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 <cstdlib>
   7
   8 #include <algorithm>
   9 #include <unordered_set>
  10
  11 #include "ptask_L07.hpp"
  12
  13 #include "cpu_interface.hpp"
  14 #include "xbt/utility.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   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  38   set_maxmin_system(maxmin_system);
  39   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  40   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  41 }
  42
  43 HostL07Model::~HostL07Model()
  44 {
  45   delete surf_network_model;
  46   delete surf_cpu_model_pm;
  47 }
  48
  49 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  50     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::Full), hostModel_(hmodel)
  51 {
  52   set_maxmin_system(sys);
  53 }
  54
  55 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  56 {
  57   set_maxmin_system(nullptr);
  58 }
  59
  60 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  61     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::Full), hostModel_(hmodel)
  62 {
  63   set_maxmin_system(sys);
  64   loopback_     = NetworkL07Model::createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  65 }
  66
  67 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  68 {
  69   set_maxmin_system(nullptr);
  70 }
  71
  72 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  73 {
  74   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  75   for (kernel::resource::Action const& action : *get_running_action_set()) {
  76     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  77     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  78       min = net_action.latency_;
  79       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  80     }
  81   }
  82   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  83
  84   return min;
  85 }
  86
  87 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  88 {
  89   for (auto it = std::begin(*get_running_action_set()); it != std::end(*get_running_action_set());) {
  90     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  91     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  92     if (action.latency_ > 0) {
  93       if (action.latency_ > delta) {
  94         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  95       } else {
  96         action.latency_ = 0.0;
  97       }
  98       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
  99         action.updateBound();
 100         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
 101       }
 102     }
 103     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 104               action.get_variable()->get_value() * delta);
 105     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 106
 107     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
 108       action.update_max_duration(delta);
 109
 110     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 111
 112     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 113      *  - The amount of remaining work reached 0
 114      *  - The max duration was reached
 115      * If it's not done, it may have failed.
 116      */
 117
 118     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 119         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 120       action.finish(kernel::resource::Action::State::done);
 121     } else {
 122       /* Need to check that none of the model has failed */
 123       int i = 0;
 124       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 125       while (cnst != nullptr) {
 126         i++;
 127         void* constraint_id = cnst->get_id();
 128         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
 129           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 130           action.finish(kernel::resource::Action::State::failed);
 131           break;
 132         }
 133         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 134       }
 135     }
 136   }
 137 }
 138
 139 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 140                                                          double* bytes_amount, double rate)
 141 {
 142   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 143 }
 144
 145 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 146                      double* bytes_amount, double rate)
 147     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 148 {
 149   int nb_link = 0;
 150   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 151   double latency = 0.0;
 152
 153   this->hostList_->reserve(host_nb);
 154   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 155     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 156     if (flops_amount[i] > 0)
 157       nb_used_host++;
 158   }
 159
 160   /* Compute the number of affected resources... */
 161   if(bytes_amount != nullptr) {
 162     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 163
 164     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 165       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 166
 167         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 168           double lat=0.0;
 169
 170           std::vector<LinkImpl*> route;
 171           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 172           latency = std::max(latency, lat);
 173
 174           for (auto const& link : route)
 175             affected_links.insert(link->get_cname());
 176         }
 177       }
 178     }
 179
 180     nb_link = affected_links.size();
 181   }
 182
 183   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 184   latency_ = latency;
 185
 186   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 187
 188   if (latency_ > 0)
 189     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 190
 191   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 192     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(), flops_amount[i]);
 193
 194   if(bytes_amount != nullptr) {
 195     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 196       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 197         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 198           std::vector<LinkImpl*> route;
 199           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, nullptr);
 200
 201           for (auto const& link : route)
 202             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 203                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 204         }
 205       }
 206     }
 207   }
 208
 209   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 210     this->set_cost(1.0);
 211     this->set_remains(0.0);
 212   }
 213   delete[] host_list;
 214 }
 215
 216 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 217 {
 218   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 219   double* flops_amount = new double[2]();
 220   double* bytes_amount = new double[4]();
 221
 222   host_list[0]    = src;
 223   host_list[1]    = dst;
 224   bytes_amount[1] = size;
 225
 226   return hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 227 }
 228
 229 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 230 {
 231   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 232 }
 233
 234 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 235                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 236 {
 237   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 238 }
 239
 240 /************
 241  * Resource *
 242  ************/
 243
 244 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 245     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate, core)
 246 {
 247 }
 248
 249 CpuL07::~CpuL07()=default;
 250
 251 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 252                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 253     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 254 {
 255   bandwidth_.peak = bandwidth;
 256   latency_.peak   = latency;
 257
 258   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 259     get_constraint()->unshare();
 260
 261   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 262 }
 263
 264 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 265 {
 266   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[1]();
 267   double* flops_amount = new double[1]();
 268
 269   host_list[0] = getHost();
 270   flops_amount[0] = size;
 271
 272   return static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 273 }
 274
 275 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 276 {
 277   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 278   action->set_max_duration(duration);
 279   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 280   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 281
 282   return action;
 283 }
 284
 285 bool CpuL07::is_used()
 286 {
 287   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 288 }
 289
 290 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 291 void CpuL07::onSpeedChange() {
 292   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 293   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 294
 295   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 296   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 297     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 298
 299     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 300   }
 301
 302   Cpu::onSpeedChange();
 303 }
 304
 305 bool LinkL07::is_used()
 306 {
 307   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 308 }
 309
 310 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 311 {
 312   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 313   if (triggered == speed_.event) {
 314     speed_.scale = value;
 315     onSpeedChange();
 316     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 317
 318   } else if (triggered == stateEvent_) {
 319     if (value > 0)
 320       turn_on();
 321     else
 322       turn_off();
 323     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 324
 325   } else {
 326     xbt_die("Unknown event!\n");
 327   }
 328 }
 329
 330 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 331 {
 332   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 333   if (triggered == bandwidth_.event) {
 334     setBandwidth(value);
 335     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 336
 337   } else if (triggered == latency_.event) {
 338     setLatency(value);
 339     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 340
 341   } else if (triggered == stateEvent_) {
 342     if (value > 0)
 343       turn_on();
 344     else
 345       turn_off();
 346     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 347
 348   } else {
 349     xbt_die("Unknown event ! \n");
 350   }
 351 }
 352
 353 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 354 {
 355   bandwidth_.peak = value;
 356   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 357 }
 358
 359 void LinkL07::setLatency(double value)
 360 {
 361   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 362   L07Action *action;
 363   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 364
 365   latency_.peak = value;
 366   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 367     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 368     action->updateBound();
 369   }
 370 }
 371 LinkL07::~LinkL07() = default;
 372
 373 /**********
 374  * Action *
 375  **********/
 376
 377 L07Action::~L07Action(){
 378   delete hostList_;
 379   delete[] communicationAmount_;
 380   delete[] computationAmount_;
 381 }
 382
 383 void L07Action::updateBound()
 384 {
 385   double lat_current = 0.0;
 386
 387   int hostNb = hostList_->size();
 388
 389   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 390     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 391       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 392
 393         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 394           double lat = 0.0;
 395           std::vector<LinkImpl*> route;
 396           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 397
 398           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 399         }
 400       }
 401     }
 402   }
 403   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 404   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 405   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 406     if (rate_ < 0)
 407       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 408     else
 409       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 410   }
 411 }
 412
 413 }
 414 }