src/surf/AsClusterDragonfly.cpp

   1 /* Copyright (c) 2014-2016. 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/surf/AsClusterDragonfly.hpp"
   7 #include "src/surf/network_interface.hpp"
   8 #include "src/surf/xml/platf.hpp" // FIXME: move that back to the parsing area
   9
  10 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  11 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  12
  13 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_route_cluster_dragonfly, surf_route_cluster, "Dragonfly Routing part of surf");
  14
  15
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  17
  18
  19
  20
  21 namespace simgrid {
  22 namespace surf {
  23
  24 AsClusterDragonfly::AsClusterDragonfly(const char*name)
  25   : AsCluster(name) {
  26 }
  27
  28 AsClusterDragonfly::~AsClusterDragonfly() {
  29
  30   if(this->routers_!=NULL){
  31     int i;
  32     for (i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;i++)
  33         delete(routers_[i]);
  34     xbt_free(routers_);
  35   }
  36 }
  37
  38 unsigned int *AsClusterDragonfly::rankId_to_coords(int rankId)
  39 {
  40
  41   //coords : group, chassis, blade, node
  42   unsigned int *coords = (unsigned int *) malloc(4 * sizeof(unsigned int));
  43   coords[0] = rankId/ (numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  44   rankId=rankId%(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  45   coords[1] = rankId/ (numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  46   rankId=rankId%(numBladesPerChassis_*numNodesPerBlade_);
  47   coords[2] = rankId/ numNodesPerBlade_;
  48   coords[3]=rankId%numNodesPerBlade_;
  49
  50   return coords;
  51 }
  52
  53 void AsClusterDragonfly::parse_specific_arguments(sg_platf_cluster_cbarg_t cluster) {
  54   std::vector<std::string> parameters;
  55   std::vector<std::string> tmp;
  56   boost::split(parameters, cluster->topo_parameters, boost::is_any_of(";"));
  57
  58   // TODO : we have to check for zeros and negative numbers, or it might crash
  59   if (parameters.size() != 4){
  60     surf_parse_error("Dragonfly are defined by the number of groups, chassiss per groups, blades per chassis, nodes per blade");
  61   }
  62
  63   // Blue network : number of groups, number of links between each group
  64   boost::split(tmp, parameters[0], boost::is_any_of(","));
  65   if(tmp.size() != 2) {
  66     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  67   }
  68
  69   this->numGroups_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  70   this->numLinksBlue_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the blue level: %s");
  71
  72  // Black network : number of chassiss/group, number of links between each router on the black network
  73   boost::split(tmp, parameters[1], boost::is_any_of(","));
  74   if(tmp.size() != 2) {
  75     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  76   }
  77
  78   this->numChassisPerGroup_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  79   this->numLinksBlack_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links  for the black level: %s");
  80
  81
  82  // Green network : number of blades/chassis, number of links between each router on the green network
  83   boost::split(tmp, parameters[2], boost::is_any_of(","));
  84   if(tmp.size() != 2) {
  85     surf_parse_error("Dragonfly topologies are defined by 3 levels with 2 elements each, and one with one element");
  86   }
  87
  88   this->numBladesPerChassis_=xbt_str_parse_int(tmp[0].c_str(), "Invalid number of groups: %s");
  89   this->numLinksGreen_=xbt_str_parse_int(tmp[1].c_str(), "Invalid number of links for the green level: %s");
  90
  91
  92   // The last part of topo_parameters should be the number of nodes per blade
  93   this->numNodesPerBlade_ = xbt_str_parse_int(parameters[3].c_str(), "Last parameter is not the amount of nodes per blade: %s");
  94   this->cluster_ = cluster;
  95 }
  96
  97 /*
  98 * Generate the cluster once every node is created
  99 */
 100 void AsClusterDragonfly::seal(){
 101   if(this->numNodesPerBlade_ == 0) {
 102     return;
 103   }
 104
 105   this->generateRouters();
 106   this->generateLinks();
 107 }
 108
 109 DragonflyRouter::DragonflyRouter(int group, int chassis, int blade){
 110     this->group_=group;
 111     this->chassis_=chassis;
 112     this->blade_=blade;
 113 }
 114
 115 DragonflyRouter::~DragonflyRouter(){
 116   if(this->myNodes_!=NULL)
 117     xbt_free(myNodes_);
 118   if(this->greenLinks_!=NULL)
 119     xbt_free(greenLinks_);
 120   if(this->blackLinks_!=NULL)
 121     xbt_free(blackLinks_);
 122   if(this->blueLinks_!=NULL)
 123     xbt_free(blueLinks_);
 124 }
 125
 126
 127 void AsClusterDragonfly::generateRouters() {
 128
 129 unsigned int i, j, k;
 130
 131 this->routers_=(DragonflyRouter**)xbt_malloc0(this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_*sizeof(DragonflyRouter*));
 132
 133 for(i=0;i<this->numGroups_;i++){
 134   for(j=0;j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 135     for(k=0;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 136       DragonflyRouter* router = new DragonflyRouter(i,j,k);
 137       this->routers_[i*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_+j*this->numBladesPerChassis_+k]=router;
 138     }
 139   }
 140 }
 141
 142 }
 143
 144
 145 void AsClusterDragonfly::createLink(char* id, int numlinks, Link** linkup, Link** linkdown){
 146   *linkup=NULL;
 147   *linkdown=NULL;
 148   s_sg_platf_link_cbarg_t linkTemplate;
 149   memset(&linkTemplate, 0, sizeof(linkTemplate));
 150   linkTemplate.bandwidth = this->cluster_->bw * numlinks;
 151   linkTemplate.latency = this->cluster_->lat;
 152   linkTemplate.policy = this->cluster_->sharing_policy; // sthg to do with that ?
 153   linkTemplate.id = id;
 154   sg_platf_new_link(&linkTemplate);
 155   XBT_DEBUG("Generating link %s", id);
 156   Link* link;
 157   std::string tmpID;
 158   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 159     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_UP";
 160     link =  Link::byName(tmpID.c_str());
 161     *linkup = link; // check link?
 162     tmpID = std::string(linkTemplate.id) + "_DOWN";
 163     link = Link::byName(tmpID.c_str());
 164     *linkdown = link; // check link ?
 165   }
 166   else {
 167     link = Link::byName(linkTemplate.id);
 168     *linkup = link;
 169     *linkdown = link;
 170   }
 171
 172   free((void*)linkTemplate.id);
 173 }
 174
 175
 176 void AsClusterDragonfly::generateLinks() {
 177
 178   unsigned int i, j, k, l,m;
 179   static int uniqueId = 0;
 180   char* id = NULL;
 181   Link* linkup, *linkdown;
 182
 183   int numRouters = this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_*this->numBladesPerChassis_;
 184
 185   if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX)
 186     numLinksperLink_=2;
 187
 188
 189   //Links from routers to their local nodes.
 190   for(i=0; i<numRouters;i++){
 191   //allocate structures
 192     this->routers_[i]->myNodes_=(Link**)xbt_malloc0(numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_*sizeof(Link*));
 193     this->routers_[i]->greenLinks_=(Link**)xbt_malloc0(this->numBladesPerChassis_*sizeof(Link*));
 194     this->routers_[i]->blackLinks_=(Link**)xbt_malloc0(this->numChassisPerGroup_*sizeof(Link*));
 195
 196     for(j=0; j< numLinksperLink_*this->numNodesPerBlade_; j+=numLinksperLink_){
 197       id = bprintf("local_link_from_router_%d_to_node_%d_%d", i, j/numLinksperLink_, uniqueId);
 198       this->createLink(id, 1, &linkup, &linkdown);
 199       if (this->cluster_->sharing_policy == SURF_LINK_FULLDUPLEX) {
 200         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 201         this->routers_[i]->myNodes_[j+1] = linkdown;
 202       }
 203       else {
 204         this->routers_[i]->myNodes_[j] = linkup;
 205       }
 206       uniqueId++;
 207     }
 208   }
 209
 210   //Green links from routers to same chassis routers - alltoall
 211   for(i=0; i<this->numGroups_*this->numChassisPerGroup_;i++){
 212     for(j=0; j<this->numBladesPerChassis_;j++){
 213       for(k=j+1;k<this->numBladesPerChassis_;k++){
 214         id = bprintf("green_link_in_chassis_%d_between_routers_%d_and_%d_%d", i%numChassisPerGroup_, j, k, uniqueId);
 215         this->createLink(id, this->numLinksGreen_, &linkup, &linkdown);
 216         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+j]->greenLinks_[k] = linkup;
 217         this->routers_[i*numBladesPerChassis_+k]->greenLinks_[j] = linkdown;
 218         uniqueId++;
 219       }
 220     }
 221   }
 222
 223   //Black links from routers to same group routers - alltoall
 224   for(i=0; i<this->numGroups_;i++){
 225     for(j=0; j<this->numChassisPerGroup_;j++){
 226       for(k=j+1;k<this->numChassisPerGroup_;k++){
 227         for(l=0;l<this->numBladesPerChassis_;l++){
 228           id = bprintf("black_link_in_group_%d_between_chassis_%d_and_%d_blade_%d_%d", i, j, k,l, uniqueId);
 229           this->createLink(id, this->numLinksBlack_,&linkup, &linkdown);
 230           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[k] = linkup;
 231           this->routers_[i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+k*numBladesPerChassis_+l]->blackLinks_[j] = linkdown;
 232           uniqueId++;
 233         }
 234       }
 235     }
 236   }
 237
 238
 239   //Blue links betweeen groups - Not all routers involved, only one per group is linked to others. Let's say router n of each group is linked to group n.
 240 //FIXME: in reality blue links may be attached to several different routers
 241   for(i=0; i<this->numGroups_;i++){
 242     for(j=i+1; j<this->numGroups_;j++){
 243       unsigned int routernumi=i*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+j;
 244       unsigned int routernumj=j*numBladesPerChassis_*numChassisPerGroup_+i;
 245       this->routers_[routernumi]->blueLinks_=(Link**)xbt_malloc0(sizeof(Link*));
 246       this->routers_[routernumj]->blueLinks_=(Link**)xbt_malloc0(sizeof(Link*));
 247         id = bprintf("blue_link_between_group_%d_and_%d_routers_%d_and_%d_%d", i, j, routernumi,routernumj, uniqueId);
 248         this->createLink(id, this->numLinksBlue_, &linkup, &linkdown);
 249         this->routers_[routernumi]->blueLinks_[0] = linkup;
 250         this->routers_[routernumj]->blueLinks_[0] = linkdown;
 251         uniqueId++;
 252     }
 253   }
 254 }
 255
 256
 257 void AsClusterDragonfly::getRouteAndLatency(NetCard * src, NetCard * dst, sg_platf_route_cbarg_t route, double *latency) {
 258
 259   //Minimal routing version.
 260   // TODO : non-minimal random one, and adaptive ?
 261
 262   if (dst->isRouter() || src->isRouter())
 263     return;
 264
 265   XBT_VERB("dragonfly_get_route_and_latency from '%s'[%d] to '%s'[%d]",
 266           src->name(), src->id(), dst->name(), dst->id());
 267
 268   if ((src->id() == dst->id()) && hasLoopback_) {
 269      s_surf_parsing_link_up_down_t info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, src->id() * linkCountPerNode_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 270
 271      route->link_list->push_back(info.linkUp);
 272      if (latency)
 273        *latency += info.linkUp->getLatency();
 274      return;
 275   }
 276
 277   unsigned int *myCoords, *targetCoords;
 278   myCoords = rankId_to_coords(src->id());
 279   targetCoords = rankId_to_coords(dst->id());
 280   XBT_DEBUG("src : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", myCoords[0], myCoords[1], myCoords[2], myCoords[3]);
 281   XBT_DEBUG("dst : %u group, %u chassis, %u blade, %u node", targetCoords[0], targetCoords[1], targetCoords[2], targetCoords[3]);
 282
 283   DragonflyRouter* myRouter = routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+myCoords[2]];
 284   DragonflyRouter* targetRouter = routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1] *numBladesPerChassis_ +targetCoords[2]];
 285   DragonflyRouter* currentRouter=myRouter;
 286
 287   //node->router local link
 288   route->link_list->push_back(myRouter->myNodes_[myCoords[3]*numLinksperLink_]);
 289   if(latency) {
 290     *latency += myRouter->myNodes_[myCoords[3]*numLinksperLink_]->getLatency();
 291   }
 292
 293   if (hasLimiter_) {    // limiter for sender
 294     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 295     info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, src->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 296     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 297   }
 298
 299   if(targetRouter!=myRouter){
 300
 301     //are we on a different group ?
 302     if(targetRouter->group_ != currentRouter->group_){
 303       //go to the router of our group connected to this one.
 304       if(currentRouter->blade_!=targetCoords[0]){
 305         //go to the nth router in our chassis
 306         route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]);
 307         if(latency) {
 308           *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[0]]->getLatency();
 309         }
 310         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[1] * numBladesPerChassis_+targetCoords[0]];
 311       }
 312
 313       if(currentRouter->chassis_!=0){
 314         //go to the first chassis of our group
 315         route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[0]);
 316         if(latency) {
 317           *latency += currentRouter->blackLinks_[0]->getLatency();
 318         }
 319         currentRouter=routers_[myCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[0]];
 320       }
 321
 322       //go to destination group - the only optical hop
 323       route->link_list->push_back(currentRouter->blueLinks_[0]);
 324       if(latency) {
 325         *latency += currentRouter->blueLinks_[0]->getLatency();
 326       }
 327       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+myCoords[0]];
 328     }
 329
 330
 331     //same group, but same blade ?
 332     if(targetRouter->blade_ != currentRouter->blade_){
 333       route->link_list->push_back(currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]);
 334       if(latency) {
 335         *latency += currentRouter->greenLinks_[targetCoords[2]]->getLatency();
 336       }
 337       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[2]];
 338     }
 339
 340     //same blade, but same chassis ?
 341     if(targetRouter->chassis_ != currentRouter->chassis_){
 342       route->link_list->push_back(currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]);
 343       if(latency) {
 344         *latency += currentRouter->blackLinks_[targetCoords[1]]->getLatency();
 345       }
 346       currentRouter=routers_[targetCoords[0]*(numChassisPerGroup_*numBladesPerChassis_)+targetCoords[1]*numBladesPerChassis_+targetCoords[2]];
 347     }
 348   }
 349
 350   if (hasLimiter_) {    // limiter for receiver
 351     s_surf_parsing_link_up_down_t info;
 352     info = xbt_dynar_get_as(privateLinks_, dst->id() * linkCountPerNode_ + hasLoopback_, s_surf_parsing_link_up_down_t);
 353     route->link_list->push_back(info.linkUp);
 354   }
 355
 356   //router->node local link
 357   route->link_list->push_back(targetRouter->myNodes_[targetCoords[3]*numLinksperLink_+numLinksperLink_-1]);
 358   if(latency) {
 359     *latency += targetRouter->myNodes_[targetCoords[3]*numLinksperLink_+numLinksperLink_-1]->getLatency();
 360   }
 361
 362   xbt_free(myCoords);
 363   xbt_free(targetCoords);
 364
 365
 366 }
 367   }
 368 }