src/surf/cpu_interface.cpp

   1 /* Copyright (c) 2013-2014. 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 #include "cpu_interface.hpp"
   8
   9 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(surf_kernel);
  10 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_cpu, surf,
  11                                 "Logging specific to the SURF cpu module");
  12
  13 int autoload_surf_cpu_model = 1;
  14 void_f_void_t surf_cpu_model_init_preparse = NULL;
  15
  16 CpuModelPtr surf_cpu_model_pm;
  17 CpuModelPtr surf_cpu_model_vm;
  18 /*************
  19  * Callbacks *
  20  *************/
  21
  22 CpuPtr getActionCpu(CpuActionPtr action) {
  23   return static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
  24                                          (action->getModel()->getMaxminSystem(),
  25                                          action->getVariable(), 0)));
  26 }
  27
  28 surf_callback(void, CpuPtr) cpuCreatedCallbacks;
  29 surf_callback(void, CpuPtr) cpuDestructedCallbacks;
  30 surf_callback(void, CpuPtr, e_surf_resource_state_t, e_surf_resource_state_t) cpuStateChangedCallbacks;
  31 surf_callback(void, CpuActionPtr, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t) cpuActionStateChangedCallbacks;
  32
  33 void parse_cpu_init(sg_platf_host_cbarg_t host){
  34   surf_cpu_model_pm->parseInit(host);
  35 }
  36
  37 void add_traces_cpu(){
  38   surf_cpu_model_pm->addTraces();
  39 }
  40
  41 /*********
  42  * Model *
  43  *********/
  44 void CpuModel::parseInit(sg_platf_host_cbarg_t host)
  45 {
  46   createResource(host->id,
  47         host->power_peak,
  48         host->pstate,
  49         host->power_scale,
  50         host->power_trace,
  51         host->core_amount,
  52         host->initial_state,
  53         host->state_trace,
  54         host->properties);
  55 }
  56
  57 void CpuModel::updateActionsStateLazy(double now, double /*delta*/)
  58 {
  59   CpuActionPtr action;
  60   while ((xbt_heap_size(getActionHeap()) > 0)
  61          && (double_equals(xbt_heap_maxkey(getActionHeap()), now, sg_surf_precision))) {
  62     action = static_cast<CpuActionPtr>(static_cast<ActionPtr>(xbt_heap_pop(getActionHeap())));
  63     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Something happened to action %p", action);
  64 #ifdef HAVE_TRACING
  65     if (TRACE_is_enabled()) {
  66       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0)));
  67       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), action->getCategory(),
  68                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
  69                                       action->getLastUpdate(),
  70                                       now - action->getLastUpdate());
  71     }
  72 #endif
  73
  74     action->finish();
  75     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Action %p finished", action);
  76
  77     /* set the remains to 0 due to precision problems when updating the remaining amount */
  78     action->setRemains(0);
  79     action->setState(SURF_ACTION_DONE);
  80     action->heapRemove(getActionHeap()); //FIXME: strange call since action was already popped
  81   }
  82 #ifdef HAVE_TRACING
  83   if (TRACE_is_enabled()) {
  84     //defining the last timestamp that we can safely dump to trace file
  85     //without losing the event ascending order (considering all CPU's)
  86     double smaller = -1;
  87     ActionListPtr actionSet = getRunningActionSet();
  88     for(ActionList::iterator it(actionSet->begin()), itend(actionSet->end())
  89        ; it != itend ; ++it) {
  90       action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
  91         if (smaller < 0) {
  92           smaller = action->getLastUpdate();
  93           continue;
  94         }
  95         if (action->getLastUpdate() < smaller) {
  96           smaller = action->getLastUpdate();
  97         }
  98     }
  99     if (smaller > 0) {
 100       TRACE_last_timestamp_to_dump = smaller;
 101     }
 102   }
 103 #endif
 104   return;
 105 }
 106
 107 void CpuModel::updateActionsStateFull(double now, double delta)
 108 {
 109   CpuActionPtr action = NULL;
 110   ActionListPtr running_actions = getRunningActionSet();
 111
 112   for(ActionList::iterator it(running_actions->begin()), itNext=it, itend(running_actions->end())
 113      ; it != itend ; it=itNext) {
 114         ++itNext;
 115     action = static_cast<CpuActionPtr>(&*it);
 116 #ifdef HAVE_TRACING
 117     if (TRACE_is_enabled()) {
 118       CpuPtr x = (CpuPtr) lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var
 119                               (getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0));
 120
 121       TRACE_surf_host_set_utilization(x->getName(),
 122                                       action->getCategory(),
 123                                       lmm_variable_getvalue(action->getVariable()),
 124                                       now - delta,
 125                                       delta);
 126       TRACE_last_timestamp_to_dump = now - delta;
 127     }
 128 #endif
 129
 130     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 131
 132
 133     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 134       action->updateMaxDuration(delta);
 135
 136
 137     if ((action->getRemainsNoUpdate() <= 0) &&
 138         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 139       action->finish();
 140       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 141     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 142                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 143       action->finish();
 144       action->setState(SURF_ACTION_DONE);
 145     }
 146   }
 147
 148   return;
 149 }
 150
 151 /************
 152  * Resource *
 153  ************/
 154
 155 Cpu::Cpu(){
 156   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 157 }
 158
 159 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 160                  int core, double powerPeak, double powerScale)
 161  : Resource(model, name, props)
 162  , m_core(core)
 163  , m_powerPeak(powerPeak)
 164  , m_powerScale(powerScale)
 165  , p_constraintCore(NULL)
 166  , p_constraintCoreId(NULL)
 167 {
 168   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 169 }
 170
 171 Cpu::Cpu(ModelPtr model, const char *name, xbt_dict_t props,
 172                  lmm_constraint_t constraint, int core, double powerPeak, double powerScale)
 173  : Resource(model, name, props, constraint)
 174  , m_core(core)
 175  , m_powerPeak(powerPeak)
 176  , m_powerScale(powerScale)
 177 {
 178   surf_callback_emit(cpuCreatedCallbacks, this);
 179   /* At now, we assume that a VM does not have a multicore CPU. */
 180   if (core > 1)
 181     xbt_assert(model == surf_cpu_model_pm);
 182
 183   p_constraintCore = NULL;
 184   p_constraintCoreId = NULL;
 185   if (model->getUpdateMechanism() != UM_UNDEFINED) {
 186         p_constraintCore = xbt_new(lmm_constraint_t, core);
 187         p_constraintCoreId = xbt_new(void*, core);
 188
 189     int i;
 190     for (i = 0; i < core; i++) {
 191       /* just for a unique id, never used as a string. */
 192       p_constraintCoreId[i] = bprintf("%s:%i", name, i);
 193       p_constraintCore[i] = lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), p_constraintCoreId[i], m_powerScale * m_powerPeak);
 194     }
 195   }
 196 }
 197
 198 Cpu::~Cpu(){
 199   surf_callback_emit(cpuDestructedCallbacks, this);
 200   if (p_constraintCoreId){
 201     for (int i = 0; i < m_core; i++) {
 202           xbt_free(p_constraintCoreId[i]);
 203     }
 204     xbt_free(p_constraintCore);
 205   }
 206   if (p_constraintCoreId)
 207     xbt_free(p_constraintCoreId);
 208 }
 209
 210 double Cpu::getCurrentPowerPeak()
 211 {
 212   return m_powerPeak;
 213 }
 214
 215 double Cpu::getSpeed(double load)
 216 {
 217   return load * m_powerPeak;
 218 }
 219
 220 double Cpu::getAvailableSpeed()
 221 {
 222 /* number between 0 and 1 */
 223   return m_powerScale;
 224 }
 225
 226 int Cpu::getCore()
 227 {
 228   return m_core;
 229 }
 230
 231 void Cpu::setState(e_surf_resource_state_t state)
 232 {
 233   e_surf_resource_state_t old = Resource::getState();
 234   Resource::setState(state);
 235   surf_callback_emit(cpuStateChangedCallbacks, this, old, state);
 236 }
 237 /**********
 238  * Action *
 239  **********/
 240
 241 void CpuAction::updateRemainingLazy(double now)
 242 {
 243   double delta = 0.0;
 244
 245   xbt_assert(getStateSet() == getModel()->getRunningActionSet(),
 246       "You're updating an action that is not running.");
 247
 248   /* bogus priority, skip it */
 249   xbt_assert(getPriority() > 0,
 250       "You're updating an action that seems suspended.");
 251
 252   delta = now - m_lastUpdate;
 253
 254   if (m_remains > 0) {
 255     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains was %f, last_update was: %f", this, m_remains, m_lastUpdate);
 256     double_update(&(m_remains), m_lastValue * delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);
 257
 258 #ifdef HAVE_TRACING
 259     if (TRACE_is_enabled()) {
 260       CpuPtr cpu = static_cast<CpuPtr>(lmm_constraint_id(lmm_get_cnst_from_var(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), 0)));
 261       TRACE_surf_host_set_utilization(cpu->getName(), getCategory(), m_lastValue, m_lastUpdate, now - m_lastUpdate);
 262     }
 263 #endif
 264     XBT_CDEBUG(surf_kernel, "Updating action(%p): remains is now %f", this, m_remains);
 265   }
 266
 267   m_lastUpdate = now;
 268   m_lastValue = lmm_variable_getvalue(getVariable());
 269 }
 270
 271 /*
 272  *
 273  * This function formulates a constraint problem that pins a given task to
 274  * particular cores. Currently, it is possible to pin a task to an exactly one
 275  * specific core. The system links the variable object of the task to the
 276  * per-core constraint object.
 277  *
 278  * But, the taskset command on Linux takes a mask value specifying a CPU
 279  * affinity setting of a given task. If the mask value is 0x03, the given task
 280  * will be executed on the first core (CPU0) or the second core (CPU1) on the
 281  * given PM. The schedular will determine appropriate placements of tasks,
 282  * considering given CPU affinities and task activities.
 283  *
 284  * How should the system formulate constraint problems for an affinity to
 285  * multiple cores?
 286  *
 287  * The cpu argument must be the host where the task is being executed. The
 288  * action object does not have the information about the location where the
 289  * action is being executed.
 290  */
 291 void CpuAction::setAffinity(CpuPtr cpu, unsigned long mask)
 292 {
 293   lmm_variable_t var_obj = getVariable();
 294   XBT_IN("(%p,%lx)", this, mask);
 295
 296   {
 297     unsigned long nbits = 0;
 298
 299     /* FIXME: There is much faster algorithms doing this. */
 300     for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 301       unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 302       if (has_affinity)
 303         nbits += 1;
 304     }
 305
 306     if (nbits > 1) {
 307       XBT_CRITICAL("Do not specify multiple cores for an affinity mask.");
 308       XBT_CRITICAL("See the comment in cpu_action_set_affinity().");
 309       DIE_IMPOSSIBLE;
 310     }
 311   }
 312
 313   for (int i = 0; i < cpu->m_core; i++) {
 314     XBT_DEBUG("clear affinity %p to cpu-%d@%s", this, i,  cpu->getName());
 315     lmm_shrink(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj);
 316
 317     unsigned long has_affinity = (1UL << i) & mask;
 318     if (has_affinity) {
 319       /* This function only accepts an affinity setting on the host where the
 320        * task is now running. In future, a task might move to another host.
 321        * But, at this moment, this function cannot take an affinity setting on
 322        * that future host.
 323        *
 324        * It might be possible to extend the code to allow this function to
 325        * accept affinity settings on a future host. We might be able to assign
 326        * zero to elem->value to maintain such inactive affinity settings in the
 327        * system. But, this will make the system complex. */
 328       XBT_DEBUG("set affinity %p to cpu-%d@%s", this, i, cpu->getName());
 329       lmm_expand(cpu->getModel()->getMaxminSystem(), cpu->p_constraintCore[i], var_obj, 1.0);
 330     }
 331   }
 332
 333   if (cpu->getModel()->getUpdateMechanism() == UM_LAZY) {
 334     /* FIXME (hypervisor): Do we need to do something for the LAZY mode? */
 335   }
 336   XBT_OUT();
 337 }
 338
 339 void CpuAction::setState(e_surf_action_state_t state){
 340   e_surf_action_state_t old = getState();
 341   Action::setState(state);
 342   surf_callback_emit(cpuActionStateChangedCallbacks, this, old, state);
 343 }