src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 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 "cpu_interface.hpp"
   8 #include "plugins/energy.hpp"
   9
  10 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  11 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  12                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  13
  14 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  15 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  16
  17 simgrid::surf::CpuModel *surf_cpu_model_pm;
  18 simgrid::surf::CpuModel *surf_cpu_model_vm;
  19
  20 namespace simgrid {
  21 namespace surf {
  22
  23 /*************
  24  * Callbacks *
  25  *************/
  26
  27 Cpu *getActionCpu(CpuAction *action) {
  28   return static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  29                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  30                                          action->getVariable(), 0)));
  31 }
  32
  33 surf_callback(void, Cpu*) cpuCreatedCallbacks;
  34 surf_callback(void, Cpu*) cpuDestructedCallbacks;
  35 surf_callback(void, Cpu*, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  36 surf_callback(void, CpuAction*, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  37 void cpu_add_traces(){
  38   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  39 }
  40
  41 /*********
  42  * Model *
  43  *********/
  44
  45 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  46 {
  47   CpuAction *action;
  48   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  49          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  50     action = static_cast<CpuAction*>(xbt_heap_pop(getActionHeap()));
  51     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  52     if (TRACE_is_enabled()) {
  53       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  54       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  55                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  56                                       action->getLastUpdate(),
  57                                       now - action->getLastUpdate());
  58     }
  59
  60     action->finish();
  61     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  62
  63     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  64     action->setRemains(0);
  65     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  66     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  67   }
  68   if (TRACE_is_enabled()) {
  69     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  70     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  71     double smaller = -1;
  72     ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  73     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  74        ; it != itend ; ++it) {
  75       action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
  76         if (smaller < 0) {
  77           smaller = action->getLastUpdate();
  78           continue;
  79         }
  80         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  81           smaller = action->getLastUpdate();
  82         }
  83     }
  84     if (smaller > 0) {
  85       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
  86     }
  87   }
  88   return;
  89 }
  90
  91 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
  92 {
  93   CpuAction *action = NULL;
  94   ActionList *running_actions = getRunningActionSet();
  95
  96   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
  97      ; it != itend ; it=itNext) {
  98         ++itNext;
  99     action = static_cast<CpuAction*>(&*it);
 100     if (TRACE_is_enabled()) {
 101       Cpu *x = static_cast<Cpu*> (lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)) );
 102
 103       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 104                                       action->getCategory(),
 105                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 106                                       now - delta,
 107                                       delta);
 108       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 109     }
 110
 111     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 112
 113
 114     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 115       action->updateMaxDuration(delta);
 116
 117
 118     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 119         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 120       action->finish();
 121       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 122     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 123                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 124       action->finish();
 125       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 126     }
 127   }
 128
 129   return;
 130 }
 131
 132 /************
 133  * Resource *
 134  ************/
 135 Cpu::Cpu(){
 136 }
 137
 138
 139 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 140          int core, double speedPeak, double speedScale,
 141          e_surf_resource_state_t stateInitial)
 142  : Resource(model, name, props, stateInitial)
 143  , m_core(core)
 144  , m_speedPeak(speedPeak)
 145  , m_speedScale(speedScale)
 146  , p_constraintCore(NULL)
 147  , p_constraintCoreId(NULL)
 148 {
 149
 150 }
 151
 152 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 153         lmm_constraint_t constraint, int core, double speedPeak,
 154         double speedScale, e_surf_resource_state_t stateInitial)
 155  : Resource(model, name, props, constraint, stateInitial)
 156  , m_core(core)
 157  , m_speedPeak(speedPeak)
 158  , m_speedScale(speedScale)
 159 {
 160   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 161   if (core > 1)
 162     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 163
 164   p_constraintCore = NULL;
 165   p_constraintCoreId = NULL;
 166   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 167         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 168         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 169
 170     int i;
 171     for (i = 0; i < core; i++) {
 172       /* just for a unique id, never used as a string. */
 173       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 174       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_speedScale * m_speedPeak);
 175     }
 176   }
 177 }
 178
 179 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 180   lmm_constraint_t constraint, int core, double speedPeak, double speedScale)
 181 : Cpu(model, name, props, constraint, core, speedPeak, speedScale, SURF_RESOURCE_ON)
 182 {}
 183
 184 Cpu::Cpu(Model *model, const char *name, xbt_dict_t props,
 185   int core, double speedPeak, double speedScale)
 186 : Cpu(model, name, props, core, speedPeak, speedScale, SURF_RESOURCE_ON)
 187 {}
 188
 189 Cpu::~Cpu(){
 190   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 191   if (p_constraintCoreId){
 192     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 193           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 194     }
 195     xbt_free(p_constraintCore);
 196   }
 197   if (p_constraintCoreId)
 198     xbt_free(p_constraintCoreId);
 199 }
 200
 201 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 202 {
 203   return m_speedPeak;
 204 }
 205
 206 double Cpu::getSpeed(double load)
 207 {
 208   return load * m_speedPeak;
 209 }
 210
 211 double Cpu::getAvailableSpeed()
 212 {
 213 /* number between 0 and 1 */
 214   return m_speedScale;
 215 }
 216
 217 int Cpu::getCore()
 218 {
 219   return m_core;
 220 }
 221
 222 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 223 {
 224   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 225   Resource::setState(state);
 226   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 227 }
 228
 229 /**********
 230  * Action *
 231  **********/
 232
 233 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 234 {
 235   double delta = 0.0;
 236
 237   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 238       "You're updating an action that is not running.");
 239
 240   /* bogus priority, skip it */
 241   xbt_assert(getPriority() > 0,
 242       "You're updating an action that seems suspended.");
 243
 244   delta = now - m_lastUpdate;
 245
 246   if (m_remains > 0) {
 247     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 248     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 249
 250     if (TRACE_is_enabled()) {
 251       Cpu *cpu = static_cast<Cpu*>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 252       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 253     }
 254     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 255   }
 256
 257   m_lastUpdate = now;
 258   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 259 }
 260
 261 /*
 262  *
 263  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 264  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 265  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 266  * per-core constraint object.
 267  *
 268  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 269  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 270  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 271  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 272  * considering given CPU affinities and task activities.
 273  *
 274  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 275  * multiple cores?
 276  *
 277  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 278  * action object does not have the information about the location where the
 279  * action is being executed.
 280  */
 281 void CpuAction::setAffinity(Cpu *cpu, unsigned long mask)
 282 {
 283   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 284   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 285
 286   {
 287     unsigned long nbits = 0;
 288
 289     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 290     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 291       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 292       if (has_affinity)
 293         nbits += 1;
 294     }
 295
 296     if (nbits > 1) {
 297       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 298       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 299       DIE_IMPOSSIBLE;
 300     }
 301   }
 302
 303   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 304     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 305     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 306
 307     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 308     if (has_affinity) {
 309       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 310        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 311        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 312        * that future host.
 313        *
 314        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 315        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 316        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 317        * system. But, this will make the system complex. */
 318       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 319       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 320     }
 321   }
 322
 323   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 324     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 325   }
 326   XBT_OUT();
 327 }
 328
 329 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 330   e_surf_action_state_t old = getState();
 331   Action::setState(state);
 332   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 333 }
 334
 335 }
 336 }