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snake_case LinkImpl (but the part that should to the engine)
[simgrid.git] / 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, "CPU model type already defined");
22   xbt_assert(not surf_network_model, "network model type already defined");
23
24   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
25   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
26 }
27
28
29 namespace simgrid {
30 namespace surf {
31
32 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
33   auto* maxmin_system = new simgrid::kernel::lmm::FairBottleneck(true /* selective update */);
34   set_maxmin_system(maxmin_system);
35   surf_network_model = new NetworkL07Model(this, maxmin_system);
36   surf_cpu_model_pm  = new CpuL07Model(this, maxmin_system);
37 }
38
39 HostL07Model::~HostL07Model()
40 {
41   delete surf_network_model;
42   delete surf_cpu_model_pm;
43 }
44
45 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
46     : CpuModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
47 {
48   set_maxmin_system(sys);
49 }
50
51 CpuL07Model::~CpuL07Model()
52 {
53   set_maxmin_system(nullptr);
54 }
55
56 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, kernel::lmm::System* sys)
57     : NetworkModel(Model::UpdateAlgo::FULL), hostModel_(hmodel)
58 {
59   set_maxmin_system(sys);
60   loopback_ = NetworkL07Model::createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, s4u::Link::SharingPolicy::FATPIPE);
61 }
62
63 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
64 {
65   set_maxmin_system(nullptr);
66 }
67
68 double HostL07Model::next_occuring_event(double now)
69 {
70   double min = HostModel::next_occuring_event_full(now);
71   for (kernel::resource::Action const& action : *get_started_action_set()) {
72     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
73     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
74       min = net_action.latency_;
75       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.get_start_time(), min);
76     }
77   }
78   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
79
80   return min;
81 }
82
83 void HostL07Model::update_actions_state(double /*now*/, double delta)
84 {
85   for (auto it = std::begin(*get_started_action_set()); it != std::end(*get_started_action_set());) {
86     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
87     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
88     if (action.latency_ > 0) {
89       if (action.latency_ > delta) {
90         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
91       } else {
92         action.latency_ = 0.0;
93       }
94       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.is_suspended() == 0)) {
95         action.updateBound();
96         get_maxmin_system()->update_variable_weight(action.get_variable(), 1.0);
97         action.set_last_update();
98       }
99     }
100     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.get_remains(),
101               action.get_variable()->get_value() * delta);
102     action.update_remains(action.get_variable()->get_value() * delta);
103
104     if (action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION)
105       action.update_max_duration(delta);
106
107     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.get_remains());
108
109     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
110      *  - The amount of remaining work reached 0
111      *  - The max duration was reached
112      * If it's not done, it may have failed.
113      */
114
115     if (((action.get_remains() <= 0) && (action.get_variable()->get_weight() > 0)) ||
116         ((action.get_max_duration() > NO_MAX_DURATION) && (action.get_max_duration() <= 0))) {
117       action.finish(kernel::resource::Action::State::FINISHED);
118     } else {
119       /* Need to check that none of the model has failed */
120       int i = 0;
121       kernel::lmm::Constraint* cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
122       while (cnst != nullptr) {
123         i++;
124         void* constraint_id = cnst->get_id();
125         if (static_cast<simgrid::kernel::resource::Resource*>(constraint_id)->is_off()) {
126           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
127           action.finish(kernel::resource::Action::State::FAILED);
128           break;
129         }
130         cnst = action.get_variable()->get_constraint(i);
131       }
132     }
133   }
134 }
135
136 kernel::resource::Action* HostL07Model::execute_parallel(int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
137                                                          double* bytes_amount, double rate)
138 {
139   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
140 }
141
142 L07Action::L07Action(kernel::resource::Model* model, int host_nb, sg_host_t* host_list, double* flops_amount,
143                      double* bytes_amount, double rate)
144     : CpuAction(model, 1, 0), computationAmount_(flops_amount), communicationAmount_(bytes_amount), rate_(rate)
145 {
146   int nb_link = 0;
147   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
148   double latency = 0.0;
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::createLink(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       turn_on();
320     else
321       turn_off();
322     tmgr_trace_event_unref(&state_event_);
323
324   } else {
325     xbt_die("Unknown event!\n");
326   }
327 }
328
329 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
330 {
331   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", get_cname(), this, value);
332   if (triggered == bandwidth_.event) {
333     set_bandwidth(value);
334     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
335
336   } else if (triggered == latency_.event) {
337     set_latency(value);
338     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
339
340   } else if (triggered == stateEvent_) {
341     if (value > 0)
342       turn_on();
343     else
344       turn_off();
345     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
346
347   } else {
348     xbt_die("Unknown event ! \n");
349   }
350 }
351
352 void LinkL07::set_bandwidth(double value)
353 {
354   bandwidth_.peak = value;
355   LinkImpl::on_bandwidth_change();
356
357   get_model()->get_maxmin_system()->update_constraint_bound(get_constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
358 }
359
360 void LinkL07::set_latency(double value)
361 {
362   kernel::lmm::Variable* var = nullptr;
363   L07Action *action;
364   const kernel::lmm::Element* elem = nullptr;
365
366   latency_.peak = value;
367   while ((var = get_constraint()->get_variable(&elem))) {
368     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
369     action->updateBound();
370   }
371 }
372 LinkL07::~LinkL07() = default;
373
374 /**********
375  * Action *
376  **********/
377
378 L07Action::~L07Action(){
379   delete hostList_;
380   delete[] communicationAmount_;
381   delete[] computationAmount_;
382 }
383
384 void L07Action::updateBound()
385 {
386   double lat_current = 0.0;
387
388   int hostNb = hostList_->size();
389
390   if (communicationAmount_ != nullptr) {
391     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
392       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
393
394         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
395           double lat = 0.0;
396           std::vector<kernel::resource::LinkImpl*> route;
397           hostList_->at(i)->route_to(hostList_->at(j), route, &lat);
398
399           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
400         }
401       }
402     }
403   }
404   double lat_bound = kernel::resource::NetworkModel::cfg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
405   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
406   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
407     if (rate_ < 0)
408       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), lat_bound);
409     else
410       get_model()->get_maxmin_system()->update_variable_bound(get_variable(), std::min(rate_, lat_bound));
411   }
412 }
413
414 }
415 }