src/surf/surf_interface.hpp

   1 /* Copyright (c) 2004-2016. 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 #ifndef SURF_MODEL_H_
   7 #define SURF_MODEL_H_
   8
   9 #include <xbt.h>
  10 #include <string>
  11 #include <vector>
  12 #include <memory>
  13 #include <utility>
  14
  15 #include <boost/function.hpp>
  16 #include <boost/intrusive/list.hpp>
  17
  18 #include <xbt/signal.hpp>
  19
  20 #include "xbt/lib.h"
  21 #include "surf/surf_routing.h"
  22 #include "simgrid/platf_interface.h"
  23 #include "surf/surf.h"
  24 #include "src/surf/surf_private.h"
  25 #include "src/internal_config.h"
  26
  27 #define NO_MAX_DURATION -1.0
  28
  29 /*********
  30  * Utils *
  31  *********/
  32
  33 /* user-visible parameters */
  34 extern XBT_PRIVATE double sg_tcp_gamma;
  35 extern XBT_PRIVATE double sg_sender_gap;
  36 extern XBT_PRIVATE double sg_latency_factor;
  37 extern XBT_PRIVATE double sg_bandwidth_factor;
  38 extern XBT_PRIVATE double sg_weight_S_parameter;
  39 extern XBT_PRIVATE int sg_network_crosstraffic;
  40 extern XBT_PRIVATE xbt_dynar_t surf_path;
  41
  42 extern "C" {
  43 XBT_PUBLIC(double) surf_get_clock(void);
  44 }
  45
  46 extern XBT_PRIVATE double sg_sender_gap;
  47
  48 namespace simgrid {
  49 namespace surf {
  50
  51 extern XBT_PRIVATE simgrid::xbt::signal<void(void)> surfExitCallbacks;
  52
  53 }
  54 }
  55
  56 int XBT_PRIVATE __surf_is_absolute_file_path(const char *file_path);
  57
  58 /***********
  59  * Classes *
  60  ***********/
  61
  62 enum heap_action_type{
  63   LATENCY = 100,
  64   MAX_DURATION,
  65   NORMAL,
  66   NOTSET
  67 };
  68
  69 /*********
  70  * Trace *
  71  *********/
  72 /* For the trace and trace:connect tag (store their content till the end of the parsing) */
  73 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) traces_set_list;
  74 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_host_speed;
  75 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_link_avail;
  76 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_link_bw;
  77 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dict_t) trace_connect_list_link_lat;
  78
  79 /**********
  80  * Action *
  81  **********/
  82
  83 XBT_PRIVATE void surf_action_lmm_update_index_heap(void *action, int i);
  84
  85 XBT_PUBLIC_DATA(xbt_dynar_t) all_existing_models;
  86
  87 namespace simgrid {
  88 namespace surf {
  89
  90 /** @ingroup SURF_interface
  91  * @brief SURF action interface class
  92  * @details An action is an event generated by a resource (e.g.: a communication for the network)
  93  */
  94 XBT_PUBLIC_CLASS Action {
  95 public:
  96   boost::intrusive::list_member_hook<> action_hook;
  97   boost::intrusive::list_member_hook<> action_lmm_hook;
  98   typedef boost::intrusive::member_hook<
  99     Action, boost::intrusive::list_member_hook<>, &Action::action_hook> ActionOptions;
 100   typedef boost::intrusive::list<Action, ActionOptions> ActionList;
 101 private:
 102   /**
 103    * @brief Common initializations for the constructors
 104    */
 105   void initialize(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed,
 106                   lmm_variable_t var = NULL);
 107
 108 public:
 109   /**
 110    * @brief Action constructor
 111    *
 112    * @param model The Model associated to this Action
 113    * @param cost The cost of the Action
 114    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 115    */
 116   Action(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed);
 117
 118   /**
 119    * @brief Action constructor
 120    *
 121    * @param model The Model associated to this Action
 122    * @param cost The cost of the Action
 123    * @param failed If the action is impossible (e.g.: execute something on a switched off host)
 124    * @param var The lmm variable associated to this Action if it is part of a LMM component
 125    */
 126   Action(simgrid::surf::Model *model, double cost, bool failed, lmm_variable_t var);
 127
 128   /** @brief Destructor */
 129   virtual ~Action();
 130
 131   /** @brief Mark that the action is now finished */
 132   void finish();
 133
 134   /** @brief Get the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action */
 135   e_surf_action_state_t getState(); /**< get the state*/
 136   /** @brief Set the [state](\ref e_surf_action_state_t) of the current Action */
 137   virtual void setState(e_surf_action_state_t state);
 138
 139   /** @brief Get the bound of the current Action */
 140   double getBound();
 141   /** @brief Set the bound of the current Action */
 142   void setBound(double bound);
 143
 144   /** @brief Get the start time of the current action */
 145   double getStartTime();
 146   /** @brief Get the finish time of the current action */
 147   double getFinishTime();
 148
 149   /** @brief Get the user data associated to the current action */
 150   void *getData() {return p_data;}
 151   /** @brief Set the user data associated to the current action */
 152   void setData(void* data);
 153
 154   /** @brief Get the cost of the current action */
 155   double getCost() {return m_cost;}
 156   /** @brief Set the cost of the current action */
 157   void setCost(double cost) {m_cost = cost;}
 158
 159   /** @brief Update the maximum duration of the current action
 160    *  @param delta Amount to remove from the MaxDuration */
 161   void updateMaxDuration(double delta) {double_update(&m_maxDuration, delta,sg_surf_precision);}
 162
 163   /** @brief Update the remaining time of the current action
 164    *  @param delta Amount to remove from the remaining time */
 165   void updateRemains(double delta) {double_update(&m_remains, delta, sg_maxmin_precision*sg_surf_precision);}
 166
 167   /** @brief Set the remaining time of the current action */
 168   void setRemains(double value) {m_remains = value;}
 169   /** @brief Get the remaining time of the current action after updating the resource */
 170   virtual double getRemains();
 171   /** @brief Get the remaining time of the current action without updating the resource */
 172   double getRemainsNoUpdate();
 173
 174   /** @brief Set the finish time of the current action */
 175   void setFinishTime(double value) {m_finish = value;}
 176
 177   /**@brief Add a reference to the current action (refcounting) */
 178   void ref();
 179   /** @brief Unref that action (and destroy it if refcount reaches 0)
 180    *  @return true if the action was destroyed and false if someone still has references on it
 181    */
 182   virtual int unref();
 183
 184   /** @brief Cancel the current Action if running */
 185   virtual void cancel();
 186
 187   /** @brief Suspend the current Action */
 188   virtual void suspend();
 189
 190   /** @brief Resume the current Action */
 191   virtual void resume();
 192
 193   /** @brief Returns true if the current action is running */
 194   virtual bool isSuspended();
 195
 196   /** @brief Get the maximum duration of the current action */
 197   double getMaxDuration() {return m_maxDuration;}
 198   /** @brief Set the maximum duration of the current Action */
 199   virtual void setMaxDuration(double duration);
 200
 201   /** @brief Get the tracing category associated to the current action */
 202   char *getCategory() {return p_category;}
 203   /** @brief Set the tracing category of the current Action */
 204   void setCategory(const char *category);
 205
 206   /** @brief Get the priority of the current Action */
 207   double getPriority() {return m_priority;};
 208   /** @brief Set the priority of the current Action */
 209   virtual void setPriority(double priority);
 210
 211   /** @brief Get the state set in which the action is */
 212   ActionList* getStateSet() {return p_stateSet;};
 213
 214   s_xbt_swag_hookup_t p_stateHookup = {NULL,NULL};
 215
 216   simgrid::surf::Model *getModel() {return p_model;}
 217
 218 protected:
 219   ActionList* p_stateSet;
 220   double m_priority = 1.0; /**< priority (1.0 by default) */
 221   int    m_refcount = 1;
 222   double m_remains; /**< How much of that cost remains to be done in the currently running task */
 223   double m_maxDuration = NO_MAX_DURATION; /*< max_duration (may fluctuate until the task is completed) */
 224   double m_finish = -1; /**< finish time : this is modified during the run and fluctuates until the task is completed */
 225
 226 private:
 227   double m_start; /**< start time  */
 228   char *p_category = NULL;            /**< tracing category for categorized resource utilization monitoring */
 229
 230   #ifdef HAVE_LATENCY_BOUND_TRACKING
 231   int m_latencyLimited;               /**< Set to 1 if is limited by latency, 0 otherwise */
 232   #endif
 233   double    m_cost;
 234   simgrid::surf::Model *p_model;
 235   void *p_data = NULL; /**< for your convenience */
 236
 237   /* LMM */
 238 public:
 239   virtual void updateRemainingLazy(double now);
 240   void heapInsert(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 241   void heapRemove(xbt_heap_t heap);
 242   void heapUpdate(xbt_heap_t heap, double key, enum heap_action_type hat);
 243   void updateIndexHeap(int i);
 244   lmm_variable_t getVariable() {return p_variable;}
 245   double getLastUpdate() {return m_lastUpdate;}
 246   void refreshLastUpdate() {m_lastUpdate = surf_get_clock();}
 247   enum heap_action_type getHat() {return m_hat;}
 248   bool is_linked() {return action_lmm_hook.is_linked();}
 249   void gapRemove();
 250
 251 protected:
 252   lmm_variable_t p_variable;
 253   double m_lastValue = 0;
 254   double m_lastUpdate = 0;
 255   int m_suspended = 0;
 256   int m_indexHeap;
 257   enum heap_action_type m_hat = NOTSET;
 258 };
 259
 260 typedef Action::ActionList ActionList;
 261
 262 typedef boost::intrusive::member_hook<
 263   Action, boost::intrusive::list_member_hook<>, &Action::action_lmm_hook> ActionLmmOptions;
 264 typedef boost::intrusive::list<Action, ActionLmmOptions> ActionLmmList;
 265 typedef ActionLmmList* ActionLmmListPtr;
 266
 267 /*********
 268  * Model *
 269  *********/
 270
 271 /** @ingroup SURF_interface
 272  * @brief SURF model interface class
 273  * @details A model is an object which handle the interactions between its Resources and its Actions
 274  */
 275 XBT_PUBLIC_CLASS Model {
 276 public:
 277   Model();
 278   virtual ~Model();
 279
 280   virtual void addTraces() =0;
 281
 282   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *ready* state */
 283   virtual ActionList* getReadyActionSet() {return p_readyActionSet;}
 284
 285   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *running* state */
 286   virtual ActionList* getRunningActionSet() {return p_runningActionSet;}
 287
 288   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *failed* state */
 289   virtual ActionList* getFailedActionSet() {return p_failedActionSet;}
 290
 291   /** @brief Get the set of [actions](@ref Action) in *done* state */
 292   virtual ActionList* getDoneActionSet() {return p_doneActionSet;}
 293
 294   /** @brief Get the set of modified [actions](@ref Action) */
 295   virtual ActionLmmListPtr getModifiedSet() {return p_modifiedSet;}
 296
 297   /** @brief Get the maxmin system of the current Model */
 298   lmm_system_t getMaxminSystem() {return p_maxminSystem;}
 299
 300   /**
 301    * @brief Get the update mechanism of the current Model
 302    * @see e_UM_t
 303    */
 304   e_UM_t getUpdateMechanism() {return p_updateMechanism;}
 305
 306   /** @brief Get Action heap */
 307   xbt_heap_t getActionHeap() {return p_actionHeap;}
 308
 309   /**
 310    * @brief Share the resources between the actions
 311    *
 312    * @param now The current time of the simulation
 313    * @return The delta of time till the next action will finish
 314    */
 315   virtual double shareResources(double now);
 316   virtual double shareResourcesLazy(double now);
 317   virtual double shareResourcesFull(double now);
 318   double shareResourcesMaxMin(ActionList* running_actions,
 319                                       lmm_system_t sys,
 320                                       void (*solve) (lmm_system_t));
 321
 322   /**
 323    * @brief Update action to the current time
 324    *
 325    * @param now The current time of the simulation
 326    * @param delta The delta of time since the last update
 327    */
 328   virtual void updateActionsState(double now, double delta);
 329   virtual void updateActionsStateLazy(double now, double delta);
 330   virtual void updateActionsStateFull(double now, double delta);
 331
 332   /** @brief Returns whether this model have an idempotent shareResource()
 333    *
 334    * The only model that is not is NS3: computing the next timestamp moves the model up to that point,
 335    * so we need to call it only when the next timestamp of other sources is computed.
 336    */
 337   virtual bool shareResourcesIsIdempotent()=0;
 338
 339 protected:
 340   ActionLmmListPtr p_modifiedSet;
 341   lmm_system_t p_maxminSystem = nullptr;
 342   e_UM_t p_updateMechanism = UM_UNDEFINED;
 343   int m_selectiveUpdate;
 344   xbt_heap_t p_actionHeap;
 345
 346 private:
 347   ActionList* p_readyActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_READY */
 348   ActionList* p_runningActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_RUNNING */
 349   ActionList* p_failedActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_FAILED */
 350   ActionList* p_doneActionSet; /**< Actions in state SURF_ACTION_DONE */
 351 };
 352
 353 }
 354 }
 355
 356 /************
 357  * Resource *
 358  ************/
 359
 360 /** @ingroup SURF_interface
 361  * @brief Resource which have a metric handled by a maxmin system
 362  */
 363 typedef struct {
 364   double peak;              /**< The peak of the metric, ie its max value */
 365   double scale;             /**< Current availability of the metric according to the traces, in [0,1] */
 366   tmgr_trace_iterator_t event; /**< The associated trace event associated to the metric */
 367 } s_surf_metric_t;
 368
 369 namespace simgrid {
 370 namespace surf {
 371
 372 /** @ingroup SURF_interface
 373  * @brief SURF resource interface class
 374  * @details A resource represent an element of a component (e.g.: a link for the network)
 375  */
 376 XBT_PUBLIC_CLASS Resource {
 377 public:
 378   /**
 379    * @brief Constructor of non-LMM Resources
 380    *
 381    * @param model Model associated to this Resource
 382    * @param name The name of the Resource
 383    */
 384   Resource(Model *model, const char *name);
 385
 386   /**
 387    * @brief Constructor of LMM Resources
 388    *
 389    * @param model Model associated to this Resource
 390    * @param name The name of the Resource
 391    * @param constraint The lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component
 392    */
 393   Resource(Model *model, const char *name, lmm_constraint_t constraint);
 394
 395   Resource(Model *model, const char *name, lmm_constraint_t constraint, int initiallyOn);
 396
 397   /**
 398    * @brief Resource constructor
 399    *
 400    * @param model Model associated to this Resource
 401    * @param name The name of the Resource
 402    * @param initiallyOn the initial state of the Resource
 403    */
 404   Resource(Model *model, const char *name, int initiallyOn);
 405
 406   virtual ~Resource();
 407
 408   /** @brief Get the Model of the current Resource */
 409   Model *getModel();
 410
 411   /** @brief Get the name of the current Resource */
 412   const char *getName();
 413
 414   /**
 415    * @brief Update the state of the current Resource
 416    * @details [TODO]
 417    *
 418    * @param event_type [TODO]
 419    * @param value [TODO]
 420    * @param date [TODO]
 421    */
 422   virtual void updateState(tmgr_trace_iterator_t event_type, double value, double date)=0;
 423
 424   /** @brief Check if the current Resource is used (if it currently serves an action) */
 425   virtual bool isUsed()=0;
 426
 427   /** @brief Check if the current Resource is active */
 428   virtual bool isOn();
 429   /** @brief Check if the current Resource is shut down */
 430   virtual bool isOff();
 431   /** @brief Turn on the current Resource */
 432   virtual void turnOn();
 433   /** @brief Turn off the current Resource */
 434   virtual void turnOff();
 435
 436 private:
 437   const char *p_name;
 438   Model *p_model;
 439   bool m_isOn;
 440
 441 public: /* LMM */
 442   /** @brief Get the lmm constraint associated to this Resource if it is part of a LMM component */
 443   lmm_constraint_t getConstraint();
 444 protected:
 445   lmm_constraint_t p_constraint = nullptr;
 446 };
 447
 448 }
 449 }
 450
 451 #endif /* SURF_MODEL_H_ */