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()
  45 {
  46   lmm_system_free(maxminSystem_);
  47   maxminSystem_ = nullptr;
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  51   : CpuModel()
  52   , hostModel_(hmodel)
  53   {
  54     maxminSystem_ = sys;
  55   }
  56 CpuL07Model::~CpuL07Model() = default;
  57
  58 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  59   : NetworkModel()
  60   , hostModel_(hmodel)
  61   {
  62     maxminSystem_ = sys;
  63     loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  64   }
  65 NetworkL07Model::~NetworkL07Model() = default;
  66
  67
  68 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  69 {
  70   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  71   ActionList::iterator it(getRunningActionSet()->begin());
  72   ActionList::iterator itend(getRunningActionSet()->end());
  73   for (; 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   ActionList::iterator it(actionSet->begin());
  90   ActionList::iterator itNext = it;
  91   ActionList::iterator itend(actionSet->end());
  92
  93   for (; it != itend; it = itNext) {
  94     ++itNext;
  95     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  96     if (action->latency_ > 0) {
  97       if (action->latency_ > delta) {
  98         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
  99       } else {
 100         action->latency_ = 0.0;
 101       }
 102       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 103         action->updateBound();
 104         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 105       }
 106     }
 107     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 108            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 109     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 110
 111     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 112       action->updateMaxDuration(delta);
 113
 114     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 115
 116     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 117      *  - The amount of remaining work reached 0
 118      *  - The max duration was reached
 119      * If it's not done, it may have failed.
 120      */
 121
 122     if (((action->getRemains() <= 0) && (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) ||
 123         ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) && (action->getMaxDuration() <= 0))) {
 124       action->finish();
 125       action->setState(Action::State::done);
 126     } else {
 127       /* Need to check that none of the model has failed */
 128       int i = 0;
 129       lmm_constraint_t cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 130       while (cnst != nullptr) {
 131         i++;
 132         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 133         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 134           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 135           action->finish();
 136           action->setState(Action::State::failed);
 137           break;
 138         }
 139         cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
 140       }
 141     }
 142   }
 143 }
 144
 145 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 146                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 147   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 148 }
 149
 150 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 151                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 152   : CpuAction(model, 1, 0)
 153   , computationAmount_(flops_amount)
 154   , communicationAmount_(bytes_amount)
 155   , rate_(rate)
 156 {
 157   int nb_link = 0;
 158   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 159   double latency = 0.0;
 160
 161   this->hostList_->reserve(host_nb);
 162   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 163     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 164
 165   /* Compute the number of affected resources... */
 166   if(bytes_amount != nullptr) {
 167     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 168
 169     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 170       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 171
 172         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 173           double lat=0.0;
 174
 175           std::vector<LinkImpl*> route;
 176           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 177           latency = MAX(latency, lat);
 178
 179           for (auto link : route)
 180             affected_links.insert(link->cname());
 181         }
 182       }
 183     }
 184
 185     nb_link = affected_links.size();
 186   }
 187
 188   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 189     if (flops_amount[i] > 0)
 190       nb_used_host++;
 191
 192   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 193   this->latency_ = latency;
 194
 195   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 196       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 197       host_nb + nb_link);
 198
 199   if (this->latency_ > 0)
 200     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 201
 202   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 203     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->constraint(), this->getVariable(), flops_amount[i]);
 204
 205   if(bytes_amount != nullptr) {
 206     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 207       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 208         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 209           std::vector<LinkImpl*> route;
 210           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, nullptr);
 211
 212           for (auto link : route)
 213             lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->constraint(), this->getVariable(),
 214                            bytes_amount[i * host_nb + j]);
 215         }
 216       }
 217     }
 218   }
 219
 220   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 221     this->setCost(1.0);
 222     this->setRemains(0.0);
 223   }
 224   xbt_free(host_list);
 225 }
 226
 227 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 228 {
 229   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 230   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 231   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 232
 233   host_list[0]    = src;
 234   host_list[1]    = dst;
 235   bytes_amount[1] = size;
 236
 237   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 238 }
 239
 240 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 241 {
 242   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 243 }
 244
 245 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
 246                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 247 {
 248   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 249 }
 250
 251 /************
 252  * Resource *
 253  ************/
 254
 255 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 256     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
 257           core)
 258 {
 259 }
 260
 261 CpuL07::~CpuL07()=default;
 262
 263 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
 264                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 265     : LinkImpl(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 266 {
 267   bandwidth_.peak = bandwidth;
 268   latency_.peak   = latency;
 269
 270   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 271     lmm_constraint_shared(constraint());
 272
 273   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 274 }
 275
 276 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 277 {
 278   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 279   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 280
 281   host_list[0] = getHost();
 282   flops_amount[0] = size;
 283
 284   return static_cast<CpuL07Model*>(model())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 285 }
 286
 287 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 288 {
 289   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 290   action->maxDuration_ = duration;
 291   action->suspended_ = 2;
 292   lmm_update_variable_weight(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 293
 294   return action;
 295 }
 296
 297 bool CpuL07::isUsed(){
 298   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 299 }
 300
 301 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 302 void CpuL07::onSpeedChange() {
 303   lmm_variable_t var = nullptr;
 304   lmm_element_t elem = nullptr;
 305
 306   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 307   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 308     Action* action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 309
 310     lmm_update_variable_bound(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 311     }
 312
 313   Cpu::onSpeedChange();
 314 }
 315
 316
 317 bool LinkL07::isUsed(){
 318   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
 319 }
 320
 321 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 322   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", cname(), this, value);
 323   if (triggered == speed_.event) {
 324     speed_.scale = value;
 325     onSpeedChange();
 326     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 327
 328   } else if (triggered == stateEvent_) {
 329     if (value > 0)
 330       turnOn();
 331     else
 332       turnOff();
 333     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 334
 335   } else {
 336     xbt_die("Unknown event!\n");
 337   }
 338 }
 339
 340 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 341   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", cname(), this, value);
 342   if (triggered == bandwidth_.event) {
 343     setBandwidth(value);
 344     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 345
 346   } else if (triggered == latency_.event) {
 347     setLatency(value);
 348     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 349
 350   } else if (triggered == stateEvent_) {
 351     if (value > 0)
 352       turnOn();
 353     else
 354       turnOff();
 355     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 356
 357   } else {
 358     xbt_die("Unknown event ! \n");
 359   }
 360 }
 361
 362 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 363 {
 364   bandwidth_.peak = value;
 365   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 366 }
 367
 368 void LinkL07::setLatency(double value)
 369 {
 370   lmm_variable_t var = nullptr;
 371   L07Action *action;
 372   lmm_element_t elem = nullptr;
 373
 374   latency_.peak = value;
 375   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
 376     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 377     action->updateBound();
 378   }
 379 }
 380 LinkL07::~LinkL07() = default;
 381
 382 /**********
 383  * Action *
 384  **********/
 385
 386 L07Action::~L07Action(){
 387   delete hostList_;
 388   free(communicationAmount_);
 389   free(computationAmount_);
 390 }
 391
 392 void L07Action::updateBound()
 393 {
 394   double lat_current = 0.0;
 395
 396   int hostNb = hostList_->size();
 397
 398   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 399     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 400       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 401
 402         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 403           double lat = 0.0;
 404           std::vector<LinkImpl*> route;
 405           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
 406
 407           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 408         }
 409       }
 410     }
 411   }
 412   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 413   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 414   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 415     if (rate_ < 0)
 416       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 417     else
 418       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 419   }
 420 }
 421
 422 int L07Action::unref()
 423 {
 424   refcount_--;
 425   if (!refcount_) {
 426     if (action_hook.is_linked())
 427       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 428     if (getVariable())
 429       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 430     delete this;
 431     return 1;
 432   }
 433   return 0;
 434 }
 435
 436 }
 437 }