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