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