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/config.hpp"
  15 #include "xbt/utility.hpp"
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  19
  20 /**************************************/
  21 /*** Resource Creation & Destruction **/
  22 /**************************************/
  23 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  24 {
  25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  26   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  27   xbt_assert(not surf_network_model, "network model type already defined");
  28
  29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  31 }
  32
  33
  34 namespace simgrid {
  35 namespace surf {
  36
  37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  38   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  39   set_maxmin_system(maxmin_system);
  40   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  41   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  42 }
  43
  44 HostL07Model::~HostL07Model()
  45 {
  46   delete surf_network_model;
  47   delete surf_cpu_model_pm;
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  51     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::Full), hostModel_(hmodel)
  52 {
  53   set_maxmin_system(sys);
  54 }
  55
  56 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  57 {
  58   set_maxmin_system(nullptr);
  59 }
  60
  61 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  62     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::Full), hostModel_(hmodel)
  63 {
  64   set_maxmin_system(sys);
  65   loopback_     = NetworkL07Model::createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  66 }
  67
  68 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  69 {
  70   set_maxmin_system(nullptr);
  71 }
  72
  73 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  74 {
  75   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  76   for (kernel::resource::Action const& action : *get_running_action_set()) {
  77     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  78     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  79       min = net_action.latency_;
  80       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  81     }
  82   }
  83   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  84
  85   return min;
  86 }
  87
  88 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  89 {
  90   for (auto it = std::begin(*get_running_action_set()); it != std::end(*get_running_action_set());) {
  91     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  92     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  93     if (action.latency_ > 0) {
  94       if (action.latency_ > delta) {
  95         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  96       } else {
  97         action.latency_ = 0.0;
  98       }
  99       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
 100         action.updateBound();
 101         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
 102       }
 103     }
 104     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 105               action.get_variable()->get_value() * delta);
 106     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 107
 108     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
 109       action.update_max_duration(delta);
 110
 111     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 112
 113     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 114      *  - The amount of remaining work reached 0
 115      *  - The max duration was reached
 116      * If it's not done, it may have failed.
 117      */
 118
 119     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 120         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 121       action.finish(kernel::resource::Action::State::done);
 122     } else {
 123       /* Need to check that none of the model has failed */
 124       int i = 0;
 125       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 126       while (cnst != nullptr) {
 127         i++;
 128         void* constraint_id = cnst->get_id();
 129         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
 130           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 131           action.finish(kernel::resource::Action::State::failed);
 132           break;
 133         }
 134         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 135       }
 136     }
 137   }
 138 }
 139
 140 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 141                                                          double* bytes_amount, double rate)
 142 {
 143   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 144 }
 145
 146 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 147                      double* bytes_amount, double rate)
 148     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 149 {
 150   int nb_link = 0;
 151   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 152   double latency = 0.0;
 153
 154   this->hostList_->reserve(host_nb);
 155   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 156     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 157     if (flops_amount[i] > 0)
 158       nb_used_host++;
 159   }
 160
 161   /* Compute the number of affected resources... */
 162   if(bytes_amount != nullptr) {
 163     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 164
 165     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 166       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 167
 168         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 169           double lat=0.0;
 170
 171           std::vector<LinkImpl*> route;
 172           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 173           latency = std::max(latency, lat);
 174
 175           for (auto const& link : route)
 176             affected_links.insert(link->get_cname());
 177         }
 178       }
 179     }
 180
 181     nb_link = affected_links.size();
 182   }
 183
 184   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 185   latency_ = latency;
 186
 187   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 188
 189   if (latency_ > 0)
 190     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 191
 192   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 193     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(), flops_amount[i]);
 194
 195   if(bytes_amount != nullptr) {
 196     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 197       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 198         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 199           std::vector<LinkImpl*> route;
 200           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, nullptr);
 201
 202           for (auto const& link : route)
 203             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 204                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 205         }
 206       }
 207     }
 208   }
 209
 210   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 211     this->set_cost(1.0);
 212     this->set_remains(0.0);
 213   }
 214   delete[] host_list;
 215 }
 216
 217 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 218 {
 219   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 220   double* flops_amount = new double[2]();
 221   double* bytes_amount = new double[4]();
 222
 223   host_list[0]    = src;
 224   host_list[1]    = dst;
 225   bytes_amount[1] = size;
 226
 227   return hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 228 }
 229
 230 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 231 {
 232   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 233 }
 234
 235 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 236                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 237 {
 238   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 239 }
 240
 241 /************
 242  * Resource *
 243  ************/
 244
 245 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 246     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate, core)
 247 {
 248 }
 249
 250 CpuL07::~CpuL07()=default;
 251
 252 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 253                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 254     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 255 {
 256   bandwidth_.peak = bandwidth;
 257   latency_.peak   = latency;
 258
 259   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 260     get_constraint()->unshare();
 261
 262   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 263 }
 264
 265 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 266 {
 267   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[1]();
 268   double* flops_amount = new double[1]();
 269
 270   host_list[0] = getHost();
 271   flops_amount[0] = size;
 272
 273   return static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 274 }
 275
 276 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 277 {
 278   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 279   action->set_max_duration(duration);
 280   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 281   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 282
 283   return action;
 284 }
 285
 286 bool CpuL07::is_used()
 287 {
 288   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 289 }
 290
 291 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 292 void CpuL07::onSpeedChange() {
 293   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 294   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 295
 296   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 297   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 298     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 299
 300     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 301   }
 302
 303   Cpu::onSpeedChange();
 304 }
 305
 306 bool LinkL07::is_used()
 307 {
 308   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 309 }
 310
 311 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 312 {
 313   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 314   if (triggered == speed_.event) {
 315     speed_.scale = value;
 316     onSpeedChange();
 317     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 318
 319   } else if (triggered == stateEvent_) {
 320     if (value > 0)
 321       turn_on();
 322     else
 323       turn_off();
 324     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 325
 326   } else {
 327     xbt_die("Unknown event!\n");
 328   }
 329 }
 330
 331 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 332 {
 333   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 334   if (triggered == bandwidth_.event) {
 335     setBandwidth(value);
 336     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 337
 338   } else if (triggered == latency_.event) {
 339     setLatency(value);
 340     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 341
 342   } else if (triggered == stateEvent_) {
 343     if (value > 0)
 344       turn_on();
 345     else
 346       turn_off();
 347     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 348
 349   } else {
 350     xbt_die("Unknown event ! \n");
 351   }
 352 }
 353
 354 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 355 {
 356   bandwidth_.peak = value;
 357   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 358 }
 359
 360 void LinkL07::setLatency(double value)
 361 {
 362   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 363   L07Action *action;
 364   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 365
 366   latency_.peak = value;
 367   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 368     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 369     action->updateBound();
 370   }
 371 }
 372 LinkL07::~LinkL07() = default;
 373
 374 /**********
 375  * Action *
 376  **********/
 377
 378 L07Action::~L07Action(){
 379   delete hostList_;
 380   delete[] communicationAmount_;
 381   delete[] computationAmount_;
 382 }
 383
 384 void L07Action::updateBound()
 385 {
 386   double lat_current = 0.0;
 387
 388   int hostNb = hostList_->size();
 389
 390   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 391     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 392       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 393
 394         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 395           double lat = 0.0;
 396           std::vector<LinkImpl*> route;
 397           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 398
 399           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 400         }
 401       }
 402     }
 403   }
 404   double lat_bound = NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 405   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 406   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 407     if (rate_ < 0)
 408       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 409     else
 410       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 411   }
 412 }
 413
 414 }
 415 }