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
  45 HostL07Model::~HostL07Model() = default;
  46
  47 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  48   : CpuModel()
  49   , hostModel_(hmodel)
  50   {
  51     maxminSystem_ = sys;
  52   }
  53 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  54   lmm_system_free(maxminSystem_);
  55   maxminSystem_ = nullptr;
  56 }
  57 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  58   : NetworkModel()
  59   , hostModel_(hmodel)
  60   {
  61     maxminSystem_ = sys;
  62     loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  63   }
  64 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  65 {
  66   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  67 }
  68
  69
  70 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  71 {
  72   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  73   for (auto it(getRunningActionSet()->begin()), itend(getRunningActionSet()->end()); it != itend ; ++it) {
  74     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  75     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  76       min = action->latency_;
  77       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  78     }
  79   }
  80   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  81
  82   return min;
  83 }
  84
  85 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  86
  87   L07Action *action;
  88   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  89
  90   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  91    ; it != actionSet->end()
  92    ; it =  itNext) {
  93   ++itNext;
  94     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  95     if (action->latency_ > 0) {
  96       if (action->latency_ > delta) {
  97         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
  98       } else {
  99         action->latency_ = 0.0;
 100       }
 101       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 102         action->updateBound();
 103         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 104       }
 105     }
 106     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 107            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 108     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 109
 110     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 111       action->updateMaxDuration(delta);
 112
 113     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 114
 115     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 116      *  - The amount of remaining work reached 0
 117      *  - The max duration was reached
 118      * If it's not done, it may have failed.
 119      */
 120
 121     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 122         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 123       action->finish();
 124       action->setState(Action::State::done);
 125     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 126                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 127       action->finish();
 128       action->setState(Action::State::done);
 129     } else {
 130       /* Need to check that none of the model has failed */
 131       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 132       int i = 0;
 133
 134       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 135         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 136         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 137           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 138           action->finish();
 139           action->setState(Action::State::failed);
 140           break;
 141         }
 142       }
 143     }
 144   }
 145   return;
 146 }
 147
 148 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 149                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 150   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 151 }
 152
 153
 154 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 155                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 156   : CpuAction(model, 1, 0)
 157 {
 158   int nb_link = 0;
 159   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 160   double latency = 0.0;
 161
 162   this->hostList_->reserve(host_nb);
 163   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 164     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 165
 166   /* Compute the number of affected resources... */
 167   if(bytes_amount != nullptr) {
 168     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 169
 170     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 171       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 172
 173         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 174           double lat=0.0;
 175           std::vector<Link*> route;
 176
 177           routing_platf->getRouteAndLatency(hostList_->at(i)->pimpl_netcard, hostList_->at(j)->pimpl_netcard, &route,
 178                                             &lat);
 179           latency = MAX(latency, lat);
 180
 181           for (auto link : route)
 182             affected_links.insert(link->getName());
 183         }
 184       }
 185     }
 186
 187     nb_link = affected_links.size();
 188   }
 189
 190   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 191     if (flops_amount[i] > 0)
 192       nb_used_host++;
 193
 194   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 195   this->computationAmount_ = flops_amount;
 196   this->communicationAmount_ = bytes_amount;
 197   this->latency_ = latency;
 198   this->rate_ = rate;
 199
 200   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 201       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 202       host_nb + nb_link);
 203
 204   if (this->latency_ > 0)
 205     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 206
 207   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 208     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 209         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 210
 211   if(bytes_amount != nullptr) {
 212     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 213       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 214
 215         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 216           continue;
 217         std::vector<Link*> route;
 218
 219         routing_platf->getRouteAndLatency(hostList_->at(i)->pimpl_netcard, hostList_->at(j)->pimpl_netcard, &route,
 220                                           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 hostList_;
 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 = hostList_->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(hostList_->at(i)->pimpl_netcard, hostList_->at(j)->pimpl_netcard, &route,
 415                                             &lat);
 416
 417           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 418         }
 419       }
 420     }
 421   }
 422   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 423   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 424   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 425     if (rate_ < 0)
 426       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 427     else
 428       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 429   }
 430 }
 431
 432 int L07Action::unref()
 433 {
 434   refcount_--;
 435   if (!refcount_) {
 436     if (action_hook.is_linked())
 437       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 438     if (getVariable())
 439       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 440     delete this;
 441     return 1;
 442   }
 443   return 0;
 444 }
 445
 446 }
 447 }