src/surf/network_ib.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2019. 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 "src/surf/network_ib.hpp"
   7 #include "simgrid/sg_config.hpp"
   8 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
   9 #include "src/surf/xml/platf.hpp"
  10 #include "surf/surf.hpp"
  11
  12 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  14
  15 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_network);
  16
  17 static void IB_create_host_callback(simgrid::s4u::Host& host){
  18   using simgrid::kernel::resource::IBNode;
  19   using simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel;
  20
  21   static int id=0;
  22   // pour t->id -> rajouter une nouvelle struct dans le dict, pour stocker les comms actives
  23
  24   IBNode* act = new IBNode(id);
  25
  26   id++;
  27   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_nodes.insert({host.get_name(), act});
  28 }
  29
  30 static void IB_action_state_changed_callback(simgrid::kernel::resource::NetworkAction* action,
  31                                              simgrid::kernel::resource::Action::State /*previous*/)
  32 {
  33   using simgrid::kernel::resource::IBNode;
  34   using simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel;
  35
  36   if (action->get_state() != simgrid::kernel::resource::Action::State::FINISHED)
  37     return;
  38   std::pair<IBNode*,IBNode*> pair = ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms[action];
  39   XBT_DEBUG("IB callback - action %p finished", action);
  40
  41   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->updateIBfactors(action, pair.first, pair.second, 1);
  42
  43   ((NetworkIBModel*)surf_network_model)->active_comms.erase(action);
  44
  45 }
  46
  47 static void IB_action_init_callback(simgrid::kernel::resource::NetworkAction* action, simgrid::s4u::Host* src,
  48                                     simgrid::s4u::Host* dst)
  49 {
  50   simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel* ibModel = (simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel*)surf_network_model;
  51   simgrid::kernel::resource::IBNode* act_src;
  52   simgrid::kernel::resource::IBNode* act_dst;
  53
  54   auto asrc = ibModel->active_nodes.find(src->get_name());
  55   if (asrc != ibModel->active_nodes.end()) {
  56     act_src = asrc->second;
  57   } else {
  58     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + src->get_cname() + "' active comms !");
  59   }
  60
  61   auto adst = ibModel->active_nodes.find(dst->get_name());
  62   if (adst != ibModel->active_nodes.end()) {
  63     act_dst = adst->second;
  64   } else {
  65     throw std::out_of_range(std::string("Could not find '") + dst->get_cname() + "' active comms !");
  66   }
  67
  68   ibModel->active_comms[action]=std::make_pair(act_src, act_dst);
  69
  70   ibModel->updateIBfactors(action, act_src, act_dst, 0);
  71 }
  72
  73 /*********
  74  * Model *
  75  *********/
  76
  77 /************************************************************************/
  78 /* New model based on MPI contention model for Infiniband platforms */
  79 /************************************************************************/
  80 /* @Inproceedings{mescal_vienne_phd, */
  81 /*  author={Jérôme Vienne}, */
  82 /*  title={prédiction de performances d’applications de calcul haute performance sur réseau Infiniband}, */
  83 /*  address={Grenoble FRANCE}, */
  84 /*  month=june, */
  85 /*  year={2010} */
  86 /*  } */
  87 void surf_network_model_init_IB()
  88 {
  89   xbt_assert(surf_network_model == nullptr, "Cannot set the network model twice");
  90
  91   surf_network_model = new simgrid::kernel::resource::NetworkIBModel();
  92   simgrid::s4u::Link::on_communication_state_change.connect(IB_action_state_changed_callback);
  93   simgrid::s4u::Link::on_communicate.connect(IB_action_init_callback);
  94   simgrid::s4u::Host::on_creation.connect(IB_create_host_callback);
  95   simgrid::config::set_default<double>("network/weight-S", 8775);
  96 }
  97
  98 namespace simgrid {
  99 namespace kernel {
 100 namespace resource {
 101
 102 NetworkIBModel::NetworkIBModel() : NetworkSmpiModel()
 103 {
 104   /* Do not add this into all_existing_models: our ancestor already does so */
 105
 106   std::string IB_factors_string = simgrid::config::get_value<std::string>("smpi/IB-penalty-factors");
 107   std::vector<std::string> radical_elements;
 108   boost::split(radical_elements, IB_factors_string, boost::is_any_of(";"));
 109
 110   surf_parse_assert(radical_elements.size() == 3, "smpi/IB-penalty-factors should be provided and contain 3 "
 111                                                   "elements, semi-colon separated. Example: 0.965;0.925;1.35");
 112
 113   try {
 114     Be = std::stod(radical_elements.front());
 115   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 116     throw std::invalid_argument(std::string("First part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 117   }
 118
 119   try {
 120     Bs = std::stod(radical_elements.at(1));
 121   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 122     throw std::invalid_argument(std::string("Second part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 123   }
 124
 125   try {
 126     ys = std::stod(radical_elements.back());
 127   } catch (std::invalid_argument& ia) {
 128     throw std::invalid_argument(std::string("Third part of smpi/IB-penalty-factors is not numerical:") + ia.what());
 129   }
 130 }
 131
 132 NetworkIBModel::~NetworkIBModel()
 133 {
 134   for (auto const& instance : active_nodes)
 135     delete instance.second;
 136 }
 137
 138 void NetworkIBModel::computeIBfactors(IBNode* root)
 139 {
 140   double num_comm_out    = static_cast<double>(root->ActiveCommsUp.size());
 141   double max_penalty_out = 0.0;
 142   // first, compute all outbound penalties to get their max
 143   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 144     double my_penalty_out = 1.0;
 145
 146     if (num_comm_out != 1) {
 147       if ((*it)->destination->nbActiveCommsDown > 2) // number of comms sent to the receiving node
 148         my_penalty_out = num_comm_out * Bs * ys;
 149       else
 150         my_penalty_out = num_comm_out * Bs;
 151     }
 152
 153     max_penalty_out = std::max(max_penalty_out, my_penalty_out);
 154   }
 155
 156   for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 157     // compute inbound penalty
 158     double my_penalty_in = 1.0;
 159     int nb_comms         = (*it)->destination->nbActiveCommsDown; // total number of incoming comms
 160     if (nb_comms != 1)
 161       my_penalty_in = ((*it)->destination->ActiveCommsDown)[root]        // number of comm sent to dest by root node
 162                       * Be * (*it)->destination->ActiveCommsDown.size(); // number of different nodes sending to dest
 163
 164     double penalty = std::max(my_penalty_in, max_penalty_out);
 165
 166     double rate_before_update = (*it)->action->get_bound();
 167     // save initial rate of the action
 168     if ((*it)->init_rate == -1)
 169       (*it)->init_rate = rate_before_update;
 170
 171     double penalized_bw = num_comm_out ? (*it)->init_rate / penalty : (*it)->init_rate;
 172
 173     if (not double_equals(penalized_bw, rate_before_update, sg_surf_precision)) {
 174       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty updated : bw now %f, before %f , initial rate %f", root->id,
 175                 (*it)->destination->id, (*it)->action, penalized_bw, (*it)->action->get_bound(), (*it)->init_rate);
 176       get_maxmin_system()->update_variable_bound((*it)->action->get_variable(), penalized_bw);
 177     } else {
 178       XBT_DEBUG("%d->%d action %p penalty not updated : bw %f, initial rate %f", root->id, (*it)->destination->id,
 179                 (*it)->action, penalized_bw, (*it)->init_rate);
 180     }
 181   }
 182   XBT_DEBUG("Finished computing IB penalties");
 183 }
 184
 185 void NetworkIBModel::updateIBfactors_rec(IBNode* root, std::vector<bool>& updatedlist)
 186 {
 187   if (not updatedlist[root->id]) {
 188     XBT_DEBUG("IB - Updating rec %d", root->id);
 189     computeIBfactors(root);
 190     updatedlist[root->id] = true;
 191     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = root->ActiveCommsUp.begin(); it != root->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 192       if (not updatedlist[(*it)->destination->id])
 193         updateIBfactors_rec((*it)->destination, updatedlist);
 194     }
 195     for (std::map<IBNode*, int>::iterator it = root->ActiveCommsDown.begin(); it != root->ActiveCommsDown.end(); ++it) {
 196       if (not updatedlist[it->first->id])
 197         updateIBfactors_rec(it->first, updatedlist);
 198     }
 199   }
 200 }
 201
 202 void NetworkIBModel::updateIBfactors(NetworkAction* action, IBNode* from, IBNode* to, int remove)
 203 {
 204   if (from == to) // disregard local comms (should use loopback)
 205     return;
 206
 207   ActiveComm* comm = nullptr;
 208   if (remove) {
 209     if (to->ActiveCommsDown[from] == 1)
 210       to->ActiveCommsDown.erase(from);
 211     else
 212       to->ActiveCommsDown[from] -= 1;
 213
 214     to->nbActiveCommsDown--;
 215     for (std::vector<ActiveComm*>::iterator it = from->ActiveCommsUp.begin(); it != from->ActiveCommsUp.end(); ++it) {
 216       if ((*it)->action == action) {
 217         comm = (*it);
 218         from->ActiveCommsUp.erase(it);
 219         break;
 220       }
 221     }
 222     action->unref();
 223   } else {
 224     action->ref();
 225     ActiveComm* comm  = new ActiveComm();
 226     comm->action      = action;
 227     comm->destination = to;
 228     from->ActiveCommsUp.push_back(comm);
 229
 230     to->ActiveCommsDown[from] += 1;
 231     to->nbActiveCommsDown++;
 232   }
 233   XBT_DEBUG("IB - Updating %d", from->id);
 234   std::vector<bool> updated(active_nodes.size(), false);
 235   updateIBfactors_rec(from, updated);
 236   XBT_DEBUG("IB - Finished updating %d", from->id);
 237   delete comm;
 238 }
 239 }
 240 }
 241 } // namespace simgrid