src/surf/gtnets/gtnets_simulator.cc

   1 /*      $Id$     */
   2 /* Copyright (c) 2007 Kayo Fujiwara. 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 "gtnets_simulator.h"
   8 #include "gtnets_topology.h"
   9 #include <map>
  10 #include <vector>
  11 #ifdef DEBUG0
  12         #undef DEBUG0
  13 #endif
  14 #include "xbt/log.h"
  15 #include "xbt/asserts.h"
  16
  17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_network_gtnets_simulator, surf_network_gtnets,
  18                                 "Logging specific to the SURF network GTNetS simulator");
  19
  20
  21 using namespace std;
  22
  23 static vector<void*> meta_flows;
  24 static int* meta_nflow;
  25 static int meta_flg = 0;
  26
  27
  28 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time);
  29
  30 // Constructor.
  31 // TODO: check the default values.
  32 GTSim::GTSim(){
  33   int wsize = 20000;
  34   is_topology_ = 0;
  35   nflow_ = 0;
  36   sim_ = new Simulator();
  37   topo_ = new GTNETS_Topology();
  38
  39   sim_->verbose=false;
  40   // Set default values.
  41   TCP::DefaultAdvWin(wsize);
  42   TCP::DefaultSegSize(1000);
  43   TCP::DefaultTxBuffer(128000);
  44   TCP::DefaultRxBuffer(128000);
  45
  46   // Manual routing
  47   rm_ = new RoutingManual();
  48   Routing::SetRouting(rm_);
  49 }
  50
  51 GTSim::~GTSim(){
  52
  53   map<int, Linkp2p*>::iterator it;
  54   for (it = gtnets_links_.begin(); it != gtnets_links_.end(); it++){
  55     delete it->second;
  56   }
  57   while (!gtnets_links_.empty())
  58     gtnets_links_.erase(gtnets_links_.begin());
  59
  60   map<int, Node*>::iterator it3;
  61   for (it3 = gtnets_nodes_.begin(); it3 != gtnets_nodes_.end(); it3++){
  62     delete it3->second;
  63   }
  64   while (!gtnets_nodes_.empty())
  65     gtnets_nodes_.erase(gtnets_nodes_.begin());
  66
  67   map<int, TCPServer*>::iterator it4;
  68   for (it4 = gtnets_servers_.begin(); it4 != gtnets_servers_.end(); it4++){
  69     delete it4->second;
  70   }
  71   while (!gtnets_servers_.empty())
  72     gtnets_servers_.erase(gtnets_servers_.begin());
  73
  74   map<int, TCPSend*>::iterator it5;
  75   for (it5 = gtnets_clients_.begin(); it5 != gtnets_clients_.end(); it5++){
  76     delete it5->second;
  77   }
  78   while (!gtnets_clients_.empty())
  79     gtnets_clients_.erase(gtnets_clients_.begin());
  80
  81   is_topology_ = 0;
  82   delete sim_;
  83   delete topo_;
  84   delete rm_;
  85   sim_ = 0;
  86   topo_ = 0;
  87   rm_ = 0;
  88 }
  89
  90 int GTSim::add_router(int id){
  91   xbt_assert1(!(topo_->add_router(id) < 0), "can't add router %d. already exists", id);
  92 }
  93
  94 //bandwidth: in bytes.
  95 //latency: in seconds.
  96 int GTSim::add_link(int id, double bandwidth, double latency){
  97   double bw = bandwidth * 8; //Bandwidth in bits (used in GTNETS).
  98   xbt_assert1(!(topo_->add_link(id) < 0),"Can't add link %d. already exists", id);
  99   DEBUG3("Creating a new P2P, linkid %d, bandwidth %gl, latency %gl", id, bandwidth, latency);
 100   gtnets_links_[id] = new Linkp2p(bw, latency);
 101   return 0;
 102 }
 103
 104 // if gtnets_nodes_ includes id, return true, otherwise return false.
 105 bool GTSim::node_include(int id){
 106   if (gtnets_nodes_.find(id) != gtnets_nodes_.end()) return true;
 107   else return false;
 108 }
 109
 110 // if gtnets_link_ includes id, return true, otherwise return false.
 111 bool GTSim::link_include(int id){
 112   if (gtnets_links_.find(id) != gtnets_links_.end()) return true;
 113   else return false;
 114 }
 115
 116 int GTSim::add_onehop_route(int src, int dst, int link){
 117   xbt_assert3(!(topo_->add_onehop_route(src, dst, link) < 0), "Cannot add a route, src: %d, dst: %d, link: %d", src, dst, link);
 118   return 0;
 119 }
 120
 121 // Generate the gtnets nodes according to topo_.
 122 void GTSim::add_nodes(){
 123   static unsigned int address = IPAddr("192.168.0.1");
 124   IPAddr helper = IPAddr();
 125   vector<GTNETS_Node*> nodes = topo_->nodes();
 126   vector<GTNETS_Node*>::iterator it;
 127   int id;
 128   for (it = nodes.begin(); it != nodes.end(); it++){
 129     id = (*it)->id();
 130     gtnets_nodes_[id] = new Node();
 131     gtnets_nodes_[id]->SetIPAddr(address++);
 132     DEBUG2("In GTSim, add_node: %d, with IPAddr %s", id, helper.ToDotted(address-1));
 133
 134   }
 135 }
 136
 137 void GTSim::node_connect(){
 138
 139   map<int, GTNETS_Link*> links = topo_->links();
 140   map<int, GTNETS_Link*>::iterator it;
 141   int linkid, srcid, dstid;
 142   for (it = links.begin(); it != links.end(); it++){
 143     linkid = it->second->id();
 144     //if link is used in a route, connect the two nodes.
 145     if (it->second->src_node() && it->second->dst_node()){
 146
 147       srcid = it->second->src_node()->id();
 148       dstid = it->second->dst_node()->id();
 149
 150       gtnets_nodes_[srcid]->
 151         AddDuplexLink(gtnets_nodes_[dstid], *(gtnets_links_[linkid]));
 152     DEBUG3("Setting DuplexLink, src %d, dst %d, linkid %d", srcid, dstid, linkid);
 153     }
 154   }
 155 }
 156
 157 // Create nodes and routes from the temporary topology, GTNETS_Topolgy.
 158 void GTSim::create_gtnets_topology(){
 159   add_nodes();
 160   node_connect();
 161 }
 162
 163 void GTSim::print_topology(){
 164   topo_->print_topology();
 165 }
 166
 167 // Add a route that includes more than one hop. All one hop
 168 // routes must have been added. When this function is called
 169 // for the first time, all gtnets nodes are generated.
 170 int GTSim::add_route(int src, int dst, int* links, int nlink){
 171   if (is_topology_ == 0){
 172     create_gtnets_topology();
 173     is_topology_ = 1;
 174   }
 175
 176   IPAddr_t mymask = IPAddr("255.255.255.255");
 177
 178   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 179   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 180
 181   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(src_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", src_node);
 182   xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(dst_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", dst_node);
 183
 184   Node* tmpsrc = gtnets_nodes_[src_node];
 185   Node* tmpdst = gtnets_nodes_[dst_node];
 186
 187   int next_node, cur_node;
 188
 189   cur_node = src_node;
 190   for (int i = 0; i < nlink; i++){
 191         xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(cur_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", cur_node);
 192     next_node = topo_->peer_node_id(links[i], cur_node);
 193     xbt_assert0(!(next_node < 0), "Peer node not found");
 194     xbt_assert1(!(gtnets_nodes_.find(next_node) == gtnets_nodes_.end()), "Node %d not found", next_node);
 195
 196     //add route
 197     Node* tmpcur = gtnets_nodes_[cur_node];
 198     Node* tmpnext = gtnets_nodes_[next_node];
 199
 200     tmpcur->AddRoute(tmpdst->GetIPAddr(),
 201                      mymask,
 202                      tmpcur->GetIfByNode(tmpnext),
 203                      tmpnext->GetIPAddr());
 204
 205     tmpnext->AddRoute(tmpsrc->GetIPAddr(),
 206                       mymask,
 207                       tmpnext->GetIfByNode(tmpcur),
 208                       tmpcur->GetIPAddr());
 209
 210     cur_node = next_node;
 211   }
 212
 213   xbt_assert2(!(cur_node != dst_node), "Route inconsistency, last: %d, dst: %d",cur_node, dst_node);
 214
 215   return 0;
 216 }
 217
 218
 219
 220 int GTSim::create_flow(int src, int dst, long datasize, void* metadata){
 221   //if no route with more than one links, topology has not been generated.
 222   //generate it here.
 223   if (is_topology_ == 0){
 224     create_gtnets_topology();
 225     is_topology_ = 1;
 226   }
 227
 228   int src_node = topo_->nodeid_from_hostid(src);
 229   xbt_assert1(!(src_node < 0), "Src %d not found", src_node);
 230
 231   int dst_node = topo_->nodeid_from_hostid(dst);
 232   xbt_assert1(!(dst_node < 0), "Dst %d not found", dst_node);
 233
 234   gtnets_servers_[nflow_] = (TCPServer*) gtnets_nodes_[dst_node]->
 235        AddApplication(TCPServer(TCPReno()));
 236   gtnets_servers_[nflow_]->BindAndListen(1000+nflow_);
 237
 238   gtnets_clients_[nflow_] = (TCPSend*)gtnets_nodes_[src_node]->
 239     AddApplication(TCPSend(metadata, gtnets_nodes_[dst_node]->GetIPAddr(),
 240                            1000+nflow_, Constant(datasize), TCPReno()));
 241   gtnets_clients_[nflow_]->SetSendCallBack(tcp_sent_callback);
 242   gtnets_clients_[nflow_]->Start(0);
 243
 244   gtnets_action_to_flow_[metadata] = nflow_;
 245   nflow_++;
 246
 247   return 0;
 248 }
 249
 250 Time_t GTSim::get_time_to_next_flow_completion(){
 251   int status;
 252   Time_t t1;
 253   int pfds[2];
 254   int soon_pid=-1;
 255   meta_flg=0;
 256
 257   //remain needs to be updated in the future
 258   Count_t remain;
 259
 260   pipe(pfds);
 261
 262   t1 = 0;
 263
 264   if ( (soon_pid=fork()) != 0){
 265     read(pfds[0], &t1, sizeof(Time_t));
 266     waitpid(soon_pid, &status, 0);
 267   }else{
 268     Time_t t;
 269     t = sim_->RunUntilNextCompletion();
 270     write(pfds[1], (const void*)&t, sizeof(Time_t));
 271     exit(0);
 272   }
 273
 274   return t1;
 275 }
 276
 277 double GTSim::gtnets_get_flow_rx(void *metadata){
 278   int flow_id = gtnets_action_to_flow_[metadata];
 279   return gtnets_servers_[flow_id]->GetTotRx();
 280 }
 281
 282 int GTSim::run_until_next_flow_completion(void ***metadata, int *number_of_flows){
 283
 284   meta_flows.clear();
 285   meta_nflow = number_of_flows;
 286   meta_flg = 1;
 287
 288   Time_t t1 = sim_->RunUntilNextCompletion();
 289
 290   *metadata = (meta_flows.empty() ? NULL : &meta_flows[0]);
 291   return 0;
 292 }
 293
 294 int GTSim::run(double delta){
 295   meta_flg=0;
 296   sim_->Run(delta);
 297   return 0;
 298 }
 299
 300
 301 void static tcp_sent_callback(void* action, double completion_time){
 302   // Schedule the flow complete event.
 303   SimulatorEvent* e =
 304     new SimulatorEvent(SimulatorEvent::FLOW_COMPLETE);
 305   Simulator::instance->Schedule(e, 0, Simulator::instance);
 306
 307   if (meta_flg){
 308     meta_flows.push_back(action);
 309     (*meta_nflow)++;
 310   }
 311 }
 312
 313