src/surf/surf_interface.hpp

   1 /* Copyright (c) 2004-2014. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3
   4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   6
   7 #ifndef SURF_MODEL_H_
   8 #define SURF_MODEL_H_
   9
  10 #include <xbt.h>
  11 #include <string>
  12 #include <vector>
  13 #include <memory>
  14 #include <boost/function.hpp>
  15 #include <boost/intrusive/list.hpp>
  16 #include "surf/trace_mgr.h"
  17 #include "xbt/lib.h"
  18 #include "surf/surf_routing.h"
  19 #include "simgrid/platf_interface.h"
  20 #include "surf/surf.h"
  21 #include "surf/surf_private.h"
  22 #include "internal_config.h"
  23
  24 #ifdef LIBSIGC
  25 #include <sigc++/sigc++.h>
  26 #define surf_callback(arg1, ...)  sigc::signal<arg1,__VA_ARGS__>
  27 #define surf_callback_connect(callback, fun_ptr) callback.connect(sigc::ptr_fun(fun_ptr))
  28 #define surf_callback_emit(callback, ...) callback.emit(__VA_ARGS__)
  29 #else
  30 #include <boost/signals2.hpp>
  31 #define surf_callback(arg1, ...)  boost::signals2::signal<arg1(__VA_ARGS__)>
  32 #define surf_callback_connect(callback, fun_ptr) callback.connect(fun_ptr)
  33 #define surf_callback_emit(callback, ...) callback(__VA_ARGS__)
  34 #endif
  35
  36 extern tmgr_history_t history;
  37 #define NO_MAX_DURATION -1.0
  38
  39 using namespace std;
  40
  41 /*********
  42  * Utils *
  43  *********/
  44
  45 /* user-visible parameters */
  46 extern double sg_tcp_gamma;
  47 extern double sg_sender_gap;
  48 extern double sg_latency_factor;
  49 extern double sg_bandwidth_factor;
  50 extern double sg_weight_S_parameter;
  51 extern int sg_network_crosstraffic;
  52 #ifdef HAVE_GTNETS
  53 extern double sg_gtnets_jitter;
  54 extern int sg_gtnets_jitter_seed;
  55 #endif
  56 extern xbt_dynar_t surf_path;
  57
  58 extern "C" {
  59 XBT_PUBLIC(double) surf_get_clock(void);
  60 }
  61
  62 extern double sg_sender_gap;
  63 XBT_PUBLIC(int)  SURF_CPU_LEVEL;    //Surf cpu level
  64
  65 extern surf_callback(void, void) surfExitCallbacks;
  66
  67 int __surf_is_absolute_file_path(const char *file_path);
  68
  69 /***********
  70  * Classes *
  71  ***********/
  72 //class Model;
  73 typedef Model* ModelPtr;
  74
  75 //class Resource;
  76 typedef Resource* ResourcePtr;
  77
  78 //class Action;
  79 typedef Action* ActionPtr;
  80
  81 typedef boost::intrusive::list<Action> ActionList;
  82 typedef ActionList* ActionListPtr;
  83 typedef boost::intrusive::list_base_hook<> actionHook;
  84
  85 struct lmmTag;
  86 typedef boost::intrusive::list<Action, boost::intrusive::base_hook<boost::intrusive::list_base_hook<boost::intrusive::tag<lmmTag> > > > ActionLmmList;
  87 typedef ActionLmmList* ActionLmmListPtr;
  88 typedef boost::intrusive::list_base_hook<boost::intrusive::tag<lmmTag> > actionLmmHook;
  89
  90
  91 enum heap_action_type{
  92   LATENCY = 100,
  93   MAX_DURATION,
  94   NORMAL,
  95   NOTSET
  96 };
  97
  98 /*********
  99  * Trace *
 100  *********/
 101 /* For the trace and trace:connect tag (store their content till the end of the parsing) */
 102 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) traces_set_list;
 103 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_host_avail;
 104 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_power;
 105 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_link_avail;
 106 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_bandwidth;
 107 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_latency;
 108
 109 /*********
 110  * Model *
 111  *********/
 112 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dynar_t) model_list;
 113
 114 /** @ingroup SURF_interface
 115  * @brief SURF model interface class
 116  * @details A model is an object which handle the interactions between its Resources and its Actions
 117  */
 118 XBT_PUBLIC_CLASS Model {
 119 public:
 120   /**
 121    * @brief Model constructor
 122    *
 123    * @param name the name of the model
 124    */
 125   Model(const char *name);
 126
 127   /**
 128    * @brief Model destructor
 129    */
 130   virtual ~Model();
 131
 132   /**
 133    * @brief Get the name of the current Model
 134    *
 135    * @return The name of the current Model
 136    */
 137   const char *getName() {return p_name;}
 138
 139   /**
 140    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *ready* state
 141    *
 142    * @return The set of [actions](@ref Action) in *ready* state
 143    */
 144   virtual ActionListPtr getReadyActionSet() {return p_readyActionSet;}
 145
 146   /**
 147    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *running* state
 148    *
 149    * @return The set of [actions](@ref Action) in *running* state
 150    */
 151   virtual ActionListPtr getRunningActionSet() {return p_runningActionSet;}
 152
 153   /**
 154    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *failed* state
 155    *
 156    * @return The set of [actions](@ref Action) in *failed* state
 157    */
 158   virtual ActionListPtr getFailedActionSet() {return p_failedActionSet;}
 159
 160   /**
 161    * @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *done* state
 162    *
 163    * @return The set of [actions](@ref Action) in *done* state
 164    */
 165   virtual ActionListPtr getDoneActionSet() {return p_doneActionSet;}
 166
 167   /**
 168    * @brief Get the set of modified [actions](@ref Action)
 169    *
 170    * @return The set of modified [actions](@ref Action)
 171    */
 172   virtual ActionLmmListPtr getModifiedSet() {return p_modifiedSet;}
 173
 174   /**
 175    * @brief Get the maxmin system of the current Model
 176    *
 177    * @return The maxmin system of the current Model
 178    */
 179   lmm_system_t getMaxminSystem() {return p_maxminSystem;}
 180
 181   /**
 182    * @brief Get the update mechanism of the current Model
 183    * @see e_UM_t
 184    *
 185    * @return [description]
 186    */
 187   e_UM_t getUpdateMechanism() {return p_updateMechanism;}
 188
 189   /**
 190    * @brief Get Action heap
 191    * @details [TODO]
 192    *
 193    * @return The Action heap
 194    */
 195   xbt_heap_t getActionHeap() {return p_actionHeap;}
 196
 197   /**
 198    * @brief share the resources
 199    * @details Share the resources between the actions
 200    *
 201    * @param now [TODO]
 202    * @return the date of the next action will finish
 203    */
 204   virtual double shareResources(double now);
 205   virtual double shareResourcesLazy(double now);
 206   virtual double shareResourcesFull(double now);
 207   double shareResourcesMaxMin(ActionListPtr running_actions,
 208                                       lmm_system_t sys,
 209                                       void (*solve) (lmm_system_t));
 210
 211   /**
 212    * @brief Update state of actions
 213    * @details [TODO]
 214    *
 215    * @param now [TODO]
 216    * @param delta [TODO]
 217    */
 218   virtual void updateActionsState(double now, double delta);
 219   virtual void updateActionsStateLazy(double now, double delta);
 220   virtual void updateActionsStateFull(double now, double delta);
 221
 222 protected:
 223   ActionLmmListPtr p_modifiedSet;
 224   lmm_system_t p_maxminSystem;
 225   e_UM_t p_updateMechanism;
 226   int m_selectiveUpdate;
 227   xbt_heap_t p_actionHeap;
 228
 229 private:
 230   const char *p_name;
 231
 232   ActionListPtr p_readyActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_READY */
 233   ActionListPtr p_runningActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_RUNNING */
 234   ActionListPtr p_failedActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_FAILED */
 235   ActionListPtr p_doneActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_DONE */
 236 };
 237
 238 /************
 239  * Resource *
 240  ************/
 241
 242 /** @ingroup SURF_interface
 243  * @brief Resource which have a metric handled by a maxmin system
 244  */
 245 typedef struct {
 246   double scale;             /**< The scale of the metric */
 247   double peak;              /**< The peak of the metric */
 248   tmgr_trace_event_t event; /**< The associated trace event associated to the metric */
 249 } s_surf_metric_t;
 250
 251 /** @ingroup SURF_interface
 252  * @brief SURF resource interface class
 253  * @details A resource represent an element of a component (e.g.: a link for the network)
 254  */
 255 XBT_PUBLIC_CLASS Resource {
 256 public:
 257   /**
 258    * @brief Resource constructor
 259    */
 260   Resource();
 261
 262   /**
 263    * @brief Resource constructor
 264    *
 265    * @param model Model associated to this Resource
 266    * @param name The name of the Resource
 267    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 268    */
 269   Resource(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props);
 270
 271   /**
 272    * @brief Resource constructor
 273    *
 274    * @param model Model associated to this Resource
 275    * @param name The name of the Resource
 276    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 277    * @param constraint The lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 278    */
 279   Resource(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props, lmm_constraint_t constraint);
 280
 281   /**
 282    * @brief Resource constructor
 283    *
 284    * @param model Model associated to this Resource
 285    * @param name The name of the Resource
 286    * @param props Dictionary of properties associated to this Resource
 287    * @param stateInit the initial state of the Resource
 288    */
 289   Resource(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props, e_surf_resource_state_t stateInit);
 290
 291   /**
 292    * @brief Resource destructor
 293    */
 294   virtual ~Resource();
 295
 296   /**
 297    * @brief Get the Model of the current Resource
 298    *
 299    * @return The Model of the current Resource
 300    */
 301   ModelPtr getModel();
 302
 303   /**
 304    * @brief Get the name of the current Resource
 305    *
 306    * @return The name of the current Resource
 307    */
 308   const char *getName();
 309
 310   /**
 311    * @brief Get the properties of the current Resource
 312    *
 313    * @return The properties of the current Resource
 314    */
 315   virtual xbt_dict_t getProperties();
 316
 317   /**
 318    * @brief Update the state of the current Resource
 319    * @details [TODO]
 320    *
 321    * @param event_type [TODO]
 322    * @param value [TODO]
 323    * @param date [TODO]
 324    */
 325   virtual void updateState(tmgr_trace_event_t event_type, double value, double date)=0;
 326
 327   /**
 328    * @brief Check if the current Resource is used
 329    * @return true if the current Resource is used, false otherwise
 330    */
 331   virtual bool isUsed()=0;
 332
 333   /**
 334    * @brief Check if the current Resource is active
 335    *
 336    * @return true if the current Resource is active, false otherwise
 337    */
 338   bool isOn();
 339
 340   /**
 341    * @brief Turn on the current Resource
 342    */
 343   void turnOn();
 344
 345   /**
 346    * @brief Turn off the current Resource
 347    */
 348   void turnOff();
 349
 350   /**
 351    * @brief Get the [state](\ref e_surf_resource_state_t) of the current Resource
 352    *
 353    * @return The state of the currenrt Resource
 354    */
 355   virtual e_surf_resource_state_t getState();
 356
 357   /**
 358    * @brief Set the [state](\ref e_surf_resource_state_t) of the current Resource
 359    *
 360    * @param state The new state of the current Resource
 361    */
 362   virtual void setState(e_surf_resource_state_t state);
 363
 364 private:
 365   const char *p_name;
 366   xbt_dict_t p_properties;
 367   ModelPtr p_model;
 368   bool m_running;
 369   e_surf_resource_state_t m_stateCurrent;
 370
 371   /* LMM */
 372 public:
 373   /**
 374    * @brief Get the lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 375    *
 376    * @return The lmm constraint associated to this Resource
 377    */
 378   lmm_constraint_t getConstraint();
 379 private:
 380   lmm_constraint_t p_constraint;
 381 };
 382
 383 /**********
 384  * Action *
 385  **********/
 386 void surf_action_lmm_update_index_heap(void *action, int i);
 387
 388 /** @ingroup SURF_interface
 389  * @brief SURF action interface class
 390  * @details An action is an event generated by a resource (e.g.: a communication for the network)
 391  */
 392 XBT_PUBLIC_CLASS Action : public actionHook, public actionLmmHook {
 393 private:
 394   /**
 395    * @brief Common initializations for the constructors
 396    */
 397   void initialize(ModelPtr model, double cost, bool failed,
 398                   lmm_variable_t var = NULL);
 399
 400 public:
 401   /**
 402    * @brief Action constructor
 403    *
 404    * @param model The Model associated to this Action
 405    * @param cost The cost of the Action
 406    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off workstation)
 407    */
 408   Action(ModelPtr model, double cost, bool failed);
 409
 410   /**
 411    * @brief Action constructor
 412    *
 413    * @param model The Model associated to this Action
 414    * @param cost The cost of the Action
 415    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off workstation)
 416    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 417    */
 418   Action(ModelPtr model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var);
 419
 420   /**
 421    * @brief Action destructor
 422    */
 423   virtual ~Action();
 424
 425   /**
 426    * @brief Finish the action
 427    */
 428   void finish();
 429
 430   /**
 431    * @brief Get the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action
 432    *
 433    * @return The state of the current Action
 434    */
 435   e_surf_action_state_t getState(); /**< get the state*/
 436
 437   /**
 438    * @brief Set the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action
 439    *
 440    * @param state The new state of the current Action
 441    */
 442   virtual void setState(e_surf_action_state_t state);
 443
 444   /**
 445    * @brief Get the bound of the current Action
 446    *
 447    * @return The bound of the current Action
 448    */
 449   double getBound();
 450
 451   /**
 452    * @brief Set the bound of the current Action
 453    *
 454    * @param bound The new bound of the current Action
 455    */
 456   void setBound(double bound);
 457
 458   /**
 459    * @brief Get the start time of the current action
 460    *
 461    * @return The start time of the current action
 462    */
 463   double getStartTime();
 464
 465   /**
 466    * @brief Get the finish time of the current action
 467    *
 468    * @return The finish time of the current action
 469    */
 470   double getFinishTime();
 471
 472   /**
 473    * @brief Get the data associated to the current action
 474    *
 475    * @return The data associated to the current action
 476    */
 477   void *getData() {return p_data;}
 478
 479   /**
 480    * @brief Set the data associated to the current action
 481    *
 482    * @param data The new data associated to the current action
 483    */
 484   void setData(void* data);
 485
 486   /**
 487    * @brief Get the maximum duration of the current action
 488    *
 489    * @return The maximum duration of the current action
 490    */
 491   double getMaxDuration() {return m_maxDuration;}
 492
 493   /**
 494    * @brief Get the category associated to the current action
 495    *
 496    * @return The category associated to the current action
 497    */
 498   char *getCategory() {return p_category;}
 499
 500   /**
 501    * @brief Get the cost of the current action
 502    *
 503    * @return The cost of the current action
 504    */
 505   double getCost() {return m_cost;}
 506
 507   /**
 508    * @brief Set the cost of the current action
 509    *
 510    * @param cost The new cost of the current action
 511    */
 512   void setCost(double cost) {m_cost = cost;}
 513
 514   /**
 515    * @brief Update the maximum duration of the current action
 516    *
 517    * @param delta [TODO]
 518    */
 519   void updateMaxDuration(double delta) {double_update(&m_maxDuration, delta,sg_surf_precision);}
 520
 521   /**
 522    * @brief Update the remaining time of the current action
 523    *
 524    * @param delta [TODO]
 525    */
 526   void updateRemains(double delta) {double_update(&m_remains, delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);}
 527
 528   /**
 529    * @brief Set the remaining time of the current action
 530    *
 531    * @param value The new remaining time of the current action
 532    */
 533   void setRemains(double value) {m_remains = value;}
 534
 535   /**
 536    * @brief Set the finish time of the current action
 537    *
 538    * @param value The new Finush time of the current action
 539    */
 540   void setFinishTime(double value) {m_finish = value;}
 541
 542   /**
 543    * @brief Add a reference to the current action
 544    */
 545   void ref();
 546
 547   /**
 548    * @brief Remove a reference to the current action
 549    * @details If the Action has no more reference, we destroy it
 550    *
 551    * @return true if the action was destroyed and false if someone still has references on it
 552    */
 553   virtual int unref();
 554
 555   /**
 556    * @brief Cancel the current Action if running
 557    */
 558   virtual void cancel();
 559
 560   /**
 561    * @brief Recycle an Action
 562    */
 563   virtual void recycle(){};
 564
 565   /**
 566    * @brief Suspend the current Action
 567    */
 568   virtual void suspend();
 569
 570   /**
 571    * @brief Resume the current Action
 572    */
 573   virtual void resume();
 574
 575   /**
 576    * @brief Check if the current action is running
 577    *
 578    * @return true if the current Action is suspended, false otherwise
 579    */
 580   virtual bool isSuspended();
 581
 582   /**
 583    * @brief Set the maximum duration of the current Action
 584    *
 585    * @param duration The new maximum duration of the current Action
 586    */
 587   virtual void setMaxDuration(double duration);
 588
 589   /**
 590    * @brief Set the priority of the current Action
 591    *
 592    * @param priority The new priority of the current Action
 593    */
 594   virtual void setPriority(double priority);
 595
 596 #ifdef HAVE_TRACING
 597   /**
 598    * @brief Set the category of the current Action
 599    *
 600    * @param category The new category of the current Action
 601    */
 602   void setCategory(const char *category);
 603 #endif
 604
 605   /**
 606    * @brief Get the remaining time of the current action after updating the resource
 607    *
 608    * @return The remaining time
 609    */
 610   virtual double getRemains();
 611
 612   /**
 613    * @brief Get the remaining time of the current action without updating the resource
 614    *
 615    * @return The remaining time
 616    */
 617   double getRemainsNoUpdate();
 618
 619   /**
 620    * @brief Get the priority of the current Action
 621    *
 622    * @return The priority of the current Action
 623    */
 624   double getPriority() {return m_priority;};
 625
 626   /**
 627    * @brief Get the state set in which the action is
 628    * @details [TODO]
 629    *
 630    * @return The state set in which the action is
 631    */
 632   ActionListPtr getStateSet() {return p_stateSet;};
 633
 634   s_xbt_swag_hookup_t p_stateHookup;
 635
 636   ModelPtr getModel() {return p_model;}
 637
 638 protected:
 639   ActionListPtr p_stateSet;
 640   double m_priority; /**< priority (1.0 by default) */
 641   int    m_refcount;
 642   double m_remains; /**< How much of that cost remains to be done in the currently running task */
 643   double m_maxDuration; /*< max_duration (may fluctuate until the task is completed) */
 644   double m_finish; /**< finish time : this is modified during the run and fluctuates until the task is completed */
 645
 646 private:
 647   int resourceUsed(void *resource_id);
 648
 649   /**
 650    * @brief Share the resources to the actions
 651    * @details [TODO]
 652    *
 653    * @param now [TODO]
 654    * @return in how much time the next action may terminatedescription]
 655    */
 656   double shareResources(double now);
 657
 658   /**
 659    * @brief Update the current action state
 660    * @details [TODO]
 661    *
 662    * @param now [TODO]
 663    * @param delta [TODO]
 664    */
 665   void updateActionsState(double now, double delta);
 666
 667   /**
 668    * @brief Update the [TODO]
 669    * @details [TODO]
 670    *
 671    * @param id [TODO]
 672    * @param event_type [TODO]
 673    * @param value [TODO]
 674    * @param time [TODO]
 675    */
 676   void updateResourceState(void *id, tmgr_trace_event_t event_type,
 677                                  double value, double time);
 678
 679   ActionLmmListPtr p_modifiedSet;
 680   xbt_heap_t p_actionHeap;
 681   int m_selectiveUpdate;
 682   bool m_failed;
 683   double m_start; /**< start time  */
 684   char *p_category;               /**< tracing category for categorized resource utilization monitoring */
 685
 686   #ifdef HAVE_LATENCY_BOUND_TRACKING
 687   int m_latencyLimited;               /**< Set to 1 if is limited by latency, 0 otherwise */
 688   #endif
 689   double    m_cost;
 690   ModelPtr p_model;
 691   void *p_data; /**< for your convenience */
 692
 693   /* LMM */
 694 public:
 695   virtual void updateRemainingLazy(double now);
 696   void heapInsert(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 697   void heapRemove(xbt_heap_t heap);
 698   void updateIndexHeap(int i);
 699   lmm_variable_t getVariable() {return p_variable;}
 700   double getLastUpdate() {return m_lastUpdate;}
 701   void refreshLastUpdate() {m_lastUpdate = surf_get_clock();}
 702   enum heap_action_type getHat() {return m_hat;}
 703   bool is_linked() {return actionLmmHook::is_linked();}
 704   void gapRemove();
 705
 706 protected:
 707   lmm_variable_t p_variable;
 708   double m_lastValue;
 709   double m_lastUpdate;
 710   int m_suspended;
 711   int m_indexHeap;
 712   enum heap_action_type m_hat;
 713 };
 714
 715 #endif /* SURF_MODEL_H_ */