src/kernel/resource/models/cpu_cas01.cpp

   1 /* Copyright (c) 2009-2023. 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/NetZoneImpl.hpp>
   7 #include <simgrid/s4u/Engine.hpp>
   8
   9 #include "src/kernel/EngineImpl.hpp"
  10 #include "src/kernel/resource/models/cpu_cas01.hpp"
  11 #include "src/kernel/resource/models/cpu_ti.hpp"
  12 #include "src/kernel/resource/profile/Event.hpp"
  13 #include "src/simgrid/module.hpp"
  14 #include "src/simgrid/sg_config.hpp"
  15
  16 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(cpu_cas, res_cpu, "CPU resource, CAS01 model (used by default)");
  17
  18 /***********
  19  * Options *
  20  ***********/
  21
  22 static simgrid::config::Flag<std::string>
  23     cpu_optim_opt("cpu/optim", "Optimization algorithm to use for CPU resources. ", "Lazy",
  24
  25                   std::map<std::string, std::string, std::less<>>({
  26                       {"Lazy", "Lazy action management (partial invalidation in lmm + heap in action remaining)."},
  27                       {"TI", "Trace integration. Highly optimized mode when using availability traces (only available "
  28                              "for the Cas01 CPU model for now)."},
  29                       {"Full", "Full update of remaining and variables. Slow but may be useful when debugging."},
  30                   }),
  31
  32                   [](std::string const&) {
  33                     xbt_assert(_sg_cfg_init_status < 2,
  34                                "Cannot change the optimization algorithm after the initialization");
  35                   });
  36
  37 static simgrid::config::Flag<std::string> cfg_cpu_solver("cpu/solver", "Set linear equations solver used by CPU model",
  38                                                          "maxmin", &simgrid::kernel::lmm::System::validate_solver);
  39
  40 /*********
  41  * Model *
  42  *********/
  43 SIMGRID_REGISTER_CPU_MODEL(Cas01, "Simplistic CPU model (time=size/speed)", []() {
  44   if (cpu_optim_opt == "TI") {
  45     simgrid::kernel::resource::CpuTiModel::create_pm_models();
  46     return;
  47   }
  48
  49   auto cpu_model_pm = std::make_shared<simgrid::kernel::resource::CpuCas01Model>("Cpu_Cas01");
  50   auto* engine      = simgrid::kernel::EngineImpl::get_instance();
  51   engine->add_model(cpu_model_pm);
  52   engine->get_netzone_root()->set_cpu_pm_model(cpu_model_pm);
  53 });
  54
  55 namespace simgrid::kernel::resource {
  56
  57 CpuCas01Model::CpuCas01Model(const std::string& name) : CpuModel(name)
  58 {
  59   if (config::get_value<std::string>("cpu/optim") == "Lazy")
  60     set_update_algorithm(Model::UpdateAlgo::LAZY);
  61
  62   bool select = config::get_value<bool>("cpu/maxmin-selective-update");
  63
  64   if (is_update_lazy()) {
  65     xbt_assert(select || config::is_default("cpu/maxmin-selective-update"),
  66                "You cannot disable cpu selective update when using the lazy update mechanism");
  67     select = true;
  68   }
  69
  70   set_maxmin_system(lmm::System::build(cfg_cpu_solver.get(), select));
  71 }
  72
  73 CpuImpl* CpuCas01Model::create_cpu(s4u::Host* host, const std::vector<double>& speed_per_pstate)
  74 {
  75   return (new CpuCas01(host, speed_per_pstate))->set_model(this);
  76 }
  77
  78 /************
  79  * Resource *
  80  ************/
  81 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
  82 void CpuCas01::on_speed_change()
  83 {
  84   const lmm::Element* elem = nullptr;
  85
  86   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(),
  87                                                             get_core_count() * speed_.scale * speed_.peak);
  88
  89   while (const auto* var = get_constraint()->get_variable(&elem)) {
  90     const auto* action = static_cast<CpuCas01Action*>(var->get_id());
  91     double bound       = action->requested_core() * speed_.scale * speed_.peak;
  92     if (action->get_user_bound() > 0) {
  93       bound = std::min(bound, action->get_user_bound());
  94     }
  95
  96     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), bound);
  97   }
  98
  99   CpuImpl::on_speed_change();
 100 }
 101
 102 void CpuCas01::apply_event(profile::Event* event, double value)
 103 {
 104   if (event == speed_.event) {
 105     speed_.scale = value;
 106     on_speed_change();
 107
 108     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 109   } else if (event == get_state_event()) {
 110     if (value > 0) {
 111       if (not is_on()) {
 112         XBT_VERB("Restart actors on host %s", get_iface()->get_cname());
 113         get_iface()->turn_on();
 114       }
 115     } else {
 116       get_iface()->turn_off();
 117       cancel_actions();
 118     }
 119     unref_state_event();
 120
 121   } else {
 122     xbt_die("Unknown event!\n");
 123   }
 124 }
 125
 126 /** @brief Start a new execution on this CPU lasting @param size flops and using one core */
 127 CpuAction* CpuCas01::execution_start(double size, double user_bound)
 128 {
 129   return execution_start(size, 1, user_bound);
 130 }
 131
 132 CpuAction* CpuCas01::execution_start(double size, int requested_cores, double user_bound)
 133 {
 134   auto* action =
 135       new CpuCas01Action(get_model(), size, not is_on(), speed_.scale * speed_.peak, get_constraint(), requested_cores);
 136   action->set_user_bound(user_bound);
 137   if (user_bound > 0 && user_bound < action->get_bound()) {
 138     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), user_bound);
 139   }
 140   if (factor_cb_) {
 141     action->set_rate_factor(factor_cb_(size));
 142   }
 143
 144   return action;
 145 }
 146
 147 CpuAction* CpuCas01::sleep(double duration)
 148 {
 149   if (duration > 0)
 150     duration = std::max(duration, sg_precision_timing);
 151
 152   XBT_IN("(%s, %g)", get_cname(), duration);
 153   auto* action = new CpuCas01Action(get_model(), 1.0, not is_on(), speed_.scale * speed_.peak, get_constraint(), 1);
 154
 155   // FIXME: sleep variables should not consume 1.0 in System::expand()
 156   action->set_max_duration(duration);
 157   action->set_suspend_state(Action::SuspendStates::SLEEPING);
 158   if (duration == NO_MAX_DURATION)
 159     action->set_state(Action::State::IGNORED);
 160
 161   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_penalty(action->get_variable(), 0.0);
 162   if (get_model()->is_update_lazy()) { // remove action from the heap
 163     get_model()->get_action_heap().remove(action);
 164     // this is necessary for a variable with weight 0 since such variables are ignored in lmm and we need to set its
 165     // max_duration correctly at the next call to share_resources
 166     get_model()->get_modified_set()->push_front(*action);
 167   }
 168
 169   XBT_OUT();
 170   return action;
 171 }
 172
 173 void CpuCas01::set_factor_cb(const std::function<s4u::Host::CpuFactorCb>& cb)
 174 {
 175   xbt_assert(not is_sealed(), "Cannot set CPU factor callback in an already sealed CPU(%s)", get_cname());
 176   factor_cb_ = cb;
 177 }
 178
 179 /**********
 180  * Action *
 181  **********/
 182 CpuCas01Action::CpuCas01Action(Model* model, double cost, bool failed, double speed, lmm::Constraint* constraint,
 183                                int requested_core)
 184     : CpuAction(model, cost, failed,
 185                 model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0 / requested_core, requested_core * speed, 1))
 186     , requested_core_(requested_core)
 187 {
 188   if (model->is_update_lazy())
 189     set_last_update();
 190   model->get_maxmin_system()->expand(constraint, get_variable(), 1.0);
 191 }
 192
 193 } // namespace simgrid::kernel::resource