src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. 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 <cstdlib>
   8
   9 #include <algorithm>
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 #include "ptask_L07.hpp"
  13
  14 #include "cpu_interface.hpp"
  15 #include "surf_routing.hpp"
  16 #include "xbt/lib.h"
  17
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  19 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  20
  21 /**************************************/
  22 /*** Resource Creation & Destruction **/
  23 /**************************************/
  24 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  25 {
  26   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  27   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  28   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  29
  30   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  31   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  32 }
  33
  34
  35 namespace simgrid {
  36 namespace surf {
  37
  38 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  39   maxminSystem_ = lmm_system_new(true /* lazy */);
  40   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
  41   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  42   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  43
  44   routing_model_create();
  45 }
  46
  47 HostL07Model::~HostL07Model() = default;
  48
  49 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  50   : CpuModel()
  51   , hostModel_(hmodel)
  52   {
  53     maxminSystem_ = sys;
  54   }
  55 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  56   lmm_system_free(maxminSystem_);
  57   maxminSystem_ = nullptr;
  58 }
  59 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  60   : NetworkModel()
  61   , hostModel_(hmodel)
  62   {
  63     maxminSystem_ = sys;
  64     loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  65   }
  66 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  67 {
  68   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  69 }
  70
  71
  72 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  73 {
  74   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  75   for (auto it(getRunningActionSet()->begin()), itend(getRunningActionSet()->end()); it != itend ; ++it) {
  76     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  77     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  78       min = action->latency_;
  79       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  80     }
  81   }
  82   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  83
  84   return min;
  85 }
  86
  87 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  88
  89   L07Action *action;
  90   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  91
  92   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  93    ; it != actionSet->end()
  94    ; it =  itNext) {
  95   ++itNext;
  96     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  97     if (action->latency_ > 0) {
  98       if (action->latency_ > delta) {
  99         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
 100       } else {
 101         action->latency_ = 0.0;
 102       }
 103       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 104         action->updateBound();
 105         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 106       }
 107     }
 108     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 109            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 110     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 111
 112     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 113       action->updateMaxDuration(delta);
 114
 115     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 116
 117     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 118      *  - The amount of remaining work reached 0
 119      *  - The max duration was reached
 120      * If it's not done, it may have failed.
 121      */
 122
 123     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 124         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 125       action->finish();
 126       action->setState(Action::State::done);
 127     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 128                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 129       action->finish();
 130       action->setState(Action::State::done);
 131     } else {
 132       /* Need to check that none of the model has failed */
 133       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 134       int i = 0;
 135
 136       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 137         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 138         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 139           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 140           action->finish();
 141           action->setState(Action::State::failed);
 142           break;
 143         }
 144       }
 145     }
 146   }
 147   return;
 148 }
 149
 150 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 151                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 152   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 153 }
 154
 155
 156 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 157                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 158   : CpuAction(model, 1, 0)
 159 {
 160   int nb_link = 0;
 161   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 162   double latency = 0.0;
 163
 164   this->netcardList_->reserve(host_nb);
 165   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 166     this->netcardList_->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 167
 168   /* Compute the number of affected resources... */
 169   if(bytes_amount != nullptr) {
 170     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 171
 172     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 173       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 174
 175         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 176           double lat=0.0;
 177           std::vector<Link*> route;
 178
 179           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, &lat);
 180           latency = MAX(latency, lat);
 181
 182           for (auto link : route)
 183             affected_links.insert(link->getName());
 184         }
 185       }
 186     }
 187
 188     nb_link = affected_links.size();
 189   }
 190
 191   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 192     if (flops_amount[i] > 0)
 193       nb_used_host++;
 194
 195   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 196   this->computationAmount_ = flops_amount;
 197   this->communicationAmount_ = bytes_amount;
 198   this->latency_ = latency;
 199   this->rate_ = rate;
 200
 201   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 202       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 203       host_nb + nb_link);
 204
 205   if (this->latency_ > 0)
 206     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 207
 208   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 209     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 210         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 211
 212   if(bytes_amount != nullptr) {
 213     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 214       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 215
 216         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 217           continue;
 218         std::vector<Link*> route;
 219
 220         routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, nullptr);
 221
 222         for (auto link : route)
 223           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 224       }
 225     }
 226   }
 227
 228   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 229     this->setCost(1.0);
 230     this->setRemains(0.0);
 231   }
 232   xbt_free(host_list);
 233 }
 234
 235 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 236 {
 237   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 238   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 239   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 240
 241   host_list[0]    = src;
 242   host_list[1]    = dst;
 243   bytes_amount[1] = size;
 244
 245   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 246 }
 247
 248 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 249 {
 250   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 251 }
 252
 253 Link* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
 254                                   e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 255 {
 256   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 257 }
 258
 259 /************
 260  * Resource *
 261  ************/
 262
 263 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 264     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
 265           core)
 266 {
 267 }
 268
 269 CpuL07::~CpuL07()=default;
 270
 271 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
 272                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 273     : Link(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 274 {
 275   bandwidth_.peak = bandwidth;
 276   latency_.peak   = latency;
 277
 278   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 279     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 280
 281   Link::onCreation(this);
 282 }
 283
 284 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 285 {
 286   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 287   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 288
 289   host_list[0] = getHost();
 290   flops_amount[0] = size;
 291
 292   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 293 }
 294
 295 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 296 {
 297   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 298   action->maxDuration_ = duration;
 299   action->suspended_ = 2;
 300   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 301
 302   return action;
 303 }
 304
 305 bool CpuL07::isUsed(){
 306   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 307 }
 308
 309 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 310 void CpuL07::onSpeedChange() {
 311   lmm_variable_t var = nullptr;
 312   lmm_element_t elem = nullptr;
 313
 314     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 315     while ((var = lmm_get_var_from_cnst (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 316       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 317
 318       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 319     }
 320
 321   Cpu::onSpeedChange();
 322 }
 323
 324
 325 bool LinkL07::isUsed(){
 326   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 327 }
 328
 329 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 330   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 331   if (triggered == speed_.event) {
 332     speed_.scale = value;
 333     onSpeedChange();
 334     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 335
 336   } else if (triggered == stateEvent_) {
 337     if (value > 0)
 338       turnOn();
 339     else
 340       turnOff();
 341     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 342
 343   } else {
 344     xbt_die("Unknown event!\n");
 345   }
 346 }
 347
 348 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 349   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 350   if (triggered == bandwidth_.event) {
 351     setBandwidth(value);
 352     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 353
 354   } else if (triggered == latency_.event) {
 355     setLatency(value);
 356     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 357
 358   } else if (triggered == stateEvent_) {
 359     if (value > 0)
 360       turnOn();
 361     else
 362       turnOff();
 363     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 364
 365   } else {
 366     xbt_die("Unknown event ! \n");
 367   }
 368 }
 369
 370 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 371 {
 372   bandwidth_.peak = value;
 373   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 374 }
 375
 376 void LinkL07::setLatency(double value)
 377 {
 378   lmm_variable_t var = nullptr;
 379   L07Action *action;
 380   lmm_element_t elem = nullptr;
 381
 382   latency_.peak = value;
 383   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 384     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 385     action->updateBound();
 386   }
 387 }
 388
 389 /**********
 390  * Action *
 391  **********/
 392
 393 L07Action::~L07Action(){
 394   delete netcardList_;
 395   free(communicationAmount_);
 396   free(computationAmount_);
 397 }
 398
 399 void L07Action::updateBound()
 400 {
 401   double lat_current = 0.0;
 402   double lat_bound = -1.0;
 403   int i, j;
 404
 405   int hostNb = netcardList_->size();
 406
 407   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 408     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 409       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 410
 411         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 412           double lat = 0.0;
 413           std::vector<Link*> route;
 414           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, &lat);
 415
 416           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 417         }
 418       }
 419     }
 420   }
 421   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 422   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 423   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 424     if (rate_ < 0)
 425       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 426     else
 427       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 428   }
 429 }
 430
 431 int L07Action::unref()
 432 {
 433   refcount_--;
 434   if (!refcount_) {
 435     if (action_hook.is_linked())
 436       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 437     if (getVariable())
 438       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 439     delete this;
 440     return 1;
 441   }
 442   return 0;
 443 }
 444
 445 }
 446 }