src/surf/surf_interface.hpp

   1 /* Copyright (c) 2004-2016. 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 #ifndef SURF_MODEL_H_
   7 #define SURF_MODEL_H_
   8
   9 #include <cstddef>
  10
  11 #include <xbt.h>
  12 #include <memory>
  13 #include <utility>
  14
  15 #include <boost/intrusive/list.hpp>
  16
  17 #include <xbt/signal.hpp>
  18
  19 #include "xbt/lib.h"
  20 #include "surf/surf_routing.h"
  21 #include "surf/surf.h"
  22 #include "src/surf/surf_private.h"
  23 #include "src/internal_config.h"
  24
  25 #define NO_MAX_DURATION -1.0
  26
  27 /*********
  28  * Utils *
  29  *********/
  30
  31 /* user-visible parameters */
  32 extern XBT_PRIVATE double sg_tcp_gamma;
  33 extern XBT_PRIVATE double sg_sender_gap;
  34 extern XBT_PRIVATE double sg_latency_factor;
  35 extern XBT_PRIVATE double sg_bandwidth_factor;
  36 extern XBT_PRIVATE double sg_weight_S_parameter;
  37 extern XBT_PRIVATE int sg_network_crosstraffic;
  38 extern XBT_PRIVATE xbt_dynar_t surf_path;
  39
  40 extern "C" {
  41 XBT_PUBLIC(double) surf_get_clock(void);
  42 }
  43 /** \ingroup SURF_simulation
  44  *  \brief List of hosts that have just restarted and whose autorestart process should be restarted.
  45  */
  46 XBT_PUBLIC_DATA(std::vector<sg_host_t>) host_that_restart;
  47
  48
  49 extern XBT_PRIVATE double sg_sender_gap;
  50
  51 namespace simgrid {
  52 namespace surf {
  53
  54 extern XBT_PRIVATE simgrid::xbt::signal<void(void)> surfExitCallbacks;
  55
  56 }
  57 }
  58
  59 int XBT_PRIVATE __surf_is_absolute_file_path(const char *file_path);
  60
  61 static inline char* sg_storage_name(sg_storage_t storage) {
  62   return storage->key;
  63 }
  64
  65 /***********
  66  * Classes *
  67  ***********/
  68
  69 enum heap_action_type{
  70   LATENCY = 100,
  71   MAX_DURATION,
  72   NORMAL,
  73   NOTSET
  74 };
  75
  76 /*********
  77  * Trace *
  78  *********/
  79 /* For the trace and trace:connect tag (store their content till the end of the parsing) */
  80 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) traces_set_list;
  81
  82 /**********
  83  * Action *
  84  **********/
  85
  86 XBT_PRIVATE void surf_action_lmm_update_index_heap(void *action, int i);
  87
  88 /** \ingroup SURF_models
  89  *  \brief List of initialized models
  90  */
  91 XBT_PUBLIC_DATA(std::vector<surf_model_t>*) all_existing_models;
  92
  93 namespace simgrid {
  94 namespace surf {
  95
  96 /** @ingroup SURF_interface
  97  * @brief SURF action interface class
  98  * @details An action is an event generated by a resource (e.g.: a communication for the network)
  99  */
 100 XBT_PUBLIC_CLASS Action {
 101 public:
 102   boost::intrusive::list_member_hook<> action_hook;
 103   boost::intrusive::list_member_hook<> action_lmm_hook;
 104   typedef boost::intrusive::member_hook<
 105     Action, boost::intrusive::list_member_hook<>, &Action::action_hook> ActionOptions;
 106   typedef boost::intrusive::list<Action, ActionOptions> ActionList;
 107
 108   enum class State {
 109     ready = 0,        /**< Ready        */
 110     running,          /**< Running      */
 111     failed,           /**< Task Failure */
 112     done,             /**< Completed    */
 113     to_free,          /**< Action to free in next cleanup */
 114     not_in_the_system /**< Not in the system anymore. Why did you ask ? */
 115   };
 116
 117 private:
 118   /**
 119    * @brief Common initializations for the constructors
 120    */
 121   void initialize(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed,
 122                   lmm_variable_t var = nullptr);
 123
 124 public:
 125   /**
 126    * @brief Action constructor
 127    *
 128    * @param model The Model associated to this Action
 129    * @param cost The cost of the Action
 130    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 131    */
 132   Action(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed);
 133
 134   /**
 135    * @brief Action constructor
 136    *
 137    * @param model The Model associated to this Action
 138    * @param cost The cost of the Action
 139    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 140    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 141    */
 142   Action(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var);
 143
 144   /** @brief Destructor */
 145   virtual ~Action();
 146
 147   /** @brief Mark that the action is now finished */
 148   void finish();
 149
 150   /** @brief Get the [state](\ref simgrid::surf::Action::State) of the current Action */
 151   Action::State getState(); /**< get the state*/
 152   /** @brief Set the [state](\ref simgrid::surf::Action::State) of the current Action */
 153   virtual void setState(Action::State state);
 154
 155   /** @brief Get the bound of the current Action */
 156   double getBound();
 157   /** @brief Set the bound of the current Action */
 158   void setBound(double bound);
 159
 160   /** @brief Get the start time of the current action */
 161   double getStartTime();
 162   /** @brief Get the finish time of the current action */
 163   double getFinishTime();
 164
 165   /** @brief Get the user data associated to the current action */
 166   void *getData() {return data_;}
 167   /** @brief Set the user data associated to the current action */
 168   void setData(void* data);
 169
 170   /** @brief Get the cost of the current action */
 171   double getCost() {return cost_;}
 172   /** @brief Set the cost of the current action */
 173   void setCost(double cost) {cost_ = cost;}
 174
 175   /** @brief Update the maximum duration of the current action
 176    *  @param delta Amount to remove from the MaxDuration */
 177   void updateMaxDuration(double delta) {double_update(&maxDuration_, delta,sg_surf_precision);}
 178
 179   /** @brief Update the remaining time of the current action
 180    *  @param delta Amount to remove from the remaining time */
 181   void updateRemains(double delta) {double_update(&remains_, delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);}
 182
 183   /** @brief Set the remaining time of the current action */
 184   void setRemains(double value) {remains_ = value;}
 185   /** @brief Get the remaining time of the current action after updating the resource */
 186   virtual double getRemains();
 187   /** @brief Get the remaining time of the current action without updating the resource */
 188   double getRemainsNoUpdate();
 189
 190   /** @brief Set the finish time of the current action */
 191   void setFinishTime(double value) {finishTime_ = value;}
 192
 193   /**@brief Add a reference to the current action (refcounting) */
 194   void ref();
 195   /** @brief Unref that action (and destroy it if refcount reaches 0)
 196    *  @return true if the action was destroyed and false if someone still has references on it
 197    */
 198   virtual int unref();
 199
 200   /** @brief Cancel the current Action if running */
 201   virtual void cancel();
 202
 203   /** @brief Suspend the current Action */
 204   virtual void suspend();
 205
 206   /** @brief Resume the current Action */
 207   virtual void resume();
 208
 209   /** @brief Returns true if the current action is running */
 210   virtual bool isSuspended();
 211
 212   /** @brief Get the maximum duration of the current action */
 213   double getMaxDuration() {return maxDuration_;}
 214   /** @brief Set the maximum duration of the current Action */
 215   virtual void setMaxDuration(double duration);
 216
 217   /** @brief Get the tracing category associated to the current action */
 218   char *getCategory() {return category_;}
 219   /** @brief Set the tracing category of the current Action */
 220   void setCategory(const char *category);
 221
 222   /** @brief Get the priority of the current Action */
 223   double getPriority() {return priority_;};
 224   /** @brief Set the priority of the current Action */
 225   virtual void setPriority(double priority);
 226
 227   /** @brief Get the state set in which the action is */
 228   ActionList* getStateSet() {return stateSet_;};
 229
 230   s_xbt_swag_hookup_t stateHookup_ = {nullptr,nullptr};
 231
 232   simgrid::surf::Model *getModel() {return model_;}
 233
 234 protected:
 235   ActionList* stateSet_;
 236   double priority_ = 1.0; /**< priority (1.0 by default) */
 237   int    refcount_ = 1;
 238   double remains_; /**< How much of that cost remains to be done in the currently running task */
 239   double maxDuration_ = NO_MAX_DURATION; /*< max_duration (may fluctuate until the task is completed) */
 240   double finishTime_ = -1; /**< finish time : this is modified during the run and fluctuates until the task is completed */
 241
 242 private:
 243   double start_; /**< start time  */
 244   char *category_ = nullptr;            /**< tracing category for categorized resource utilization monitoring */
 245
 246   double    cost_;
 247   simgrid::surf::Model *model_;
 248   void *data_ = nullptr; /**< for your convenience */
 249
 250   /* LMM */
 251 public:
 252   virtual void updateRemainingLazy(double now);
 253   void heapInsert(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 254   void heapRemove(xbt_heap_t heap);
 255   void heapUpdate(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 256   void updateIndexHeap(int i);
 257   lmm_variable_t getVariable() {return variable_;}
 258   double getLastUpdate() {return lastUpdate_;}
 259   void refreshLastUpdate() {lastUpdate_ = surf_get_clock();}
 260   enum heap_action_type getHat() {return hat_;}
 261   bool is_linked() {return action_lmm_hook.is_linked();}
 262   void gapRemove();
 263
 264 protected:
 265   lmm_variable_t variable_ = nullptr;
 266   double lastValue_ = 0;
 267   double lastUpdate_ = 0;
 268   int suspended_ = 0;
 269   int indexHeap_;
 270   enum heap_action_type hat_ = NOTSET;
 271 };
 272
 273 typedef Action::ActionList ActionList;
 274
 275 typedef boost::intrusive::member_hook<
 276   Action, boost::intrusive::list_member_hook<>, &Action::action_lmm_hook> ActionLmmOptions;
 277 typedef boost::intrusive::list<Action, ActionLmmOptions> ActionLmmList;
 278 typedef ActionLmmList* ActionLmmListPtr;
 279
 280 /********************
 281  * Helper functions *
 282  ********************/
 283
 284 double shareResourcesMaxMin(ActionList* runningActions, lmm_system_t sys);
 285
 286
 287 /*********
 288  * Model *
 289  *********/
 290
 291 /** @ingroup SURF_interface
 292  * @brief SURF model interface class
 293  * @details A model is an object which handle the interactions between its Resources and its Actions
 294  */
 295 XBT_PUBLIC_CLASS Model {
 296 public:
 297   Model();
 298   virtual ~Model();
 299
 300   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *ready* state */
 301   virtual ActionList* getReadyActionSet() {return readyActionSet_;}
 302
 303   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *running* state */
 304   virtual ActionList* getRunningActionSet() {return runningActionSet_;}
 305
 306   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *failed* state */
 307   virtual ActionList* getFailedActionSet() {return failedActionSet_;}
 308
 309   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *done* state */
 310   virtual ActionList* getDoneActionSet() {return doneActionSet_;}
 311
 312   /** @brief Get the set of modified [actions](@ref Action) */
 313   virtual ActionLmmListPtr getModifiedSet() {return modifiedSet_;}
 314
 315   /** @brief Get the maxmin system of the current Model */
 316   lmm_system_t getMaxminSystem() {return maxminSystem_;}
 317
 318   /**
 319    * @brief Get the update mechanism of the current Model
 320    * @see e_UM_t
 321    */
 322   e_UM_t getUpdateMechanism() {return updateMechanism_;}
 323
 324   /** @brief Get Action heap */
 325   xbt_heap_t getActionHeap() {return actionHeap_;}
 326
 327   /**
 328    * @brief Share the resources between the actions
 329    *
 330    * @param now The current time of the simulation
 331    * @return The delta of time till the next action will finish
 332    */
 333   virtual double next_occuring_event(double now);
 334   virtual double next_occuring_event_lazy(double now);
 335   virtual double next_occuring_event_full(double now);
 336
 337   /**
 338    * @brief Update action to the current time
 339    *
 340    * @param now The current time of the simulation
 341    * @param delta The delta of time since the last update
 342    */
 343   virtual void updateActionsState(double now, double delta);
 344   virtual void updateActionsStateLazy(double now, double delta);
 345   virtual void updateActionsStateFull(double now, double delta);
 346
 347   /** @brief Returns whether this model have an idempotent shareResource()
 348    *
 349    * The only model that is not is NS3: computing the next timestamp moves the model up to that point,
 350    * so we need to call it only when the next timestamp of other sources is computed.
 351    */
 352   virtual bool next_occuring_event_isIdempotent()=0;
 353
 354 protected:
 355   ActionLmmListPtr modifiedSet_;
 356   lmm_system_t maxminSystem_ = nullptr;
 357   e_UM_t updateMechanism_ = UM_UNDEFINED;
 358   int selectiveUpdate_;
 359   xbt_heap_t actionHeap_;
 360
 361 private:
 362   ActionList* readyActionSet_; /**< Actions in state SURF_ACTION_READY */
 363   ActionList* runningActionSet_; /**< Actions in state SURF_ACTION_RUNNING */
 364   ActionList* failedActionSet_; /**< Actions in state SURF_ACTION_FAILED */
 365   ActionList* doneActionSet_; /**< Actions in state SURF_ACTION_DONE */
 366 };
 367
 368 }
 369 }
 370
 371 /************
 372  * Resource *
 373  ************/
 374
 375 /** @ingroup SURF_interface
 376  * @brief Resource which have a metric handled by a maxmin system
 377  */
 378 typedef struct {
 379   double peak;              /**< The peak of the metric, ie its max value */
 380   double scale;             /**< Current availability of the metric according to the traces, in [0,1] */
 381   tmgr_trace_iterator_t event; /**< The associated trace event associated to the metric */
 382 } s_surf_metric_t;
 383
 384 namespace simgrid {
 385 namespace surf {
 386
 387 /** @ingroup SURF_interface
 388  * @brief SURF resource interface class
 389  * @details This is the ancestor class of every resources in SimGrid, such as links, CPU or storage
 390  */
 391 XBT_PUBLIC_CLASS Resource {
 392 public:
 393   /**
 394    * @brief Constructor of non-LMM Resources
 395    *
 396    * @param model Model associated to this Resource
 397    * @param name The name of the Resource
 398    */
 399   Resource(Model *model, const char *name);
 400
 401   /**
 402    * @brief Constructor of LMM Resources
 403    *
 404    * @param model Model associated to this Resource
 405    * @param name The name of the Resource
 406    * @param constraint The lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 407    */
 408   Resource(Model *model, const char *name, lmm_constraint_t constraint);
 409
 410   virtual ~Resource();
 411
 412   /** @brief Get the Model of the current Resource */
 413   Model *getModel() const;
 414
 415   /** @brief Get the name of the current Resource */
 416   const char *getName() const;
 417
 418   bool operator==(const Resource &other) const;
 419
 420   /**
 421    * @brief Apply an event of external load event to that resource
 422    *
 423    * @param event What happened
 424    * @param value [TODO]
 425    */
 426   virtual void apply_event(tmgr_trace_iterator_t event, double value)=0;
 427
 428   /** @brief Check if the current Resource is used (if it currently serves an action) */
 429   virtual bool isUsed()=0;
 430
 431   /** @brief Check if the current Resource is active */
 432   virtual bool isOn() const;
 433   /** @brief Check if the current Resource is shut down */
 434   virtual bool isOff() const;
 435   /** @brief Turn on the current Resource */
 436   virtual void turnOn();
 437   /** @brief Turn off the current Resource */
 438   virtual void turnOff();
 439
 440 private:
 441   const char *name_;
 442   Model *model_;
 443   bool isOn_ = true;
 444
 445 public: /* LMM */
 446   /** @brief Get the lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component (or null if none) */
 447   lmm_constraint_t getConstraint() const;
 448 protected:
 449   lmm_constraint_t constraint_ = nullptr;
 450 };
 451
 452 }
 453 }
 454
 455 namespace std {
 456   template <>
 457   struct hash<simgrid::surf::Resource>
 458   {
 459     std::size_t operator()(const simgrid::surf::Resource& r) const
 460     {
 461       return (std::size_t) xbt_str_hash(r.getName());
 462     }
 463   };
 464 }
 465
 466 #endif /* SURF_MODEL_H_ */