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[simgrid.git] / src / s4u / s4u_Host.cpp
1 /* Copyright (c) 2006-2019. 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 "simgrid/kernel/routing/NetPoint.hpp"
7 #include "simgrid/s4u/Actor.hpp"
8 #include "simgrid/s4u/Engine.hpp"
9 #include "simgrid/s4u/Exec.hpp"
10 #include "simgrid/s4u/VirtualMachine.hpp"
11 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
12 #include "src/simix/smx_private.hpp"
13 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
14
15 #include <algorithm>
16 #include <string>
17
18 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(s4u_host, s4u, "Logging specific to the S4U hosts");
19 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_route);
20
21 namespace simgrid {
22 namespace xbt {
23 template class Extendable<s4u::Host>;
24 } // namespace xbt
25
26 namespace s4u {
27
28 xbt::signal<void(Host&)> Host::on_creation;
29 xbt::signal<void(Host const&)> Host::on_destruction;
30 xbt::signal<void(Host const&)> Host::on_state_change;
31 xbt::signal<void(Host const&)> Host::on_speed_change;
32
33 Host::Host(const std::string& name) : name_(name)
34 {
35   xbt_assert(Host::by_name_or_null(name_) == nullptr, "Refusing to create a second host named '%s'.", get_cname());
36   Engine::get_instance()->host_register(name_, this);
37   new surf::HostImpl(this);
38 }
39
40 Host::~Host()
41 {
42   xbt_assert(currently_destroying_, "Please call h->destroy() instead of manually deleting it.");
43
44   delete pimpl_;
45   if (pimpl_netpoint_ != nullptr) // not removed yet by a children class
46     Engine::get_instance()->netpoint_unregister(pimpl_netpoint_);
47   delete pimpl_cpu;
48   delete mounts_;
49 }
50
51 /** @brief Fire the required callbacks and destroy the object
52  *
53  * Don't delete directly a host, call h->destroy() instead.
54  *
55  * This is cumbersome but this is the simplest solution to ensure that the onDestruction() callback receives a valid
56  * object (because of the destructor order in a class hierarchy).
57  */
58 void Host::destroy()
59 {
60   if (not currently_destroying_) {
61     currently_destroying_ = true;
62     on_destruction(*this);
63     Engine::get_instance()->host_unregister(std::string(name_));
64     delete this;
65   }
66 }
67
68 Host* Host::by_name(const std::string& name)
69 {
70   return Engine::get_instance()->host_by_name(name);
71 }
72 Host* Host::by_name_or_null(const std::string& name)
73 {
74   return Engine::get_instance()->host_by_name_or_null(name);
75 }
76
77 Host* Host::current()
78 {
79   kernel::actor::ActorImpl* self = SIMIX_process_self();
80   if (self == nullptr)
81     xbt_die("Cannot call Host::current() from the maestro context");
82   return self->get_host();
83 }
84
85 void Host::turn_on()
86 {
87   if (not is_on()) {
88     kernel::actor::simcall([this] {
89       this->pimpl_cpu->turn_on();
90       this->pimpl_->turn_on();
91       on_state_change(*this);
92     });
93   }
94 }
95
96 /** @brief Stop the host if it is on */
97 void Host::turn_off()
98 {
99   if (is_on()) {
100     kernel::actor::ActorImpl* self = SIMIX_process_self();
101     kernel::actor::simcall([this, self] {
102       for (VirtualMachine* const& vm : vm::VirtualMachineImpl::allVms_)
103         if (vm->get_pm() == this) {
104           vm->shutdown();
105           vm->turn_off();
106         }
107       this->pimpl_cpu->turn_off();
108       this->pimpl_->turn_off(self);
109
110       on_state_change(*this);
111     });
112   }
113 }
114
115 bool Host::is_on() const
116 {
117   return this->pimpl_cpu->is_on();
118 }
119
120 int Host::get_pstate_count() const
121 {
122   return this->pimpl_cpu->get_pstate_count();
123 }
124
125 /**
126  * @brief Return a copy of the list of actors that are executing on this host.
127  *
128  * Daemons and regular actors are all mixed in this list.
129  */
130 std::vector<ActorPtr> Host::get_all_actors()
131 {
132   return pimpl_->get_all_actors();
133 }
134
135 /** @brief Returns how many actors (daemonized or not) have been launched on this host */
136 int Host::get_actor_count()
137 {
138   return pimpl_->get_actor_count();
139 }
140
141 /**
142  * @brief Find a route toward another host
143  *
144  * @param dest [IN] where to
145  * @param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
146  * @param latency [OUT] where to store the latency experienced on the path (or nullptr if not interested)
147  *                It is the caller responsibility to initialize latency to 0 (we add to provided route)
148  * @pre links!=nullptr
149  *
150  * walk through the routing components tree and find a route between hosts
151  * by calling each "get_route" function in each routing component.
152  */
153 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<Link*>& links, double* latency)
154 {
155   std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> linkImpls;
156   this->route_to(dest, linkImpls, latency);
157   for (kernel::resource::LinkImpl* const& l : linkImpls)
158     links.push_back(&l->piface_);
159 }
160
161 /** @brief Just like Host::routeTo, but filling an array of link implementations */
162 void Host::route_to(Host* dest, std::vector<kernel::resource::LinkImpl*>& links, double* latency)
163 {
164   kernel::routing::NetZoneImpl::get_global_route(pimpl_netpoint_, dest->get_netpoint(), links, latency);
165   if (XBT_LOG_ISENABLED(surf_route, xbt_log_priority_debug)) {
166     XBT_CDEBUG(surf_route, "Route from '%s' to '%s' (latency: %f):", get_cname(), dest->get_cname(),
167                (latency == nullptr ? -1 : *latency));
168     for (auto const& link : links)
169       XBT_CDEBUG(surf_route, "Link %s", link->get_cname());
170   }
171 }
172
173 /** @brief Returns the networking zone englobing that host */
174 NetZone* Host::get_englobing_zone()
175 {
176   return pimpl_netpoint_->get_englobing_zone()->get_iface();
177 }
178
179 void Host::send_to(Host* dest, double byte_amount)
180 {
181   std::vector<Host*> m_host_list   = {this, dest};
182   std::vector<double> flops_amount = {0, 0};
183   std::vector<double> bytes_amount = {0, byte_amount, 0, 0};
184   this_actor::parallel_execute(m_host_list, flops_amount, bytes_amount);
185 }
186
187 /** Get the properties assigned to a host */
188 const std::unordered_map<std::string, std::string>* Host::get_properties() const
189 {
190   return this->pimpl_->get_properties();
191 }
192
193 /** Retrieve the property value (or nullptr if not set) */
194 const char* Host::get_property(const std::string& key) const
195 {
196   return this->pimpl_->get_property(key);
197 }
198
199 void Host::set_property(const std::string& key, const std::string& value)
200 {
201   kernel::actor::simcall([this, &key, &value] { this->pimpl_->set_property(key, value); });
202 }
203
204 void Host::set_properties(const std::map<std::string, std::string>& properties)
205 {
206   kernel::actor::simcall([this, &properties] { this->pimpl_->set_properties(properties); });
207 }
208
209 /** Specify a profile turning the host on and off according to a exhaustive list or a stochastic law.
210  * The profile must contain boolean values. */
211 void Host::set_state_profile(kernel::profile::Profile* p)
212 {
213   return kernel::actor::simcall([this, p] { pimpl_cpu->set_state_profile(p); });
214 }
215 /** Specify a profile modeling the external load according to a exhaustive list or a stochastic law.
216  *
217  * Each event of the profile represent a peak speed change that is due to external load. The values are given as a rate
218  * of the initial value. This means that the actual value is obtained by multiplying the initial value (the peek speed
219  * at this pstate level) by the rate coming from the profile.
220  */
221 void Host::set_speed_profile(kernel::profile::Profile* p)
222 {
223   return kernel::actor::simcall([this, p] { pimpl_cpu->set_speed_profile(p); });
224 }
225
226 /** @brief Get the peak processor speed (in flops/s), at the specified pstate  */
227 double Host::get_pstate_speed(int pstate_index) const
228 {
229   return this->pimpl_cpu->get_pstate_peak_speed(pstate_index);
230 }
231
232 /** @brief Get the peak computing speed in flops/s at the current pstate, NOT taking the external load into account.
233  *
234  *  The amount of flops per second available for computing depends on several things:
235  *    - The current pstate determines the maximal peak computing speed (use @ref get_pstate_speed() to retrieve the
236  *      computing speed you would get at another pstate)
237  *    - If you declared an external load (with @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_profile()), you must multiply the
238  * result of get_speed() by get_available_speed() to retrieve what a new computation would get.
239  *
240  *  The remaining speed is then shared between the executions located on this host.
241  *  You can retrieve the amount of tasks currently running on this host with @ref get_load().
242  *
243  *  The host may have multiple cores, and your executions may be able to use more than a single core.
244  *
245  *  Finally, executions of priority 2 get twice the amount of flops than executions of priority 1.
246  */
247 double Host::get_speed() const
248 {
249   return this->pimpl_cpu->get_speed(1.0);
250 }
251 /** @brief Returns the current computation load (in flops per second)
252  *
253  * The external load (coming from an availability trace) is not taken in account.
254  * You may also be interested in the load plugin.
255  */
256 double Host::get_load() const
257 {
258   return this->pimpl_cpu->get_load();
259 }
260 /** @brief Get the available speed ratio, between 0 and 1.
261  *
262  * This accounts for external load (see @ref simgrid::surf::Cpu::set_speed_profile()).
263  */
264 double Host::get_available_speed() const
265 {
266   return this->pimpl_cpu->get_speed_ratio();
267 }
268
269 /** @brief Returns the number of core of the processor. */
270 int Host::get_core_count() const
271 {
272   return this->pimpl_cpu->get_core_count();
273 }
274
275 /** @brief Set the pstate at which the host should run */
276 void Host::set_pstate(int pstate_index)
277 {
278   kernel::actor::simcall([this, pstate_index] { this->pimpl_cpu->set_pstate(pstate_index); });
279 }
280 /** @brief Retrieve the pstate at which the host is currently running */
281 int Host::get_pstate() const
282 {
283   return this->pimpl_cpu->get_pstate();
284 }
285
286 std::vector<Disk*> Host::get_disks() const
287 {
288   return kernel::actor::simcall([this] { return this->pimpl_->get_disks(); });
289 }
290
291 void Host::add_disk(Disk* disk)
292 {
293   kernel::actor::simcall([this, disk] { this->pimpl_->add_disk(disk); });
294 }
295
296 void Host::remove_disk(const std::string& disk_name)
297 {
298   kernel::actor::simcall([this, disk_name] { this->pimpl_->remove_disk(disk_name); });
299 }
300 /**
301  * @ingroup simix_storage_management
302  * @brief Returns the list of storages attached to a host.
303  * @return a vector containing all storages attached to the host
304  */
305 std::vector<const char*> Host::get_attached_storages() const
306 {
307   return kernel::actor::simcall([this] { return this->pimpl_->get_attached_storages(); });
308 }
309
310 std::unordered_map<std::string, Storage*> const& Host::get_mounted_storages()
311 {
312   if (mounts_ == nullptr) {
313     mounts_ = new std::unordered_map<std::string, Storage*>();
314     for (auto const& m : this->pimpl_->storage_) {
315       mounts_->insert({m.first, &m.second->piface_});
316     }
317   }
318   return *mounts_;
319 }
320
321 ExecPtr Host::exec_async(double flops)
322 {
323   return this_actor::exec_init(flops);
324 }
325
326 void Host::execute(double flops)
327 {
328   execute(flops, 1.0 /* priority */);
329 }
330
331 void Host::execute(double flops, double priority)
332 {
333   this_actor::exec_init(flops)->set_priority(1 / priority)->start()->wait();
334 }
335
336 } // namespace s4u
337 } // namespace simgrid
338
339 /* **************************** Public C interface *************************** */
340 size_t sg_host_count()
341 {
342   return simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_host_count();
343 }
344 /** @brief Returns the host list
345  *
346  * Uses sg_host_count() to know the array size.
347  *
348  * @return an array of @ref sg_host_t containing all the hosts in the platform.
349  * @remark The host order in this array is generally different from the
350  * creation/declaration order in the XML platform (we use a hash table
351  * internally).
352  * @see sg_host_count()
353  */
354 sg_host_t* sg_host_list()
355 {
356   xbt_assert(sg_host_count() > 0, "There is no host!");
357   std::vector<simgrid::s4u::Host*> hosts = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
358
359   sg_host_t* res = xbt_new(sg_host_t, hosts.size());
360   memcpy(res, hosts.data(), sizeof(sg_host_t) * hosts.size());
361
362   return res;
363 }
364
365 const char* sg_host_get_name(sg_host_t host)
366 {
367   return host->get_cname();
368 }
369
370 void* sg_host_extension_get(sg_host_t host, size_t ext)
371 {
372   return host->extension(ext);
373 }
374
375 size_t sg_host_extension_create(void (*deleter)(void*))
376 {
377   return simgrid::s4u::Host::extension_create(deleter);
378 }
379
380 sg_host_t sg_host_by_name(const char* name)
381 {
382   return simgrid::s4u::Host::by_name_or_null(name);
383 }
384
385 xbt_dynar_t sg_hosts_as_dynar()
386 {
387   std::vector<simgrid::s4u::Host*> list = simgrid::s4u::Engine::get_instance()->get_all_hosts();
388
389   auto last = std::remove_if(begin(list), end(list), [](const simgrid::s4u::Host* host) {
390     return not host || not host->get_netpoint() || not host->get_netpoint()->is_host();
391   });
392   std::sort(begin(list), last,
393             [](const simgrid::s4u::Host* a, const simgrid::s4u::Host* b) { return a->get_name() < b->get_name(); });
394
395   xbt_dynar_t res = xbt_dynar_new(sizeof(sg_host_t), nullptr);
396   std::for_each(begin(list), last, [res](sg_host_t host) { xbt_dynar_push_as(res, sg_host_t, host); });
397   return res;
398 }
399
400 // ========= Layering madness ==============*
401
402 // ========== User data Layer ==========
403 void* sg_host_data(sg_host_t host)
404 {
405   return host->get_data();
406 }
407 void sg_host_data_set(sg_host_t host, void* userdata)
408 {
409   host->set_data(userdata);
410 }
411 void* sg_host_user(sg_host_t host) // deprecated
412 {
413   return host->get_data();
414 }
415 void sg_host_user_set(sg_host_t host, void* userdata) // deprecated
416 {
417   host->set_data(userdata);
418 }
419 void sg_host_user_destroy(sg_host_t host) // deprecated
420 {
421   host->set_data(nullptr);
422 }
423
424 // ========= storage related functions ============
425 xbt_dict_t sg_host_get_mounted_storage_list(sg_host_t host)
426 {
427   xbt_assert((host != nullptr), "Invalid parameters");
428   xbt_dict_t res = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
429   for (auto const& elm : host->get_mounted_storages()) {
430     const char* mount_name = elm.first.c_str();
431     sg_storage_t storage   = elm.second;
432     xbt_dict_set(res, mount_name, (void*)storage->get_cname());
433   }
434
435   return res;
436 }
437
438 xbt_dynar_t sg_host_get_attached_storage_list(sg_host_t host)
439 {
440   xbt_dynar_t storage_dynar               = xbt_dynar_new(sizeof(const char*), nullptr);
441   std::vector<const char*> storage_vector = host->get_attached_storages();
442   for (auto const& name : storage_vector)
443     xbt_dynar_push(storage_dynar, &name);
444   return storage_dynar;
445 }
446
447 // =========== user-level functions ===============
448 // ================================================
449 /** @brief Returns the total speed of a host */
450 double sg_host_speed(sg_host_t host)
451 {
452   return host->get_speed();
453 }
454
455 /** @brief Return the speed of the processor (in flop/s) at a given pstate. See also @ref plugin_energy.
456  *
457  * @param  host host to test
458  * @param pstate_index pstate to test
459  * @return Returns the processor speed associated with pstate_index
460  */
461 double sg_host_get_pstate_speed(sg_host_t host, int pstate_index)
462 {
463   return host->get_pstate_speed(pstate_index);
464 }
465
466 /** @ingroup m_host_management
467  * @brief Return the number of cores.
468  *
469  * @param host a host
470  * @return the number of cores
471  */
472 int sg_host_core_count(sg_host_t host)
473 {
474   return host->get_core_count();
475 }
476
477 double sg_host_get_available_speed(sg_host_t host)
478 {
479   return host->get_available_speed();
480 }
481
482 /** @brief Returns the number of power states for a host.
483  *
484  *  See also @ref plugin_energy.
485  */
486 int sg_host_get_nb_pstates(sg_host_t host)
487 {
488   return host->get_pstate_count();
489 }
490
491 /** @brief Gets the pstate at which that host currently runs.
492  *
493  *  See also @ref plugin_energy.
494  */
495 int sg_host_get_pstate(sg_host_t host)
496 {
497   return host->get_pstate();
498 }
499 /** @brief Sets the pstate at which that host should run.
500  *
501  *  See also @ref plugin_energy.
502  */
503 void sg_host_set_pstate(sg_host_t host, int pstate)
504 {
505   host->set_pstate(pstate);
506 }
507
508 /** @ingroup m_host_management
509  *
510  * @brief Start the host if it is off
511  *
512  * See also #sg_host_is_on() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
513  * for more info on DVFS.
514  */
515 void sg_host_turn_on(sg_host_t host)
516 {
517   host->turn_on();
518 }
519
520 /** @ingroup m_host_management
521  *
522  * @brief Stop the host if it is on
523  *
524  * See also #MSG_host_is_on() to test the current state of the host and @ref plugin_energy
525  * for more info on DVFS.
526  */
527 void sg_host_turn_off(sg_host_t host)
528 {
529   host->turn_off();
530 }
531
532 /** @ingroup m_host_management
533  * @brief Determine if a host is up and running.
534  *
535  * See also #sg_host_turn_on() and #sg_host_turn_off() to switch the host ON and OFF and @ref plugin_energy for more
536  * info on DVFS.
537  *
538  * @param host host to test
539  * @return Returns true if the host is up and running, and false if it's currently down
540  */
541 int sg_host_is_on(sg_host_t host)
542 {
543   return host->is_on();
544 }
545
546 /** @brief Get the properties of a host */
547 xbt_dict_t sg_host_get_properties(sg_host_t host)
548 {
549   xbt_dict_t as_dict = xbt_dict_new_homogeneous(xbt_free_f);
550   const std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
551   if (props == nullptr)
552     return nullptr;
553   for (auto const& elm : *props) {
554     xbt_dict_set(as_dict, elm.first.c_str(), xbt_strdup(elm.second.c_str()));
555   }
556   return as_dict;
557 }
558
559 /** @ingroup m_host_management
560  * @brief Returns the value of a given host property
561  *
562  * @param host a host
563  * @param name a property name
564  * @return value of a property (or nullptr if property not set)
565  */
566 const char* sg_host_get_property_value(sg_host_t host, const char* name)
567 {
568   return host->get_property(name);
569 }
570
571 void sg_host_set_property_value(sg_host_t host, const char* name, const char* value)
572 {
573   host->set_property(name, value);
574 }
575
576 /**
577  * @brief Find a route between two hosts
578  *
579  * @param from where from
580  * @param to where to
581  * @param links [OUT] where to store the list of links (must exist, cannot be nullptr).
582  */
583 void sg_host_route(sg_host_t from, sg_host_t to, xbt_dynar_t links)
584 {
585   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
586   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
587   for (auto const& link : vlinks)
588     xbt_dynar_push(links, &link);
589 }
590 /**
591  * @brief Find the latency of the route between two hosts
592  *
593  * @param from where from
594  * @param to where to
595  */
596 double sg_host_route_latency(sg_host_t from, sg_host_t to)
597 {
598   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
599   double res = 0;
600   from->route_to(to, vlinks, &res);
601   return res;
602 }
603 /**
604  * @brief Find the bandwidth of the route between two hosts
605  *
606  * @param from where from
607  * @param to where to
608  */
609 double sg_host_route_bandwidth(sg_host_t from, sg_host_t to)
610 {
611   double min_bandwidth = -1.0;
612
613   std::vector<simgrid::s4u::Link*> vlinks;
614   from->route_to(to, vlinks, nullptr);
615   for (auto const& link : vlinks) {
616     double bandwidth = link->get_bandwidth();
617     if (bandwidth < min_bandwidth || min_bandwidth < 0.0)
618       min_bandwidth = bandwidth;
619   }
620   return min_bandwidth;
621 }
622
623 void sg_host_send_to(sg_host_t from, sg_host_t to, double byte_amount)
624 {
625   from->send_to(to, byte_amount);
626 }
627
628 /** @brief Displays debugging information about a host */
629 void sg_host_dump(sg_host_t host)
630 {
631   XBT_INFO("Displaying host %s", host->get_cname());
632   XBT_INFO("  - speed: %.0f", host->get_speed());
633   XBT_INFO("  - available speed: %.2f", sg_host_get_available_speed(host));
634   const std::unordered_map<std::string, std::string>* props = host->get_properties();
635
636   if (not props->empty()) {
637     XBT_INFO("  - properties:");
638     for (auto const& elm : *props) {
639       XBT_INFO("    %s->%s", elm.first.c_str(), elm.second.c_str());
640     }
641   }
642 }
643
644 /** @brief Return the list of actors attached to a host.
645  *
646  * @param host a host
647  * @param whereto a dynar in which we should push actors living on that host
648  */
649 void sg_host_get_actor_list(sg_host_t host, xbt_dynar_t whereto)
650 {
651   auto actors = host->get_all_actors();
652   for (auto& actor : actors)
653     xbt_dynar_push(whereto, &actor);
654 }
655
656 sg_host_t sg_host_self()
657 {
658   simgrid::kernel::actor::ActorImpl* self = SIMIX_process_self();
659   return (self == nullptr) ? nullptr : self->get_host();
660 }
661
662 /* needs to be public and without simcall for exceptions and logging events */
663 const char* sg_host_self_get_name()
664 {
665   sg_host_t host = sg_host_self();
666   if (host == nullptr || SIMIX_process_self() == simix_global->maestro_process)
667     return "";
668
669   return host->get_cname();
670 }
671
672 double sg_host_load(sg_host_t host)
673 {
674   return host->get_load();
675 }