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