src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. 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 #include <cstdlib>
   8
   9 #include <algorithm>
  10
  11 #include "ptask_L07.hpp"
  12
  13 #include "cpu_interface.hpp"
  14 #include "surf_routing.hpp"
  15 #include "xbt/lib.h"
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  19
  20 /**************************************/
  21 /*** Resource Creation & Destruction **/
  22 /**************************************/
  23 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  24 {
  25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  26   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  27   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  28
  29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  31 }
  32
  33
  34 namespace simgrid {
  35 namespace surf {
  36
  37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  38   maxminSystem_ = lmm_system_new(1);
  39   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  40   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  41
  42   routing_model_create(surf_network_model->createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE, nullptr));
  43 }
  44
  45 HostL07Model::~HostL07Model() {
  46   delete surf_cpu_model_pm;
  47   delete surf_network_model;
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  51   : CpuModel()
  52   , p_hostModel(hmodel)
  53   {
  54     maxminSystem_ = sys;
  55   }
  56 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  57   surf_cpu_model_pm = nullptr;
  58   lmm_system_free(maxminSystem_);
  59   maxminSystem_ = nullptr;
  60 }
  61 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  62   : NetworkModel()
  63   , p_hostModel(hmodel)
  64   {
  65     maxminSystem_ = sys;
  66   }
  67 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  68 {
  69   surf_network_model = nullptr;
  70   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  71 }
  72
  73
  74 double HostL07Model::next_occuring_event(double /*now*/)
  75 {
  76   ActionList *runningActions = getRunningActionSet();
  77   double min = shareResourcesMaxMin(runningActions, maxminSystem_, bottleneck_solve);
  78
  79   for (auto it(runningActions->begin()), itend(runningActions->end()); it != itend ; ++it) {
  80     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  81     if (action->m_latency > 0 && (min < 0 || action->m_latency < min)) {
  82       min = action->m_latency;
  83       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  84     }
  85   }
  86   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  87
  88   return min;
  89 }
  90
  91 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  92
  93   L07Action *action;
  94   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  95
  96   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  97    ; it != actionSet->end()
  98    ; it =  itNext) {
  99   ++itNext;
 100     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
 101     if (action->m_latency > 0) {
 102       if (action->m_latency > delta) {
 103         double_update(&(action->m_latency), delta, sg_surf_precision);
 104       } else {
 105         action->m_latency = 0.0;
 106       }
 107       if ((action->m_latency == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 108         action->updateBound();
 109         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 110       }
 111     }
 112     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 113            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 114     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 115
 116     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 117       action->updateMaxDuration(delta);
 118
 119     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 120
 121     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 122      *  - The amount of remaining work reached 0
 123      *  - The max duration was reached
 124      * If it's not done, it may have failed.
 125      */
 126
 127     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 128         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 129       action->finish();
 130       action->setState(Action::State::done);
 131     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 132                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 133       action->finish();
 134       action->setState(Action::State::done);
 135     } else {
 136       /* Need to check that none of the model has failed */
 137       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 138       int i = 0;
 139
 140       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 141         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 142         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 143           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 144           action->finish();
 145           action->setState(Action::State::failed);
 146           break;
 147         }
 148       }
 149     }
 150   }
 151   return;
 152 }
 153
 154 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 155                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 156   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 157 }
 158
 159
 160 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 161                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 162   : CpuAction(model, 1, 0)
 163 {
 164   int nb_link = 0;
 165   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 166   double latency = 0.0;
 167
 168   this->p_netcardList->reserve(host_nb);
 169   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 170     this->p_netcardList->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 171
 172   /* Compute the number of affected resources... */
 173   if(bytes_amount != nullptr) {
 174     xbt_dict_t ptask_parallel_task_link_set = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
 175
 176     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 177       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 178
 179         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 180           double lat=0.0;
 181           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 182
 183           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 184           latency = MAX(latency, lat);
 185
 186           for (auto link : *route)
 187             xbt_dict_set(ptask_parallel_task_link_set, link->getName(), link, nullptr);
 188           delete route;
 189         }
 190       }
 191     }
 192
 193     nb_link = xbt_dict_length(ptask_parallel_task_link_set);
 194     xbt_dict_free(&ptask_parallel_task_link_set);
 195   }
 196
 197   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 198     if (flops_amount[i] > 0)
 199       nb_used_host++;
 200
 201   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 202   this->p_computationAmount = flops_amount;
 203   this->p_communicationAmount = bytes_amount;
 204   this->m_latency = latency;
 205   this->m_rate = rate;
 206
 207   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 208       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 209       host_nb + nb_link);
 210
 211   if (this->m_latency > 0)
 212     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 213
 214   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 215     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 216         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 217
 218   if(bytes_amount != nullptr) {
 219     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 220       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 221
 222         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 223           continue;
 224         std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 225
 226         routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, nullptr);
 227
 228         for (auto link : *route)
 229           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 230
 231         delete route;
 232       }
 233     }
 234   }
 235
 236   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 237     this->setCost(1.0);
 238     this->setRemains(0.0);
 239   }
 240   xbt_free(host_list);
 241 }
 242
 243 Action *NetworkL07Model::communicate(kernel::routing::NetCard *src, kernel::routing::NetCard *dst, double size, double rate)
 244 {
 245   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 246   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 247   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 248
 249   host_list[0] = sg_host_by_name(src->name());
 250   host_list[1] = sg_host_by_name(dst->name());
 251   bytes_amount[1] = size;
 252
 253   return p_hostModel->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 254 }
 255
 256 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 257 {
 258   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 259 }
 260
 261 Link* NetworkL07Model::createLink(const char *name, double bandwidth, double latency,
 262     e_surf_link_sharing_policy_t policy, xbt_dict_t properties)
 263 {
 264   return new LinkL07(this, name, properties, bandwidth, latency, policy);
 265 }
 266
 267 /************
 268  * Resource *
 269  ************/
 270
 271 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model *model, simgrid::s4u::Host *host, std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 272  : Cpu(model, host, speedPerPstate, core)
 273 {
 274   constraint_ = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front());
 275 }
 276
 277 CpuL07::~CpuL07()=default;
 278
 279 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model *model, const char* name, xbt_dict_t props, double bandwidth, double latency,
 280              e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 281  : Link(model, name, props, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 282 {
 283   m_bandwidth.peak = bandwidth;
 284   m_latency.peak = latency;
 285
 286   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 287     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 288
 289   Link::onCreation(this);
 290 }
 291
 292 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 293 {
 294   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 295   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 296
 297   host_list[0] = getHost();
 298   flops_amount[0] = size;
 299
 300   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->p_hostModel->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 301 }
 302
 303 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 304 {
 305   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 306   action->maxDuration_ = duration;
 307   action->suspended_ = 2;
 308   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 309
 310   return action;
 311 }
 312
 313 bool CpuL07::isUsed(){
 314   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 315 }
 316
 317 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 318 void CpuL07::onSpeedChange() {
 319   lmm_variable_t var = nullptr;
 320   lmm_element_t elem = nullptr;
 321
 322     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 323     while ((var = lmm_get_var_from_cnst (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 324       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 325
 326       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 327     }
 328
 329   Cpu::onSpeedChange();
 330 }
 331
 332
 333 bool LinkL07::isUsed(){
 334   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 335 }
 336
 337 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 338   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 339   if (triggered == speed_.event) {
 340     speed_.scale = value;
 341     onSpeedChange();
 342     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 343
 344   } else if (triggered == stateEvent_) {
 345     if (value > 0)
 346       turnOn();
 347     else
 348       turnOff();
 349     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 350
 351   } else {
 352     xbt_die("Unknown event!\n");
 353   }
 354 }
 355
 356 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 357   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 358   if (triggered == m_bandwidth.event) {
 359     updateBandwidth(value);
 360     tmgr_trace_event_unref(&m_bandwidth.event);
 361
 362   } else if (triggered == m_latency.event) {
 363     updateLatency(value);
 364     tmgr_trace_event_unref(&m_latency.event);
 365
 366   } else if (triggered == m_stateEvent) {
 367     if (value > 0)
 368       turnOn();
 369     else
 370       turnOff();
 371     tmgr_trace_event_unref(&m_stateEvent);
 372
 373   } else {
 374     xbt_die("Unknown event ! \n");
 375   }
 376 }
 377
 378 void LinkL07::updateBandwidth(double value)
 379 {
 380   m_bandwidth.peak = value;
 381   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), m_bandwidth.peak * m_bandwidth.scale);
 382 }
 383
 384 void LinkL07::updateLatency(double value)
 385 {
 386   lmm_variable_t var = nullptr;
 387   L07Action *action;
 388   lmm_element_t elem = nullptr;
 389
 390   m_latency.peak = value;
 391   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 392     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 393     action->updateBound();
 394   }
 395 }
 396
 397 /**********
 398  * Action *
 399  **********/
 400
 401 L07Action::~L07Action(){
 402   delete p_netcardList;
 403   free(p_communicationAmount);
 404   free(p_computationAmount);
 405 }
 406
 407 void L07Action::updateBound()
 408 {
 409   double lat_current = 0.0;
 410   double lat_bound = -1.0;
 411   int i, j;
 412
 413   int hostNb = p_netcardList->size();
 414
 415   if (p_communicationAmount != nullptr) {
 416     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 417       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 418
 419         if (p_communicationAmount[i * hostNb + j] > 0) {
 420           double lat = 0.0;
 421           std::vector<Link*> *route = new std::vector<Link*>();
 422           routing_platf->getRouteAndLatency((*p_netcardList)[i], (*p_netcardList)[j], route, &lat);
 423
 424           lat_current = MAX(lat_current, lat * p_communicationAmount[i * hostNb + j]);
 425           delete route;
 426         }
 427       }
 428     }
 429   }
 430   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 431   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 432   if ((m_latency == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 433     if (m_rate < 0)
 434       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 435     else
 436       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(m_rate, lat_bound));
 437   }
 438 }
 439
 440 int L07Action::unref()
 441 {
 442   refcount_--;
 443   if (!refcount_) {
 444     if (action_hook.is_linked())
 445       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 446     if (getVariable())
 447       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 448     delete this;
 449     return 1;
 450   }
 451   return 0;
 452 }
 453
 454 }
 455 }