src/surf/ptask_L07.cpp

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