; /*< max_duration (may fluctuate until the task is completed) */
 632   double m_finish; /**< finish time : this is modified during the run and fluctuates until the task is completed */
 633
 634 private:
 635   bool m_failed;
 636   double m_start; /**< start time  */
 637   char *p_category;               /**< tracing category for categorized resource utilization monitoring */
 638
 639   #ifdef HAVE_LATENCY_BOUND_TRACKING
 640   int m_latencyLimited;               /**< Set to 1 if is limited by latency, 0 otherwise */
 641   #endif
 642   double    m_cost;
 643   Model *p_model;
 644   void *p_data; /**< for your convenience */
 645
 646   /* LMM */
 647 public:
 648   virtual void updateRemainingLazy(double now);
 649   void heapInsert(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 650   void heapRemove(xbt_heap_t heap);
 651   void heapUpdate(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 652   void updateIndexHeap(int i);
 653   lmm_variable_t getVariable() {return p_variable;}
 654   double getLastUpdate() {return m_lastUpdate;}
 655   void refreshLastUpdate() {m_lastUpdate = surf_get_clock();}
 656   enum heap_action_type getHat() {return m_hat;}
 657   bool is_linked() {return actionLmmHook::is_linked();}
 658   void gapRemove();
 659
 660 protected:
 661   lmm_variable_t p_variable;
 662   double m_lastValue;
 663   double m_lastUpdate;
 664   int m_suspended;
 665   int m_indexHeap;
 666   enum heap_action_type m_hat;
 667 };
 668
 669 #endif /* SURF_MODEL_H_ */