src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2018. 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 #include "ptask_L07.hpp"
   7 #include "surf/surf.hpp"
   8 #include "xbt/config.hpp"
   9
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  13 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  14
  15 /**************************************/
  16 /*** Resource Creation & Destruction **/
  17 /**************************************/
  18 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  19 {
  20   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  21   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "Cannot switch to ptasks: CPU model already defined");
  22   xbt_assert(not surf_network_model, "Cannot switch to ptasks: network model already defined");
  23
  24   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  25   all_existing_models.push_back(surf_host_model);
  26 }
  27
  28 namespace simgrid {
  29 namespace surf {
  30
  31 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  32   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
  33   set_maxmin_system(maxmin_system);
  34   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
  35   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
  36 }
  37
  38 HostL07Model::~HostL07Model()
  39 {
  40   delete surf_network_model;
  41   delete surf_cpu_model_pm;
  42 }
  43
  44 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  45     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  46 {
  47   set_maxmin_system(sys);
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  51 {
  52   set_maxmin_system(nullptr);
  53 }
  54
  55 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
  56     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
  57 {
  58   set_maxmin_system(sys);
  59   loopback_ = NetworkL07Model::create_link("__loopback__", 498000000, 0.000015, s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE);
  60 }
  61
  62 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  63 {
  64   set_maxmin_system(nullptr);
  65 }
  66
  67 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
  68 {
  69   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
  70   for (kernel::resource::Action const& action : *get_started_action_set()) {
  71     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  72     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  73       min = net_action.latency_;
  74       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
  75     }
  76   }
  77   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  78
  79   return min;
  80 }
  81
  82 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
  83 {
  84   for (auto it = std::begin(*get_started_action_set()); it != std::end(*get_started_action_set());) {
  85     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  86     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  87     if (action.latency_ > 0) {
  88       if (action.latency_ > delta) {
  89         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  90       } else {
  91         action.latency_ = 0.0;
  92       }
  93       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
  94         action.updateBound();
  95         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
  96         action.set_last_update();
  97       }
  98     }
  99     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
 100               action.get_variable()->get_value() * delta);
 101     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
 102
 103     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
 104       action.update_max_duration(delta);
 105
 106     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
 107
 108     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 109      *  - The amount of remaining work reached 0
 110      *  - The max duration was reached
 111      * If it's not done, it may have failed.
 112      */
 113
 114     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
 115         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
 116       action.finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
 117     } else {
 118       /* Need to check that none of the model has failed */
 119       int i = 0;
 120       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 121       while (cnst != nullptr) {
 122         i++;
 123         void* constraint_id = cnst->get_id();
 124         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
 125           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 126           action.finish(kernel::resource::Action::State::FAILED);
 127           break;
 128         }
 129         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
 130       }
 131     }
 132   }
 133 }
 134
 135 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 136                                                          double* bytes_amount, double rate)
 137 {
 138   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 139 }
 140
 141 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
 142                      double* bytes_amount, double rate)
 143     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
 144 {
 145   int nb_link = 0;
 146   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 147   double latency = 0.0;
 148   this->set_last_update();
 149
 150   this->hostList_->reserve(host_nb);
 151   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 152     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 153     if (flops_amount[i] > 0)
 154       nb_used_host++;
 155   }
 156
 157   /* Compute the number of affected resources... */
 158   if(bytes_amount != nullptr) {
 159     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 160
 161     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 162       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 163
 164         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 165           double lat=0.0;
 166
 167           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 168           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, &lat);
 169           latency = std::max(latency, lat);
 170
 171           for (auto const& link : route)
 172             affected_links.insert(link->get_cname());
 173         }
 174       }
 175     }
 176
 177     nb_link = affected_links.size();
 178   }
 179
 180   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 181   latency_ = latency;
 182
 183   set_variable(model->get_maxmin_system()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 184
 185   if (latency_ > 0)
 186     model->get_maxmin_system()->update_variable_weight(get_variable(), 0.0);
 187
 188   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 189     model->get_maxmin_system()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->get_constraint(), get_variable(), flops_amount[i]);
 190
 191   if(bytes_amount != nullptr) {
 192     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 193       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 194         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 195           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 196           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, nullptr);
 197
 198           for (auto const& link : route)
 199             model->get_maxmin_system()->expand_add(link->get_constraint(), this->get_variable(),
 200                                                    bytes_amount[i * host_nb + j]);
 201         }
 202       }
 203     }
 204   }
 205
 206   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 207     this->set_cost(1.0);
 208     this->set_remains(0.0);
 209   }
 210   delete[] host_list;
 211 }
 212
 213 kernel::resource::Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 214 {
 215   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 216   double* flops_amount = new double[2]();
 217   double* bytes_amount = new double[4]();
 218
 219   host_list[0]    = src;
 220   host_list[1]    = dst;
 221   bytes_amount[1] = size;
 222
 223   return hostModel_->execute_parallel(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 224 }
 225
 226 Cpu* CpuL07Model::create_cpu(simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 227 {
 228   return new CpuL07(this, host, speed_per_pstate, core);
 229 }
 230
 231 kernel::resource::LinkImpl* NetworkL07Model::create_link(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 232                                                          s4u::Link::SharingPolicy policy)
 233 {
 234   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 235 }
 236
 237 /************
 238  * Resource *
 239  ************/
 240
 241 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speed_per_pstate, int core)
 242     : Cpu(model, host, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, speed_per_pstate->front()), speed_per_pstate,
 243           core)
 244 {
 245 }
 246
 247 CpuL07::~CpuL07()=default;
 248
 249 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 250                  s4u::Link::SharingPolicy policy)
 251     : LinkImpl(model, name, model->get_maxmin_system()->constraint_new(this, bandwidth))
 252 {
 253   bandwidth_.peak = bandwidth;
 254   latency_.peak   = latency;
 255
 256   if (policy == s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE)
 257     get_constraint()->unshare();
 258
 259   s4u::Link::on_creation(this->piface_);
 260 }
 261
 262 kernel::resource::Action* CpuL07::execution_start(double size)
 263 {
 264   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[1]();
 265   double* flops_amount = new double[1]();
 266
 267   host_list[0]    = get_host();
 268   flops_amount[0] = size;
 269
 270   return static_cast<CpuL07Model*>(get_model())->hostModel_->execute_parallel(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 271 }
 272
 273 kernel::resource::Action* CpuL07::sleep(double duration)
 274 {
 275   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 276   action->set_max_duration(duration);
 277   action->suspended_ = kernel::resource::Action::SuspendStates::sleeping;
 278   get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_weight(action->get_variable(), 0.0);
 279
 280   return action;
 281 }
 282
 283 bool CpuL07::is_used()
 284 {
 285   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 286 }
 287
 288 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 289 void CpuL07::on_speed_change()
 290 {
 291   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 292   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 293
 294   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 295   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 296     kernel::resource::Action* action = static_cast<kernel::resource::Action*>(var->get_id());
 297
 298     get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(action->get_variable(), speed_.scale * speed_.peak);
 299   }
 300
 301   Cpu::on_speed_change();
 302 }
 303
 304 bool LinkL07::is_used()
 305 {
 306   return get_model()->get_maxmin_system()->constraint_used(get_constraint());
 307 }
 308
 309 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 310 {
 311   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", get_cname(), this, value);
 312   if (triggered == speed_.event) {
 313     speed_.scale = value;
 314     on_speed_change();
 315     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 316
 317   } else if (triggered == state_event_) {
 318     if (value > 0) {
 319       if (is_off()) {
 320         host_that_restart.push_back(get_host());
 321         get_host()->turn_on();
 322       }
 323     } else
 324       get_host()->turn_off();
 325     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 326
 327   } else {
 328     xbt_die("Unknown event!\n");
 329   }
 330 }
 331
 332 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 333 {
 334   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
 335   if (triggered == bandwidth_.event) {
 336     set_bandwidth(value);
 337     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 338
 339   } else if (triggered == latency_.event) {
 340     set_latency(value);
 341     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 342
 343   } else if (triggered == state_event_) {
 344     if (value > 0)
 345       turn_on();
 346     else
 347       turn_off();
 348     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
 349
 350   } else {
 351     xbt_die("Unknown event ! \n");
 352   }
 353 }
 354
 355 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
 356 {
 357   bandwidth_.peak = value;
 358   LinkImpl::on_bandwidth_change();
 359
 360   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 361 }
 362
 363 void LinkL07::set_latency(double value)
 364 {
 365   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
 366   L07Action *action;
 367   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
 368
 369   latency_.peak = value;
 370   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
 371     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 372     action->updateBound();
 373   }
 374 }
 375 LinkL07::~LinkL07() = default;
 376
 377 /**********
 378  * Action *
 379  **********/
 380
 381 L07Action::~L07Action(){
 382   delete hostList_;
 383   delete[] communicationAmount_;
 384   delete[] computationAmount_;
 385 }
 386
 387 void L07Action::updateBound()
 388 {
 389   double lat_current = 0.0;
 390
 391   int hostNb = hostList_->size();
 392
 393   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 394     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 395       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 396
 397         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 398           double lat = 0.0;
 399           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
 400           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, &lat);
 401
 402           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 403         }
 404       }
 405     }
 406   }
 407   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 408   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 409   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 410     if (rate_ < 0)
 411       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
 412     else
 413       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
 414   }
 415 }
 416
 417 }
 418 }