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[simgrid.git] / src / surf / network_interface.hpp
1 /* Copyright (c) 2004-2015. 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 #ifndef SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
8 #define SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_
9
10 #include <xbt/base.h>
11
12 #include <boost/unordered_map.hpp>
13
14 #include "xbt/fifo.h"
15 #include "xbt/dict.h"
16 #include "surf_interface.hpp"
17 #include "surf_routing.hpp"
18 #include "src/surf/PropertyHolder.hpp"
19
20 #include "simgrid/link.h"
21
22 /***********
23  * Classes *
24  ***********/
25
26 namespace simgrid {
27 namespace surf {
28
29 class NetworkModel;
30 class NetworkAction;
31
32 /*************
33  * Callbacks *
34  *************/
35
36
37 /** @brief Callback signal fired when the state of a NetworkAction changes
38  *  Signature: `void(NetworkAction *action, e_surf_action_state_t old, e_surf_action_state_t current)` */
39 XBT_PUBLIC_DATA(simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::NetworkAction*, e_surf_action_state_t, e_surf_action_state_t)>) networkActionStateChangedCallbacks;
40
41 /** @brief Callback signal fired when a NetworkAction is created (when a communication starts)
42  *  Signature: `void(NetworkAction *action, RoutingEdge *src, RoutingEdge *dst, double size, double rate)` */
43 XBT_PUBLIC_DATA(simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::NetworkAction*, simgrid::surf::NetCard *src, simgrid::surf::NetCard *dst, double size, double rate)>) networkCommunicateCallbacks;
44
45 }
46 }
47
48 /*********
49  * Tools *
50  *********/
51 XBT_PUBLIC(void) netlink_parse_init(sg_platf_link_cbarg_t link);
52
53 /*********
54  * Model *
55  *********/
56
57 namespace simgrid {
58 namespace surf {
59
60 /** @ingroup SURF_network_interface
61  * @brief SURF network model interface class
62  * @details A model is an object which handles the interactions between its Resources and its Actions
63  */
64 class NetworkModel : public Model {
65 public:
66   /** @brief Constructor */
67   NetworkModel() : Model() { }
68
69   /** @brief Destructor */
70   ~NetworkModel() {
71         if (p_maxminSystem)
72           lmm_system_free(p_maxminSystem);
73         if (p_actionHeap)
74           xbt_heap_free(p_actionHeap);
75         if (p_modifiedSet)
76           delete p_modifiedSet;
77   }
78
79   /**
80    * @brief Create a Link
81    *
82    * @param name The name of the Link
83    * @param bw_initial The initial bandwidth of the Link in bytes per second
84    * @param bw_trace The trace associated to the Link bandwidth
85    * @param lat_initial The initial latency of the Link in seconds
86    * @param lat_trace The trace associated to the Link latency
87    * @param state_initial The initial Link (state)[e_surf_resource_state_t]
88    * @param state_trace The trace associated to the Link (state)[e_surf_resource_state_t]
89    * @param policy The sharing policy of the Link
90    * @param properties Dictionary of properties associated to this Resource
91    * @return The created Link
92    */
93   virtual Link* createLink(const char *name,
94                                    double bw_initial,
95                                    tmgr_trace_t bw_trace,
96                                    double lat_initial,
97                                    tmgr_trace_t lat_trace,
98                                    int initiallyOn,
99                                    tmgr_trace_t state_trace,
100                                    e_surf_link_sharing_policy_t policy,
101                                    xbt_dict_t properties)=0;
102
103   /**
104    * @brief Create a communication between two hosts.
105    * @details It makes calls to the routing part, and execute the communication
106    * between the two end points.
107    *
108    * @param src The source of the communication
109    * @param dst The destination of the communication
110    * @param size The size of the communication in bytes
111    * @param rate Allows to limit the transfer rate. Negative value means
112    * unlimited.
113    * @return The action representing the communication
114    */
115   virtual Action *communicate(NetCard *src, NetCard *dst,
116                                            double size, double rate)=0;
117
118   /** @brief Function pointer to the function to use to solve the lmm_system_t
119    *
120    * @param system The lmm_system_t to solve
121    */
122   void (*f_networkSolve)(lmm_system_t) = lmm_solve;
123
124   /**
125    * @brief Get the right multiplicative factor for the latency.
126    * @details Depending on the model, the effective latency when sending
127    * a message might be different from the theoretical latency of the link,
128    * in function of the message size. In order to account for this, this
129    * function gets this factor.
130    *
131    * @param size The size of the message.
132    * @return The latency factor.
133    */
134   virtual double latencyFactor(double size);
135
136   /**
137    * @brief Get the right multiplicative factor for the bandwidth.
138    * @details Depending on the model, the effective bandwidth when sending
139    * a message might be different from the theoretical bandwidth of the link,
140    * in function of the message size. In order to account for this, this
141    * function gets this factor.
142    *
143    * @param size The size of the message.
144    * @return The bandwidth factor.
145    */
146   virtual double bandwidthFactor(double size);
147
148   /**
149    * @brief Get definitive bandwidth.
150    * @details It gives the minimum bandwidth between the one that would
151    * occur if no limitation was enforced, and the one arbitrary limited.
152    * @param rate The desired maximum bandwidth.
153    * @param bound The bandwidth with only the network taken into account.
154    * @param size The size of the message.
155    * @return The new bandwidth.
156    */
157   virtual double bandwidthConstraint(double rate, double bound, double size);
158   double shareResourcesFull(double now);
159 };
160
161 /************
162  * Resource *
163  ************/
164  /** @ingroup SURF_network_interface
165   * @brief SURF network link interface class
166   * @details A Link represents the link between two [hosts](\ref Host)
167   */
168 class Link :
169                 public simgrid::surf::Resource,
170                 public simgrid::surf::PropertyHolder {
171 public:
172   /**
173    * @brief Link constructor
174    *
175    * @param model The NetworkModel associated to this Link
176    * @param name The name of the Link
177    * @param props Dictionary of properties associated to this Link
178    */
179   Link(simgrid::surf::NetworkModel *model, const char *name, xbt_dict_t props);
180
181   /**
182    * @brief Link constructor
183    *
184    * @param model The NetworkModel associated to this Link
185    * @param name The name of the Link
186    * @param props Dictionary of properties associated to this Link
187    * @param constraint The lmm constraint associated to this Cpu if it is part of a LMM component
188    * @param history [TODO]
189    * @param state_trace [TODO]
190    */
191   Link(simgrid::surf::NetworkModel *model, const char *name, xbt_dict_t props,
192               lmm_constraint_t constraint,
193               tmgr_history_t history,
194               tmgr_trace_t state_trace);
195
196   /* Link destruction logic */
197   /**************************/
198 protected:
199   ~Link();
200 public:
201         void destroy(); // Must be called instead of the destructor
202 private:
203         bool currentlyDestroying_ = false;
204
205 public:
206   /** @brief Callback signal fired when a new Link is created.
207    *  Signature: void(Link*) */
208   static simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::Link*)> onCreation;
209
210   /** @brief Callback signal fired when a Link is destroyed.
211    *  Signature: void(Link*) */
212   static simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::Link*)> onDestruction;
213
214   /** @brief Callback signal fired when the state of a Link changes
215    *  Signature: `void(LinkAction *action, int previouslyOn, int currentlyOn)` */
216   static simgrid::xbt::signal<void(simgrid::surf::Link*, int, int)> onStateChange;
217
218
219   /** @brief Get the bandwidth in bytes per second of current Link */
220   virtual double getBandwidth();
221
222   /** @brief Update the bandwidth in bytes per second of current Link */
223   virtual void updateBandwidth(double value, double date=surf_get_clock())=0;
224
225   /** @brief Get the latency in seconds of current Link */
226   virtual double getLatency();
227
228   /** @brief Update the latency in seconds of current Link */
229   virtual void updateLatency(double value, double date=surf_get_clock())=0;
230
231   /** @brief The sharing policy is a @{link #e_surf_link_sharing_policy_t} (0: FATPIPE, 1: SHARED, 2: FULLDUPLEX) */
232   virtual int sharingPolicy();
233
234   /** @brief Check if the Link is used */
235   bool isUsed() override;
236
237   void turnOn() override;
238   void turnOff() override;
239
240   /* Using this object with the public part of
241     model does not make sense */
242   double m_latCurrent = 0;
243   tmgr_trace_event_t p_latEvent = NULL;
244
245   /* LMM */
246   tmgr_trace_event_t p_stateEvent = NULL;
247   s_surf_metric_t p_speed;
248
249   /* User data */
250 public:
251   void *getData()        { return userData;}
252   void  setData(void *d) { userData=d;}
253 private:
254   void *userData = NULL;
255
256   /* List of all links */
257 private:
258   static boost::unordered_map<std::string, Link *> *links;
259 public:
260   static Link *byName(const char* name);
261   static int linksCount();
262   static Link **linksList();
263   static void linksExit();
264 };
265
266 /**********
267  * Action *
268  **********/
269 /** @ingroup SURF_network_interface
270  * @brief SURF network action interface class
271  * @details A NetworkAction represents a communication between two [hosts](\ref Host)
272  */
273 class NetworkAction : public simgrid::surf::Action {
274 public:
275   /** @brief Constructor
276    *
277    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
278    * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
279    * @param failed [description]
280    */
281   NetworkAction(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed)
282   : simgrid::surf::Action(model, cost, failed) {}
283
284   /**
285    * @brief NetworkAction constructor
286    *
287    * @param model The NetworkModel associated to this NetworkAction
288    * @param cost The cost of this  NetworkAction in [TODO]
289    * @param failed [description]
290    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a
291    * LMM component
292    */
293   NetworkAction(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var)
294   : simgrid::surf::Action(model, cost, failed, var) {};
295
296   void setState(e_surf_action_state_t state);
297
298 #ifdef HAVE_LATENCY_BOUND_TRACKING
299   /**
300    * @brief Check if the action is limited by latency.
301    *
302    * @return 1 if action is limited by latency, 0 otherwise
303    */
304   virtual int getLatencyLimited() {return m_latencyLimited;}
305 #endif
306
307   double m_latency;
308   double m_latCurrent;
309   double m_weight;
310   double m_rate;
311   const char* p_senderLinkName;
312   double m_senderSize;
313   xbt_fifo_item_t p_senderFifoItem;
314 #ifdef HAVE_LATENCY_BOUND_TRACKING
315   int m_latencyLimited;
316 #endif
317
318 };
319
320 }
321 }
322
323 #endif /* SURF_NETWORK_INTERFACE_HPP_ */
324
325