src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2019. 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 "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 (not static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_on()) {
 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(size_t host_nb, s4u::Host* const* host_list,
 136                                                          const double* flops_amount, const double* bytes_amount,
 137                                                          double rate)
 138 {
 139   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 140 }
 141
 142 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, size_t host_nb, s4u::Host* const* host_list,
 143                      const double* flops_amount, const double* bytes_amount, double rate)
 144     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 145 {
 146   size_t link_nb      = 0;
 147   size_t used_host_nb = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 148   double latency = 0.0;
 149   this->set_last_update();
 150
 151   this->hostList_.reserve(host_nb);
 152   for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 153     this->hostList_.push_back(host_list[i]);
 154
 155   if (flops_amount != nullptr)
 156     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 157       if (flops_amount[i] > 0)
 158         used_host_nb++;
 159
 160   /* Compute the number of affected resources... */
 161   if(bytes_amount != nullptr) {
 162     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 163
 164     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++) {
 165       for (size_t j = 0; j < host_nb; j++) {
 166
 167         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 168           double lat=0.0;
 169
 170           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 171           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 172           latency = std::max(latency, lat);
 173
 174           for (auto const& link : route)
 175             affected_links.insert(link->get_cname());
 176         }
 177       }
 178     }
 179
 180     link_nb = affected_links.size();
 181   }
 182
 183   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %zu hosts and %zu unique links.", this, host_nb, link_nb);
 184   latency_ = latency;
 185
 186   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + link_nb));
 187
 188   if (latency_ > 0)
 189     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 190
 191   /* Expend it for the CPUs even if there is nothing to compute, to make sure that it gets expended even if there is no
 192    * communication either */
 193   for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 194     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(),
 195                                        (flops_amount == nullptr ? 0.0 : flops_amount[i]));
 196
 197   if (bytes_amount != nullptr) {
 198     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++) {
 199       for (size_t j = 0; j < host_nb; j++) {
 200         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 201           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 202           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, nullptr);
 203
 204           for (auto const& link : route)
 205             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 206                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 207         }
 208       }
 209     }
 210   }
 211
 212   if (link_nb + used_host_nb == 0) {
 213     this->set_cost(1.0);
 214     this->set_remains(0.0);
 215   }
 216 }
 217
 218 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 219 {
 220   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 221   double* flops_amount = new double[2]();
 222   double* bytes_amount = new double[4]();
 223
 224   host_list[0]    = src;
 225   host_list[1]    = dst;
 226   bytes_amount[1] = size;
 227
 228   kernel::resource::Action* res = hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 229   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 230   return res;
 231 }
 232
 233 Cpu* CpuL07Model::create_cpu(simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 234 {
 235   return new CpuL07(this, host, speed_per_pstate, core);
 236 }
 237
 238 kernel::resource::LinkImpl* NetworkL07Model::create_link(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 239                                                          s4u::Link::SharingPolicy policy)
 240 {
 241   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 242 }
 243
 244 /************
 245  * Resource *
 246  ************/
 247
 248 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 249     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speed_per_pstate->front()), speed_per_pstate,
 250           core)
 251 {
 252 }
 253
 254 CpuL07::~CpuL07()=default;
 255
 256 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 257                  s4u::Link::SharingPolicy policy)
 258     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 259 {
 260   bandwidth_.peak = bandwidth;
 261   latency_.peak   = latency;
 262
 263   if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE)
 264     get_constraint()->unshare();
 265
 266   s4u::Link::on_creation(this->piface_);
 267 }
 268
 269 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 270 {
 271   sg_host_t host_list[1] = {get_host()};
 272
 273   double* flops_amount = new double[1]();
 274   flops_amount[0] = size;
 275
 276   kernel::resource::Action* res =
 277       static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 278   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 279   return res;
 280 }
 281
 282 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 283 {
 284   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 285   action->set_max_duration(duration);
 286   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 287   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 288
 289   return action;
 290 }
 291
 292 bool CpuL07::is_used()
 293 {
 294   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 295 }
 296
 297 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 298 void CpuL07::on_speed_change()
 299 {
 300   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 301   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 302
 303   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 304   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 305     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 306
 307     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 308   }
 309
 310   Cpu::on_speed_change();
 311 }
 312
 313 bool LinkL07::is_used()
 314 {
 315   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 316 }
 317
 318 void CpuL07::apply_event(kernel::profile::Event* triggered, double value)
 319 {
 320   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 321   if (triggered == speed_.event) {
 322     speed_.scale = value;
 323     on_speed_change();
 324     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 325
 326   } else if (triggered == state_event_) {
 327     if (value > 0) {
 328       if (not is_on()) {
 329         XBT_VERB("Restart processes on host %s", get_host()->get_cname());
 330         get_host()->turn_on();
 331       }
 332     } else
 333       get_host()->turn_off();
 334     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 335
 336   } else {
 337     xbt_die("Unknown event!\n");
 338   }
 339 }
 340
 341 void LinkL07::apply_event(kernel::profile::Event* triggered, double value)
 342 {
 343   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 344   if (triggered == bandwidth_.event) {
 345     set_bandwidth(value);
 346     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 347
 348   } else if (triggered == latency_.event) {
 349     set_latency(value);
 350     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 351
 352   } else if (triggered == state_event_) {
 353     if (value > 0)
 354       turn_on();
 355     else
 356       turn_off();
 357     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 358
 359   } else {
 360     xbt_die("Unknown event ! \n");
 361   }
 362 }
 363
 364 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
 365 {
 366   bandwidth_.peak = value;
 367   LinkImpl::on_bandwidth_change();
 368
 369   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 370 }
 371
 372 void LinkL07::set_latency(double value)
 373 {
 374   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 375   L07Action *action;
 376   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 377
 378   latency_.peak = value;
 379   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 380     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 381     action->updateBound();
 382   }
 383 }
 384 LinkL07::~LinkL07() = default;
 385
 386 /**********
 387  * Action *
 388  **********/
 389
 390 L07Action::~L07Action()
 391 {
 392   if (free_arrays_) {
 393     delete[] computationAmount_;
 394     delete[] communicationAmount_;
 395   }
 396 }
 397
 398 void L07Action::updateBound()
 399 {
 400   double lat_current = 0.0;
 401
 402   size_t host_count = hostList_.size();
 403
 404   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 405     for (size_t i = 0; i < host_count; i++) {
 406       for (size_t j = 0; j < host_count; j++) {
 407
 408         if (communicationAmount_[i * host_count + j] > 0) {
 409           double lat = 0.0;
 410           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 411           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 412
 413           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * host_count + j]);
 414         }
 415       }
 416     }
 417   }
 418   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 419   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 420   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 421     if (rate_ < 0)
 422       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 423     else
 424       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 425   }
 426 }
 427
 428 }
 429 }