src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2019. 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 "ptask_L07.hpp"
   7 #include "surf/surf.hpp"
   8 #include "xbt/config.hpp"
   9
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  13 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  14
  15 /**************************************/
  16 /*** Resource Creation & Destruction **/
  17 /**************************************/
  18 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  19 {
  20   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  21   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "Cannot switch to ptasks: CPU model already defined");
  22   xbt_assert(not surf_network_model, "Cannot switch to ptasks: network model already defined");
  23
  24   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  25   all_existing_models.push_back(surf_host_model);
  26 }
  27
  28 namespace simgrid {
  29 namespace surf {
  30
  31 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  32   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  33   set_maxmin_system(maxmin_system);
  34   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  35   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  36 }
  37
  38 HostL07Model::~HostL07Model()
  39 {
  40   delete surf_network_model;
  41   delete surf_cpu_model_pm;
  42 }
  43
  44 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  45     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  46 {
  47   set_maxmin_system(sys);
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  51 {
  52   set_maxmin_system(nullptr);
  53 }
  54
  55 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  56     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  57 {
  58   set_maxmin_system(sys);
  59   loopback_ = NetworkL07Model::create_link("__loopback__", 498000000, 0.000015, s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE);
  60 }
  61
  62 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  63 {
  64   set_maxmin_system(nullptr);
  65 }
  66
  67 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  68 {
  69   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  70   for (kernel::resource::Action const& action : *get_started_action_set()) {
  71     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  72     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  73       min = net_action.latency_;
  74       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  75     }
  76   }
  77   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  78
  79   return min;
  80 }
  81
  82 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  83 {
  84   for (auto it = std::begin(*get_started_action_set()); it != std::end(*get_started_action_set());) {
  85     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  86     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  87     if (action.latency_ > 0) {
  88       if (action.latency_ > delta) {
  89         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  90       } else {
  91         action.latency_ = 0.0;
  92       }
  93       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
  94         action.updateBound();
  95         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
  96         action.set_last_update();
  97       }
  98     }
  99     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 100               action.get_variable()->get_value() * delta);
 101     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 102     action.update_max_duration(delta);
 103
 104     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 105
 106     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 107      *  - The amount of remaining work reached 0
 108      *  - The max duration was reached
 109      * If it's not done, it may have failed.
 110      */
 111
 112     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 113         ((action.get_max_duration() != NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 114       action.finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
 115     } else {
 116       /* Need to check that none of the model has failed */
 117       int i = 0;
 118       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 119       while (cnst != nullptr) {
 120         i++;
 121         void* constraint_id = cnst->get_id();
 122         if (not static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_on()) {
 123           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 124           action.finish(kernel::resource::Action::State::FAILED);
 125           break;
 126         }
 127         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 128       }
 129     }
 130   }
 131 }
 132
 133 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(size_t host_nb, s4u::Host* const* host_list,
 134                                                          const double* flops_amount, const double* bytes_amount,
 135                                                          double rate)
 136 {
 137   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 138 }
 139
 140 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, size_t host_nb, s4u::Host* const* host_list,
 141                      const double* flops_amount, const double* bytes_amount, double rate)
 142     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 143 {
 144   size_t link_nb      = 0;
 145   size_t used_host_nb = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 146   double latency = 0.0;
 147   this->set_last_update();
 148
 149   this->hostList_.reserve(host_nb);
 150   for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 151     this->hostList_.push_back(host_list[i]);
 152
 153   if (flops_amount != nullptr)
 154     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 155       if (flops_amount[i] > 0)
 156         used_host_nb++;
 157
 158   /* Compute the number of affected resources... */
 159   if(bytes_amount != nullptr) {
 160     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 161
 162     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++) {
 163       for (size_t j = 0; j < host_nb; j++) {
 164
 165         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 166           double lat=0.0;
 167
 168           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 169           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 170           latency = std::max(latency, lat);
 171
 172           for (auto const& link : route)
 173             affected_links.insert(link->get_cname());
 174         }
 175       }
 176     }
 177
 178     link_nb = affected_links.size();
 179   }
 180
 181   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %zu hosts and %zu unique links.", this, host_nb, link_nb);
 182   latency_ = latency;
 183
 184   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + link_nb));
 185
 186   if (latency_ > 0)
 187     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 188
 189   /* Expend it for the CPUs even if there is nothing to compute, to make sure that it gets expended even if there is no
 190    * communication either */
 191   for (size_t i = 0; i < host_nb; i++)
 192     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(),
 193                                        (flops_amount == nullptr ? 0.0 : flops_amount[i]));
 194
 195   if (bytes_amount != nullptr) {
 196     for (size_t i = 0; i < host_nb; i++) {
 197       for (size_t j = 0; j < host_nb; j++) {
 198         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 199           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 200           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, nullptr);
 201
 202           for (auto const& link : route)
 203             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 204                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 205         }
 206       }
 207     }
 208   }
 209
 210   if (link_nb + used_host_nb == 0) {
 211     this->set_cost(1.0);
 212     this->set_remains(0.0);
 213   }
 214 }
 215
 216 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 217 {
 218   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 219   double* flops_amount = new double[2]();
 220   double* bytes_amount = new double[4]();
 221
 222   host_list[0]    = src;
 223   host_list[1]    = dst;
 224   bytes_amount[1] = size;
 225
 226   kernel::resource::Action* res = hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 227   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 228   return res;
 229 }
 230
 231 Cpu* CpuL07Model::create_cpu(simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 232 {
 233   return new CpuL07(this, host, speed_per_pstate, core);
 234 }
 235
 236 kernel::resource::LinkImpl* NetworkL07Model::create_link(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 237                                                          s4u::Link::SharingPolicy policy)
 238 {
 239   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 240 }
 241
 242 /************
 243  * Resource *
 244  ************/
 245
 246 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 247     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speed_per_pstate->front()), speed_per_pstate,
 248           core)
 249 {
 250 }
 251
 252 CpuL07::~CpuL07()=default;
 253
 254 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 255                  s4u::Link::SharingPolicy policy)
 256     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 257 {
 258   bandwidth_.peak = bandwidth;
 259   latency_.peak   = latency;
 260
 261   if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE)
 262     get_constraint()->unshare();
 263
 264   s4u::Link::on_creation(this->piface_);
 265 }
 266
 267 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 268 {
 269   sg_host_t host_list[1] = {get_host()};
 270
 271   double* flops_amount = new double[1]();
 272   flops_amount[0] = size;
 273
 274   kernel::resource::Action* res =
 275       static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 276   static_cast<L07Action*>(res)->free_arrays_ = true;
 277   return res;
 278 }
 279
 280 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 281 {
 282   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 283   action->set_max_duration(duration);
 284   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 285   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 286
 287   return action;
 288 }
 289
 290 bool CpuL07::is_used()
 291 {
 292   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 293 }
 294
 295 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 296 void CpuL07::on_speed_change()
 297 {
 298   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 299   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 300
 301   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 302   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 303     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 304
 305     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 306   }
 307
 308   Cpu::on_speed_change();
 309 }
 310
 311 bool LinkL07::is_used()
 312 {
 313   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 314 }
 315
 316 void CpuL07::apply_event(kernel::profile::Event* triggered, double value)
 317 {
 318   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 319   if (triggered == speed_.event) {
 320     speed_.scale = value;
 321     on_speed_change();
 322     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 323
 324   } else if (triggered == state_event_) {
 325     if (value > 0) {
 326       if (not is_on()) {
 327         XBT_VERB("Restart processes on host %s", get_host()->get_cname());
 328         get_host()->turn_on();
 329       }
 330     } else
 331       get_host()->turn_off();
 332     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 333
 334   } else {
 335     xbt_die("Unknown event!\n");
 336   }
 337 }
 338
 339 void LinkL07::apply_event(kernel::profile::Event* triggered, double value)
 340 {
 341   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 342   if (triggered == bandwidth_.event) {
 343     set_bandwidth(value);
 344     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 345
 346   } else if (triggered == latency_.event) {
 347     set_latency(value);
 348     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 349
 350   } else if (triggered == state_event_) {
 351     if (value > 0)
 352       turn_on();
 353     else
 354       turn_off();
 355     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 356
 357   } else {
 358     xbt_die("Unknown event ! \n");
 359   }
 360 }
 361
 362 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
 363 {
 364   bandwidth_.peak = value;
 365   LinkImpl::on_bandwidth_change();
 366
 367   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 368 }
 369
 370 void LinkL07::set_latency(double value)
 371 {
 372   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 373   L07Action *action;
 374   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 375
 376   latency_.peak = value;
 377   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 378     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 379     action->updateBound();
 380   }
 381 }
 382 LinkL07::~LinkL07() = default;
 383
 384 /**********
 385  * Action *
 386  **********/
 387
 388 L07Action::~L07Action()
 389 {
 390   if (free_arrays_) {
 391     delete[] computationAmount_;
 392     delete[] communicationAmount_;
 393   }
 394 }
 395
 396 void L07Action::updateBound()
 397 {
 398   double lat_current = 0.0;
 399
 400   size_t host_count = hostList_.size();
 401
 402   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 403     for (size_t i = 0; i < host_count; i++) {
 404       for (size_t j = 0; j < host_count; j++) {
 405
 406         if (communicationAmount_[i * host_count + j] > 0) {
 407           double lat = 0.0;
 408           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 409           hostList_.at(i)->route_to(hostList_.at(j), route, &lat);
 410
 411           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * host_count + j]);
 412         }
 413       }
 414     }
 415   }
 416   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 417   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 418   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 419     if (rate_ < 0)
 420       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 421     else
 422       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 423   }
 424 }
 425
 426 }
 427 }