teshsuite/surf/lmm_usage/lmm_usage.cpp

   1 /* A few tests for the maxmin library                                       */
   2
   3 /* Copyright (c) 2007-2019. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   4
   5 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   7
   8 #include "simgrid/msg.h"
   9 #include "src/kernel/lmm/maxmin.hpp"
  10 #include "src/surf/surf_interface.hpp"
  11 #include "xbt/log.h"
  12 #include "xbt/module.h"
  13 #include "xbt/sysdep.h"
  14 #include <algorithm>
  15 #include <cmath>
  16
  17 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(surf_test, "Messages specific for surf example");
  18
  19 namespace lmm = simgrid::kernel::lmm;
  20
  21 #define PRINT_VAR(var) XBT_DEBUG(#var " = %g", (var)->get_value())
  22 #define SHOW_EXPR(expr) XBT_DEBUG(#expr " = %g",expr)
  23
  24 /*        ______                 */
  25 /*  ==l1==  L2  ==L3==           */
  26 /*        ------                 */
  27
  28 static lmm::System* new_system()
  29 {
  30   return lmm::make_new_maxmin_system(false);
  31 }
  32
  33 double a_test_1 = 0;
  34 double b_test_1 = 0;
  35 static double diff_lagrange_test_1(double x)
  36 {
  37   return -(3 / (1 + 3 * x * x / 2) - 3 / (2 * (3 * (a_test_1 - x) * (a_test_1 - x) / 2 + 1)) +
  38            3 / (2 * (3 * (b_test_1 - a_test_1 + x) * (b_test_1 - a_test_1 + x) / 2 + 1)));
  39 }
  40
  41 static double dichotomy(double min, double max, double min_error)
  42 {
  43   double overall_error = 2 * min_error;
  44
  45   double min_func = diff_lagrange_test_1(min);
  46   double max_func = diff_lagrange_test_1(max);
  47
  48   if (min_func > 0 && max_func > 0)
  49     return min - 1.0;
  50   if (min_func < 0 && max_func < 0)
  51     return max + 1.0;
  52   if (min_func > 0 && max_func < 0)
  53     abort();
  54
  55   SHOW_EXPR(min_error);
  56
  57   while (overall_error > min_error) {
  58     SHOW_EXPR(overall_error);
  59     xbt_assert(min_func <= 0 || max_func <= 0);
  60     xbt_assert(min_func >= 0 || max_func >= 0);
  61     xbt_assert(min_func <= 0 || max_func >= 0);
  62
  63     SHOW_EXPR(min);
  64     SHOW_EXPR(min_func);
  65     SHOW_EXPR(max);
  66     SHOW_EXPR(max_func);
  67
  68     double middle = (max + min) / 2.0;
  69     if (fabs(min - middle) < 1e-12 || fabs(max - middle) < 1e-12) {
  70       break;
  71     }
  72     double middle_func = diff_lagrange_test_1(middle);
  73     SHOW_EXPR(middle);
  74     SHOW_EXPR(middle_func);
  75
  76     if (middle_func < 0) {
  77       min = middle;
  78       min_func = middle_func;
  79       overall_error = max_func - middle_func;
  80     } else if (middle_func > 0) {
  81       max = middle;
  82       max_func = middle_func;
  83       overall_error = middle_func - min_func;
  84     } else {
  85       overall_error = 0;
  86     }
  87   }
  88   return ((min + max) / 2.0);
  89 }
  90
  91 static void test1()
  92 {
  93   double a = 1.0;
  94   double b = 10.0;
  95
  96   lmm::System* Sys    = new_system();
  97   lmm::Constraint* L1 = Sys->constraint_new(nullptr, a);
  98   lmm::Constraint* L2 = Sys->constraint_new(nullptr, b);
  99   lmm::Constraint* L3 = Sys->constraint_new(nullptr, a);
 100
 101   lmm::Variable* R_1_2_3 = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 3);
 102   lmm::Variable* R_1     = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 1);
 103   lmm::Variable* R_2     = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 1);
 104   lmm::Variable* R_3     = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 1);
 105
 106   Sys->update_variable_weight(R_1_2_3, 1.0);
 107   Sys->update_variable_weight(R_1, 1.0);
 108   Sys->update_variable_weight(R_2, 1.0);
 109   Sys->update_variable_weight(R_3, 1.0);
 110
 111   Sys->expand(L1, R_1_2_3, 1.0);
 112   Sys->expand(L2, R_1_2_3, 1.0);
 113   Sys->expand(L3, R_1_2_3, 1.0);
 114
 115   Sys->expand(L1, R_1, 1.0);
 116   Sys->expand(L2, R_2, 1.0);
 117   Sys->expand(L3, R_3, 1.0);
 118
 119   Sys->solve();
 120
 121   PRINT_VAR(R_1_2_3);
 122   PRINT_VAR(R_1);
 123   PRINT_VAR(R_2);
 124   PRINT_VAR(R_3);
 125
 126   Sys->variable_free(R_1_2_3);
 127   Sys->variable_free(R_1);
 128   Sys->variable_free(R_2);
 129   Sys->variable_free(R_3);
 130   delete Sys;
 131 }
 132
 133 static void test2()
 134 {
 135   lmm::System* Sys = new_system();
 136
 137   lmm::Constraint* CPU1 = Sys->constraint_new(nullptr, 200.0);
 138   lmm::Constraint* CPU2 = Sys->constraint_new(nullptr, 100.0);
 139
 140   lmm::Variable* T1 = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 1);
 141   lmm::Variable* T2 = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 1);
 142
 143   Sys->update_variable_weight(T1, 1.0);
 144   Sys->update_variable_weight(T2, 1.0);
 145
 146   Sys->expand(CPU1, T1, 1.0);
 147   Sys->expand(CPU2, T2, 1.0);
 148
 149   Sys->solve();
 150
 151   PRINT_VAR(T1);
 152   PRINT_VAR(T2);
 153
 154   Sys->variable_free(T1);
 155   Sys->variable_free(T2);
 156   delete Sys;
 157 }
 158
 159 static void test3()
 160 {
 161   int flows = 11;
 162   int links = 10;
 163
 164   double** A = new double*[links + 5];
 165   /* array to add the constraints of fictitious variables */
 166   double B[15] = { 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 1, 1, 1, 1, 1 };
 167
 168   for (int i = 0; i < links + 5; i++) {
 169     A[i] = new double[flows + 5];
 170     for (int j = 0; j < flows + 5; j++) {
 171       A[i][j] = 0.0;
 172
 173       if (i >= links || j >= flows) {
 174         A[i][j] = 0.0;
 175       }
 176     }
 177   }
 178
 179   /*matrix that store the constraints/topology */
 180   A[0][1] = A[0][7] =                                1.0;
 181   A[1][1] = A[1][7] = A[1][8] =                      1.0;
 182   A[2][1] = A[2][8] =                                1.0;
 183   A[3][8] =                                          1.0;
 184   A[4][0] = A[4][3] = A[4][9] =                      1.0;
 185   A[5][0] = A[5][3] = A[5][4] = A[5][9] =            1.0;
 186   A[6][0] = A[6][4] = A[6][9] = A[6][10] =           1.0;
 187   A[7][2] = A[7][4] = A[7][6] = A[7][9] = A[7][10] = 1.0;
 188   A[8][2] = A[8][10] =                               1.0;
 189   A[9][5] = A[9][6] = A[9][9] =                      1.0;
 190   A[10][11] =                                        1.0;
 191   A[11][12] =                                        1.0;
 192   A[12][13] =                                        1.0;
 193   A[13][14] =                                        1.0;
 194   A[14][15] =                                        1.0;
 195
 196   lmm::System* Sys = new_system();
 197
 198   /* Creates the constraints */
 199   lmm::Constraint** tmp_cnst = new lmm::Constraint*[15];
 200   for (int i = 0; i < 15; i++)
 201     tmp_cnst[i] = Sys->constraint_new(nullptr, B[i]);
 202
 203   /* Creates the variables */
 204   lmm::Variable** tmp_var = new lmm::Variable*[16];
 205   for (int j = 0; j < 16; j++) {
 206     tmp_var[j] = Sys->variable_new(nullptr, 1.0, -1.0, 15);
 207     Sys->update_variable_weight(tmp_var[j], 1.0);
 208   }
 209
 210   /* Link constraints and variables */
 211   for (int i = 0; i < 15; i++)
 212     for (int j = 0; j < 16; j++)
 213       if (A[i][j])
 214         Sys->expand(tmp_cnst[i], tmp_var[j], 1.0);
 215
 216   Sys->solve();
 217
 218   for (int j = 0; j < 16; j++)
 219     PRINT_VAR(tmp_var[j]);
 220
 221   for (int j = 0; j < 16; j++)
 222     Sys->variable_free(tmp_var[j]);
 223   delete[] tmp_var;
 224   delete[] tmp_cnst;
 225   delete Sys;
 226   for (int i = 0; i < links + 5; i++)
 227     delete[] A[i];
 228   delete[] A;
 229 }
 230
 231 int main(int argc, char** argv)
 232 {
 233   MSG_init(&argc, argv);
 234   XBT_INFO("***** Test 1");
 235   test1();
 236
 237   XBT_INFO("***** Test 2");
 238   test2();
 239
 240   XBT_INFO("***** Test 3");
 241   test3();
 242
 243   return 0;
 244 }