src/kernel/lmm/fair_bottleneck.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2011, 2013-2017. 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 "surf/maxmin.hpp"
   8 #include "xbt/log.h"
   9 #include "xbt/sysdep.h"
  10 #include <algorithm>
  11 #include <cfloat>
  12 #include <cmath>
  13 #include <cstdlib>
  14
  15 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_maxmin);
  16 #define SHOW_EXPR_G(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %g", expr);
  17 #define SHOW_EXPR_D(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %d", expr);
  18 #define SHOW_EXPR_P(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %p", expr);
  19
  20 void simgrid::surf::bottleneck_solve(lmm_system_t sys)
  21 {
  22   void* _var;
  23   void* _var_next;
  24   void* _cnst;
  25   void* _cnst_next;
  26   void* _elem;
  27   lmm_variable_t var    = nullptr;
  28   lmm_constraint_t cnst = nullptr;
  29   s_lmm_constraint_t s_cnst;
  30   lmm_element_t elem   = nullptr;
  31   xbt_swag_t cnst_list = nullptr;
  32   xbt_swag_t var_list  = nullptr;
  33   xbt_swag_t elem_list = nullptr;
  34
  35   static s_xbt_swag_t cnst_to_update;
  36
  37   if (not sys->modified)
  38     return;
  39
  40   /* Init */
  41   xbt_swag_init(&(cnst_to_update), xbt_swag_offset(s_cnst, saturated_constraint_set_hookup));
  42
  43   var_list = &(sys->variable_set);
  44   XBT_DEBUG("Variable set : %d", xbt_swag_size(var_list));
  45   xbt_swag_foreach(_var, var_list)
  46   {
  47     var        = static_cast<lmm_variable_t>(_var);
  48     var->value = 0.0;
  49     XBT_DEBUG("Handling variable %p", var);
  50     xbt_swag_insert(var, &(sys->saturated_variable_set));
  51     auto weighted = std::find_if(begin(var->cnsts), end(var->cnsts),
  52                                  [](s_lmm_element_t const& x) { return x.consumption_weight != 0.0; });
  53     if (weighted == end(var->cnsts) && var->sharing_weight > 0.0) {
  54       XBT_DEBUG("Err, finally, there is no need to take care of variable %p", var);
  55       xbt_swag_remove(var, &(sys->saturated_variable_set));
  56       var->value = 1.0;
  57     }
  58     if (var->sharing_weight <= 0.0) {
  59       XBT_DEBUG("Err, finally, there is no need to take care of variable %p", var);
  60       xbt_swag_remove(var, &(sys->saturated_variable_set));
  61     }
  62   }
  63   var_list = &(sys->saturated_variable_set);
  64
  65   cnst_list = &(sys->active_constraint_set);
  66   XBT_DEBUG("Active constraints : %d", xbt_swag_size(cnst_list));
  67   xbt_swag_foreach(_cnst, cnst_list)
  68   {
  69     cnst = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  70     xbt_swag_insert(cnst, &(sys->saturated_constraint_set));
  71   }
  72   cnst_list = &(sys->saturated_constraint_set);
  73   xbt_swag_foreach(_cnst, cnst_list)
  74   {
  75     cnst            = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  76     cnst->remaining = cnst->bound;
  77     cnst->usage     = 0.0;
  78   }
  79
  80   XBT_DEBUG("Fair bottleneck Initialized");
  81
  82   /*
  83    * Compute Usage and store the variables that reach the maximum.
  84    */
  85   do {
  86     if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_maxmin, xbt_log_priority_debug)) {
  87       XBT_DEBUG("Fair bottleneck done");
  88       sys->print();
  89     }
  90     XBT_DEBUG("******* Constraints to process: %d *******", xbt_swag_size(cnst_list));
  91     xbt_swag_foreach_safe(_cnst, _cnst_next, cnst_list)
  92     {
  93       cnst   = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
  94       int nb = 0;
  95       XBT_DEBUG("Processing cnst %p ", cnst);
  96       elem_list   = &(cnst->enabled_element_set);
  97       cnst->usage = 0.0;
  98       xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
  99       {
 100         elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
 101         xbt_assert(elem->variable->sharing_weight > 0);
 102         if ((elem->consumption_weight > 0) && xbt_swag_belongs(elem->variable, var_list))
 103           nb++;
 104       }
 105       XBT_DEBUG("\tThere are %d variables", nb);
 106       if (nb > 0 && not cnst->sharing_policy)
 107         nb = 1;
 108       if (not nb) {
 109         cnst->remaining = 0.0;
 110         cnst->usage     = cnst->remaining;
 111         xbt_swag_remove(cnst, cnst_list);
 112         continue;
 113       }
 114       cnst->usage = cnst->remaining / nb;
 115       XBT_DEBUG("\tConstraint Usage %p : %f with %d variables", cnst, cnst->usage, nb);
 116     }
 117
 118     xbt_swag_foreach_safe(_var, _var_next, var_list)
 119     {
 120       var            = static_cast<lmm_variable_t>(_var);
 121       double min_inc = DBL_MAX;
 122       for (s_lmm_element_t const& elm : var->cnsts) {
 123         if (elm.consumption_weight > 0)
 124           min_inc = std::min(min_inc, elm.constraint->usage / elm.consumption_weight);
 125       }
 126       if (var->bound > 0)
 127         min_inc = std::min(min_inc, var->bound - var->value);
 128       var->mu   = min_inc;
 129       XBT_DEBUG("Updating variable %p maximum increment: %g", var, var->mu);
 130       var->value += var->mu;
 131       if (var->value == var->bound) {
 132         xbt_swag_remove(var, var_list);
 133       }
 134     }
 135
 136     xbt_swag_foreach_safe(_cnst, _cnst_next, cnst_list)
 137     {
 138       cnst = static_cast<lmm_constraint_t>(_cnst);
 139       XBT_DEBUG("Updating cnst %p ", cnst);
 140       elem_list = &(cnst->enabled_element_set);
 141       xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
 142       {
 143         elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
 144         xbt_assert(elem->variable->sharing_weight > 0);
 145         if (cnst->sharing_policy) {
 146           XBT_DEBUG("\tUpdate constraint %p (%g) with variable %p by %g", cnst, cnst->remaining, elem->variable,
 147                     elem->variable->mu);
 148           double_update(&(cnst->remaining), elem->consumption_weight * elem->variable->mu, sg_maxmin_precision);
 149         } else {
 150           XBT_DEBUG("\tNon-Shared variable. Update constraint usage of %p (%g) with variable %p by %g", cnst,
 151                     cnst->usage, elem->variable, elem->variable->mu);
 152           cnst->usage = std::min(cnst->usage, elem->consumption_weight * elem->variable->mu);
 153         }
 154       }
 155       if (not cnst->sharing_policy) {
 156         XBT_DEBUG("\tUpdate constraint %p (%g) by %g", cnst, cnst->remaining, cnst->usage);
 157
 158         double_update(&(cnst->remaining), cnst->usage, sg_maxmin_precision);
 159       }
 160
 161       XBT_DEBUG("\tRemaining for %p : %g", cnst, cnst->remaining);
 162       if (cnst->remaining <= 0.0) {
 163         XBT_DEBUG("\tGet rid of constraint %p", cnst);
 164
 165         xbt_swag_remove(cnst, cnst_list);
 166         xbt_swag_foreach(_elem, elem_list)
 167         {
 168           elem = static_cast<lmm_element_t>(_elem);
 169           if (elem->variable->sharing_weight <= 0)
 170             break;
 171           if (elem->consumption_weight > 0) {
 172             XBT_DEBUG("\t\tGet rid of variable %p", elem->variable);
 173             xbt_swag_remove(elem->variable, var_list);
 174           }
 175         }
 176       }
 177     }
 178   } while (xbt_swag_size(var_list));
 179
 180   xbt_swag_reset(cnst_list);
 181   sys->modified = true;
 182   if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_maxmin, xbt_log_priority_debug)) {
 183     XBT_DEBUG("Fair bottleneck done");
 184     sys->print();
 185   }
 186 }