src/kernel/routing/TorusZone.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2017. 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 "src/kernel/routing/TorusZone.hpp"
   7 #include "src/kernel/routing/NetPoint.hpp"
   8 #include "src/surf/network_interface.hpp"
   9 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  10 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  11 #include <string>
  12 #include <vector>
  13
  14 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_route_cluster_torus, surf_route_cluster, "Torus Routing part of surf");
  15
  16 inline void rankId_to_coords(int rankId, std::vector<unsigned int> dimensions, unsigned int (*coords)[4])
  17 {
  18   unsigned int dim_size_product = 1;
  19   unsigned int i = 0;
  20   for (auto const& cur_dim_size : dimensions) {
  21     (*coords)[i] = (rankId / dim_size_product) % cur_dim_size;
  22     dim_size_product *= cur_dim_size;
  23     i++;
  24   }
  25 }
  26
  27 namespace simgrid {
  28 namespace kernel {
  29 namespace routing {
  30 TorusZone::TorusZone(NetZone* father, std::string name) : ClusterZone(father, name)
  31 {
  32 }
  33
  34 void TorusZone::create_links_for_node(ClusterCreationArgs* cluster, int id, int rank, unsigned int position)
  35 {
  36   /* Create all links that exist in the torus. Each rank creates @a dimensions-1 links */
  37   int dim_product = 1; // Needed to calculate the next neighbor_id
  38
  39   for (unsigned int j = 0; j < dimensions_.size(); j++) {
  40     LinkCreationArgs link;
  41     int current_dimension = dimensions_.at(j); // which dimension are we currently in?
  42                                                // we need to iterate over all dimensions and create all links there
  43     // The other node the link connects
  44     int neighbor_rank_id = ((static_cast<int>(rank) / dim_product) % current_dimension == current_dimension - 1)
  45                                ? rank - (current_dimension - 1) * dim_product
  46                                : rank + dim_product;
  47     // name of neighbor is not right for non contiguous cluster radicals (as id != rank in this case)
  48     std::string link_id =
  49         std::string(cluster->id) + "_link_from_" + std::to_string(id) + "_to_" + std::to_string(neighbor_rank_id);
  50     link.id        = link_id;
  51     link.bandwidth = cluster->bw;
  52     link.latency   = cluster->lat;
  53     link.policy    = cluster->sharing_policy;
  54     sg_platf_new_link(&link);
  55     surf::LinkImpl* linkUp;
  56     surf::LinkImpl* linkDown;
  57     if (link.policy == SURF_LINK_SPLITDUPLEX) {
  58       std::string tmp_link = link_id + "_UP";
  59       linkUp         = surf::LinkImpl::byName(tmp_link);
  60       tmp_link             = link_id + "_DOWN";
  61       linkDown = surf::LinkImpl::byName(tmp_link);
  62     } else {
  63       linkUp   = surf::LinkImpl::byName(link_id);
  64       linkDown = linkUp;
  65     }
  66     /*
  67      * Add the link to its appropriate position.
  68      * Note that position rankId*(xbt_dynar_length(dimensions)+has_loopback?+has_limiter?)
  69      * holds the link "rankId->rankId"
  70      */
  71     privateLinks_.insert({position + j, {linkUp, linkDown}});
  72     dim_product *= current_dimension;
  73   }
  74   rank++;
  75 }
  76
  77 void TorusZone::parse_specific_arguments(ClusterCreationArgs* cluster)
  78 {
  79   std::vector<std::string> dimensions;
  80   boost::split(dimensions, cluster->topo_parameters, boost::is_any_of(","));
  81
  82   if (not dimensions.empty()) {
  83     /* We are in a torus cluster
  84      * Parse attribute dimensions="dim1,dim2,dim3,...,dimN" and save them into a vector.
  85      * Additionally, we need to know how many ranks we have in total
  86      */
  87     for (auto const& group : dimensions)
  88       dimensions_.push_back(surf_parse_get_int(group));
  89
  90     linkCountPerNode_ = dimensions_.size();
  91   }
  92 }
  93
  94 void TorusZone::getLocalRoute(NetPoint* src, NetPoint* dst, RouteCreationArgs* route, double* lat)
  95 {
  96
  97   XBT_VERB("torus getLocalRoute from '%s'[%u] to '%s'[%u]", src->getCname(), src->id(), dst->getCname(), dst->id());
  98
  99   if (dst->isRouter() || src->isRouter())
 100     return;
 101
 102   if (src->id() == dst->id() && hasLoopback_) {
 103     std::pair<surf::LinkImpl*, surf::LinkImpl*> info = privateLinks_.at(src->id() * linkCountPerNode_);
 104
 105     route->link_list.push_back(info.first);
 106     if (lat)
 107       *lat += info.first->latency();
 108     return;
 109   }
 110
 111   /*
 112    * Dimension based routing routes through each dimension consecutively
 113    * TODO Change to dynamic assignment
 114    */
 115   unsigned int current_node = src->id();
 116   unsigned int next_node    = 0;
 117   /*
 118    * Arrays that hold the coordinates of the current node andthe target; comparing the values at the i-th position of
 119    * both arrays, we can easily assess whether we need to route into this dimension or not.
 120    */
 121   unsigned int myCoords[4];
 122   rankId_to_coords(src->id(), dimensions_, &myCoords);
 123   unsigned int targetCoords[4];
 124   rankId_to_coords(dst->id(), dimensions_, &targetCoords);
 125   /*
 126    * linkOffset describes the offset where the link we want to use is stored(+1 is added because each node has a link
 127    * from itself to itself, which can only be the case if src->m_id == dst->m_id -- see above for this special case)
 128    */
 129   int nodeOffset = (dimensions_.size() + 1) * src->id();
 130
 131   int linkOffset  = nodeOffset;
 132   bool use_lnk_up = false; // Is this link of the form "cur -> next" or "next -> cur"?
 133   // false means: next -> cur
 134   while (current_node != dst->id()) {
 135     unsigned int dim_product = 1; // First, we will route in x-dimension
 136     int j=0;
 137     for (auto const& cur_dim : dimensions_) {
 138       // current_node/dim_product = position in current dimension
 139       if ((current_node / dim_product) % cur_dim != (dst->id() / dim_product) % cur_dim) {
 140
 141         if ((targetCoords[j] > myCoords[j] &&
 142              targetCoords[j] <= myCoords[j] + cur_dim / 2) // Is the target node on the right, without the wrap-around?
 143             || (myCoords[j] > cur_dim / 2 &&
 144                 (myCoords[j] + cur_dim / 2) % cur_dim >=
 145                     targetCoords[j])) { // Or do we need to use the wrap around to reach it?
 146           if ((current_node / dim_product) % cur_dim == cur_dim - 1)
 147             next_node = (current_node + dim_product - dim_product * cur_dim);
 148           else
 149             next_node = (current_node + dim_product);
 150
 151           // HERE: We use *CURRENT* node for calculation (as opposed to next_node)
 152           nodeOffset = current_node * (linkCountPerNode_);
 153           linkOffset = nodeOffset + (hasLoopback_ ? 1 : 0) + (hasLimiter_ ? 1 : 0) + j;
 154           use_lnk_up = true;
 155           assert(linkOffset >= 0);
 156         } else { // Route to the left
 157           if ((current_node / dim_product) % cur_dim == 0)
 158             next_node = (current_node - dim_product + dim_product * cur_dim);
 159           else
 160             next_node = (current_node - dim_product);
 161
 162           // HERE: We use *next* node for calculation (as opposed to current_node!)
 163           nodeOffset = next_node * (linkCountPerNode_);
 164           linkOffset = nodeOffset + j + (hasLoopback_ ? 1 : 0) + (hasLimiter_ ? 1 : 0);
 165           use_lnk_up = false;
 166
 167           assert(linkOffset >= 0);
 168         }
 169         XBT_DEBUG("torus_get_route_and_latency - current_node: %u, next_node: %u, linkOffset is %i", current_node,
 170                   next_node, linkOffset);
 171         break;
 172       }
 173
 174       j++;
 175       dim_product *= cur_dim;
 176     }
 177
 178     std::pair<surf::LinkImpl*, surf::LinkImpl*> info;
 179
 180     if (hasLimiter_) { // limiter for sender
 181       info = privateLinks_.at(nodeOffset + (hasLoopback_ ? 1 : 0));
 182       route->link_list.push_back(info.first);
 183     }
 184
 185     info = privateLinks_.at(linkOffset);
 186
 187     if (use_lnk_up == false) {
 188       route->link_list.push_back(info.second);
 189       if (lat)
 190         *lat += info.second->latency();
 191     } else {
 192       route->link_list.push_back(info.first);
 193       if (lat)
 194         *lat += info.first->latency();
 195     }
 196     current_node = next_node;
 197     next_node    = 0;
 198   }
 199 }
 200 }
 201 }
 202 } // namespace