src/surf/surf_routing_cluster_fat_tree.cpp

   1 #include "surf_routing_cluster_fat_tree.hpp"
   2 #include "xbt/lib.h"
   3
   4 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
   5 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
   6 #include <iostream>
   7 #include <fstream>
   8
   9
  10 AsClusterFatTree::AsClusterFatTree() : levels(0) {}
  11
  12 AsClusterFatTree::~AsClusterFatTree() {
  13   for (unsigned int i = 0 ; i < this->nodes.size() ; i++) {
  14     delete this->nodes[i];
  15   }
  16 }
  17
  18 void AsClusterFatTree::getRouteAndLatency(RoutingEdgePtr src,
  19                                           RoutingEdgePtr dst,
  20                                           sg_platf_route_cbarg_t into,
  21                                           double *latency) {
  22   // TODO
  23 }
  24
  25 /* This function makes the assumption that parse_specific_arguments() and
  26  * addNodes() have already been called
  27  */
  28 void AsClusterFatTree::create_links(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster){
  29   if(this->levels == 0) {
  30     return;
  31   }
  32   this->generateSwitches();
  33   this->generateLabels();
  34   unsigned int k = 0;
  35   // Nodes are totally ordered, by level and then by position, in this->nodes
  36   for (unsigned int i = 0 ; i < this->levels ; i++) {
  37     for (unsigned int j = 0 ; j < this->nodesByLevel[i] ; j++) {
  38       if(i != this->levels - 1) {
  39         for(unsigned int l = 0 ; l < this->nodesByLevel[i+1] ; l++) {
  40           this->connectNodeToParents(cluster, this->nodes[k]);
  41         }
  42       }
  43       k++;
  44     }
  45   }
  46 }
  47
  48 int AsClusterFatTree::connectNodeToParents(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster,
  49                                            FatTreeNode *node) {
  50   FatTreeNode* currentParentNode;
  51   int connectionsNumber = 0;
  52   const int level = node->level;
  53   currentParentNode = this->nodes[this->getLevelPosition(level + 1)];
  54   for (unsigned int i = 0 ; i < this->nodesByLevel[level] ; i++ ) {
  55     if(this->areRelated(currentParentNode, node)) {
  56       this->addLink(cluster, currentParentNode, node->label[level + 1], node,
  57                     currentParentNode->label[level + 1]);
  58       connectionsNumber++;
  59     }
  60   }
  61   return connectionsNumber;
  62 }
  63
  64
  65 bool AsClusterFatTree::areRelated(FatTreeNode *parent, FatTreeNode *child) {
  66   if (parent->level != child->level + 1) {
  67     return false;
  68   }
  69
  70   for (unsigned int i = 0 ; i < this->levels; i++) {
  71     if (parent->label[i] != child->label[i] && i != parent->level) {
  72       return false;
  73     }
  74   }
  75   return true;
  76 }
  77
  78 void AsClusterFatTree::generateSwitches() {
  79   this->nodesByLevel.resize(this->levels, 0);
  80   unsigned int nodesRequired = 0;
  81
  82   // We take care of the number of nodes by level
  83   this->nodesByLevel[0] = 1;
  84   for (unsigned int i = 0 ; i < this->levels ; i++) {
  85     this->nodesByLevel[0] *= this->lowerLevelNodesNumber[i];
  86   }
  87
  88
  89   if(this->nodesByLevel[0] < this->nodes.size()) {
  90     surf_parse_error("There is not enough nodes to fit to the described topology."
  91                      " Please check your platform description (We need %d nodes, we only got %zu)",
  92                      this->nodesByLevel[0], this->nodes.size());
  93     return;
  94   }
  95
  96   for (unsigned int i = 0 ; i < this->levels ; i++) {
  97     int nodesInThisLevel = 1;
  98
  99     for (unsigned int j = 0 ;  j <= i ; j++) {
 100       nodesInThisLevel *= this->upperLevelNodesNumber[j];
 101     }
 102
 103     for (unsigned int j = i+1 ; j < this->levels ; j++) {
 104       nodesInThisLevel *= this->lowerLevelNodesNumber[j];
 105     }
 106
 107     this->nodesByLevel[i+1] = nodesInThisLevel;
 108     nodesRequired += nodesInThisLevel;
 109   }
 110
 111
 112   // If we have to many compute nodes, we ditch them
 113   if (this->nodesByLevel[0] > this->nodes.size()) {
 114     for (unsigned int i = this->nodesByLevel[0] ; i < this->nodes.size() ; i++) {
 115       delete this->nodes[i];
 116     }
 117     this->nodes.resize(this->nodesByLevel[0]);
 118   }
 119
 120   // We create the switches
 121   int k = 0;
 122   for (unsigned int i = 1 ; i < this->levels ; i++) {
 123     for (unsigned int j = 0 ; j < this->nodesByLevel[i] ; j++) {
 124       FatTreeNode* newNode;
 125       newNode = new FatTreeNode(--k, i, j);
 126       newNode->children.resize(this->lowerLevelNodesNumber[i]);
 127       newNode->parents.resize(this->upperLevelNodesNumber[i]);
 128       this->nodes.push_back(newNode);
 129     }
 130   }
 131 }
 132
 133 void AsClusterFatTree::generateLabels() {
 134   // TODO : check if nodesByLevel and nodes are filled
 135   for (unsigned int i = 0 ; i < this->levels ; i++) {
 136     std::vector<int> maxLabel(this->nodesByLevel[i]);
 137     std::vector<int> currentLabel(this->nodesByLevel[i], 0);
 138     unsigned int k = 0;
 139     for (unsigned int j = 0 ; j < this->nodesByLevel[i] ; j++) {
 140       maxLabel[j] = j > i ?
 141         this->lowerLevelNodesNumber[i] : this->upperLevelNodesNumber[i];
 142     }
 143
 144     for (unsigned int j = 0 ; j < this->nodesByLevel[i] ; j++) {
 145       this->nodes[k]->label.assign(currentLabel.begin(), currentLabel.end());
 146
 147       int remainder = 0;
 148
 149       do {
 150         int pos = currentLabel.size() - 1;
 151         remainder = ++currentLabel[pos] / maxLabel[pos];
 152         currentLabel[pos] = currentLabel[pos] % maxLabel[pos];
 153         --pos;
 154       }
 155       while(remainder != 0);
 156         k++;
 157     }
 158   }
 159 }
 160
 161
 162 int AsClusterFatTree::getLevelPosition(const unsigned  int level) {
 163   if (level > this->levels - 1) {
 164     // Well, that should never happen. Maybe should we throw instead.
 165     return -1;
 166   }
 167   int tempPosition = 0;
 168
 169   for (unsigned int i = 0 ; i < level ; i++) {
 170     tempPosition += this->nodesByLevel[i];
 171   }
 172  return tempPosition;
 173 }
 174
 175 void AsClusterFatTree::addComputeNodes(std::vector<int> const& id) {
 176   for (size_t  i = 0 ; i < id.size() ; i++) {
 177     this->nodes.push_back(new FatTreeNode(id[i]));
 178   }
 179 }
 180
 181 void AsClusterFatTree::addLink(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster,
 182                                FatTreeNode *parent, unsigned int parentPort,
 183                                FatTreeNode *child, unsigned int childPort) {
 184   using std::make_pair;
 185
 186
 187   FatTreeLink *newLink;
 188   newLink = new FatTreeLink(cluster, parent, child);
 189
 190   parent->children[parentPort] = newLink;
 191   child->parents[childPort] = newLink;
 192
 193   this->links.insert(make_pair(make_pair(parent->id, child->id), newLink));
 194
 195
 196
 197 }
 198
 199 void AsClusterFatTree::parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t
 200                                                 cluster) {
 201   std::vector<string> parameters;
 202   std::vector<string> tmp;
 203   boost::split(parameters, cluster->topo_parameters, boost::is_any_of(";"));
 204
 205
 206   // TODO : we have to check for zeros and negative numbers, or it might crash
 207   if (parameters.size() != 4){
 208     surf_parse_error("Fat trees are defined by the levels number and 3 vectors"
 209                      ", see the documentation for more informations");
 210     // Well, there's no doc, yet
 211   }
 212
 213   // The first parts of topo_parameters should be the levels number
 214   this->levels = std::atoi(tmp[0].c_str()); // stoi() only in C++11...
 215
 216   // Then, a l-sized vector standing for the childs number by level
 217   boost::split(tmp, parameters[1], boost::is_any_of(","));
 218   if(tmp.size() != this->levels) {
 219     surf_parse_error("Fat trees are defined by the levels number and 3 vectors"
 220                      ", see the documentation for more informations");
 221   }
 222   for(size_t i = 0 ; i < tmp.size() ; i++){
 223     this->lowerLevelNodesNumber.push_back(std::atoi(tmp[i].c_str()));
 224   }
 225
 226   // Then, a l-sized vector standing for the parents number by level
 227   boost::split(tmp, parameters[2], boost::is_any_of(","));
 228   if(tmp.size() != this->levels) {
 229     surf_parse_error("Fat trees are defined by the levels number and 3 vectors"
 230                      ", see the documentation for more informations");
 231   }
 232   for(size_t i = 0 ; i < tmp.size() ; i++){
 233     this->upperLevelNodesNumber.push_back(std::atoi(tmp[i].c_str()));
 234   }
 235
 236   // Finally, a l-sized vector standing for the ports number with the lower level
 237   boost::split(tmp, parameters[3], boost::is_any_of(","));
 238   if(tmp.size() != this->levels) {
 239     surf_parse_error("Fat trees are defined by the levels number and 3 vectors"
 240                      ", see the documentation for more informations");
 241
 242   }
 243   for(size_t i = 0 ; i < tmp.size() ; i++){
 244     this->lowerLevelPortsNumber.push_back(std::atoi(tmp[i].c_str()));
 245   }
 246 }
 247
 248
 249 void AsClusterFatTree::generateDotFile(const string& filename) const {
 250   ofstream file;
 251   /* Maybe should we get directly a char*, as open takes strings only beginning
 252    * with C++11...
 253    */
 254   file.open(filename.c_str(), ios::out | ios::trunc);
 255
 256   if(file.is_open()) {
 257     // That could also be greatly clarified with C++11
 258     std::map<std::pair<int,int>,FatTreeLink*>::const_iterator iter;
 259     file << "graph AsClusterFatTree {\n";
 260     for (iter = this->links.begin() ; iter != this->links.end() ; iter++ ) {
 261         file << iter->second->source->id
 262              << " -- "
 263              << iter->second->destination->id
 264              << ";\n";
 265     }
 266     file << "}";
 267     file.close();
 268   }
 269   else {
 270     std::cerr << "Unable to open file " << filename << std::endl;
 271     return;
 272   }
 273 }
 274
 275 FatTreeNode::FatTreeNode(int id, int level, int position) : id(id),
 276                                                             level(level),
 277                                                             position(position){}
 278
 279 FatTreeLink::FatTreeLink(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster, FatTreeNode *source,
 280                          FatTreeNode *destination) : source(source),
 281                                                      destination(destination) {
 282   static int uniqueId = 0;
 283   s_sg_platf_link_cbarg_t linkTemplate;
 284   linkTemplate.bandwidth = cluster->bw;
 285   linkTemplate.latency = cluster->lat;
 286   linkTemplate.state = SURF_RESOURCE_ON;
 287   linkTemplate.policy = cluster->sharing_policy; // Maybe should we do sthg with that ?
 288
 289
 290   NetworkLink* link;
 291   linkTemplate.id = bprintf("link_from_%d_to_%d_%d_UP", source->id, destination->id, uniqueId);
 292   sg_platf_new_link(&linkTemplate);
 293   link = (NetworkLink*) xbt_lib_get_or_null(link_lib, linkTemplate.id, SURF_LINK_LEVEL);
 294   this->linkUp = link; // check link?
 295   linkTemplate.id = bprintf("link_from_%d_to_%d_%d_DOWN", source->id, destination->id, uniqueId);
 296   sg_platf_new_link(&linkTemplate);
 297   link = (NetworkLink*) xbt_lib_get_or_null(link_lib, linkTemplate.id, SURF_LINK_LEVEL);
 298   this->linkDown = link; // check link ?
 299
 300   uniqueId++;
 301
 302 }