src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. The SimGrid Team.
   2  * 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 <cstdlib>
   8
   9 #include <algorithm>
  10 #include <unordered_set>
  11
  12 #include "ptask_L07.hpp"
  13
  14 #include "cpu_interface.hpp"
  15 #include "surf_routing.hpp"
  16 #include "xbt/lib.h"
  17
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  19 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  20
  21 /**************************************/
  22 /*** Resource Creation & Destruction **/
  23 /**************************************/
  24 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  25 {
  26   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  27   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  28   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
  29
  30   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  31   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  32 }
  33
  34
  35 namespace simgrid {
  36 namespace surf {
  37
  38 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  39   maxminSystem_ = lmm_system_new(true /* lazy */);
  40   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
  41   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  42   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  43 }
  44
  45 HostL07Model::~HostL07Model() = default;
  46
  47 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
  48   : CpuModel()
  49   , hostModel_(hmodel)
  50   {
  51     maxminSystem_ = sys;
  52   }
  53 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
  54   lmm_system_free(maxminSystem_);
  55   maxminSystem_ = nullptr;
  56 }
  57 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
  58   : NetworkModel()
  59   , hostModel_(hmodel)
  60   {
  61     maxminSystem_ = sys;
  62     loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  63   }
  64 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  65 {
  66   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
  67 }
  68
  69
  70 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  71 {
  72   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  73   for (auto it(getRunningActionSet()->begin()), itend(getRunningActionSet()->end()); it != itend ; ++it) {
  74     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  75     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
  76       min = action->latency_;
  77       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
  78     }
  79   }
  80   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  81
  82   return min;
  83 }
  84
  85 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
  86
  87   L07Action *action;
  88   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
  89
  90   for(ActionList::iterator it = actionSet->begin(), itNext = it
  91    ; it != actionSet->end()
  92    ; it =  itNext) {
  93   ++itNext;
  94     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
  95     if (action->latency_ > 0) {
  96       if (action->latency_ > delta) {
  97         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
  98       } else {
  99         action->latency_ = 0.0;
 100       }
 101       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
 102         action->updateBound();
 103         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
 104       }
 105     }
 106     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
 107            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 108     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
 109
 110     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
 111       action->updateMaxDuration(delta);
 112
 113     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
 114
 115     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 116      *  - The amount of remaining work reached 0
 117      *  - The max duration was reached
 118      * If it's not done, it may have failed.
 119      */
 120
 121     if ((action->getRemains() <= 0) &&
 122         (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) {
 123       action->finish();
 124       action->setState(Action::State::done);
 125     } else if ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) &&
 126                (action->getMaxDuration() <= 0)) {
 127       action->finish();
 128       action->setState(Action::State::done);
 129     } else {
 130       /* Need to check that none of the model has failed */
 131       lmm_constraint_t cnst = nullptr;
 132       int i = 0;
 133
 134       while ((cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i++))) {
 135         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
 136         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 137           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
 138           action->finish();
 139           action->setState(Action::State::failed);
 140           break;
 141         }
 142       }
 143     }
 144   }
 145   return;
 146 }
 147
 148 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 149                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 150   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 151 }
 152
 153
 154 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 155                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 156   : CpuAction(model, 1, 0)
 157 {
 158   int nb_link = 0;
 159   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 160   double latency = 0.0;
 161
 162   this->netcardList_->reserve(host_nb);
 163   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
 164     this->netcardList_->push_back(host_list[i]->pimpl_netcard);
 165
 166   /* Compute the number of affected resources... */
 167   if(bytes_amount != nullptr) {
 168     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 169
 170     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 171       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 172
 173         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 174           double lat=0.0;
 175           std::vector<Link*> route;
 176
 177           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, &lat);
 178           latency = MAX(latency, lat);
 179
 180           for (auto link : route)
 181             affected_links.insert(link->getName());
 182         }
 183       }
 184     }
 185
 186     nb_link = affected_links.size();
 187   }
 188
 189   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 190     if (flops_amount[i] > 0)
 191       nb_used_host++;
 192
 193   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 194   this->computationAmount_ = flops_amount;
 195   this->communicationAmount_ = bytes_amount;
 196   this->latency_ = latency;
 197   this->rate_ = rate;
 198
 199   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
 200       (rate > 0 ? rate : -1.0),
 201       host_nb + nb_link);
 202
 203   if (this->latency_ > 0)
 204     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
 205
 206   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 207     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->getConstraint(),
 208         this->getVariable(), flops_amount[i]);
 209
 210   if(bytes_amount != nullptr) {
 211     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 212       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 213
 214         if (bytes_amount[i * host_nb + j] == 0.0)
 215           continue;
 216         std::vector<Link*> route;
 217
 218         routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, nullptr);
 219
 220         for (auto link : route)
 221           lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->getConstraint(), this->getVariable(), bytes_amount[i * host_nb + j]);
 222       }
 223     }
 224   }
 225
 226   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 227     this->setCost(1.0);
 228     this->setRemains(0.0);
 229   }
 230   xbt_free(host_list);
 231 }
 232
 233 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 234 {
 235   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
 236   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
 237   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
 238
 239   host_list[0]    = src;
 240   host_list[1]    = dst;
 241   bytes_amount[1] = size;
 242
 243   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 244 }
 245
 246 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 247 {
 248   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 249 }
 250
 251 Link* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
 252                                   e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 253 {
 254   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 255 }
 256
 257 /************
 258  * Resource *
 259  ************/
 260
 261 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 262     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
 263           core)
 264 {
 265 }
 266
 267 CpuL07::~CpuL07()=default;
 268
 269 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
 270                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 271     : Link(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
 272 {
 273   bandwidth_.peak = bandwidth;
 274   latency_.peak   = latency;
 275
 276   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 277     lmm_constraint_shared(getConstraint());
 278
 279   Link::onCreation(this);
 280 }
 281
 282 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 283 {
 284   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
 285   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
 286
 287   host_list[0] = getHost();
 288   flops_amount[0] = size;
 289
 290   return static_cast<CpuL07Model*>(getModel())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 291 }
 292
 293 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 294 {
 295   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 296   action->maxDuration_ = duration;
 297   action->suspended_ = 2;
 298   lmm_update_variable_weight(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
 299
 300   return action;
 301 }
 302
 303 bool CpuL07::isUsed(){
 304   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 305 }
 306
 307 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 308 void CpuL07::onSpeedChange() {
 309   lmm_variable_t var = nullptr;
 310   lmm_element_t elem = nullptr;
 311
 312     lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 313     while ((var = lmm_get_var_from_cnst (getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 314       Action *action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
 315
 316       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 317     }
 318
 319   Cpu::onSpeedChange();
 320 }
 321
 322
 323 bool LinkL07::isUsed(){
 324   return lmm_constraint_used(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint());
 325 }
 326
 327 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
 328   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getName(), this, value);
 329   if (triggered == speed_.event) {
 330     speed_.scale = value;
 331     onSpeedChange();
 332     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 333
 334   } else if (triggered == stateEvent_) {
 335     if (value > 0)
 336       turnOn();
 337     else
 338       turnOff();
 339     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 340
 341   } else {
 342     xbt_die("Unknown event!\n");
 343   }
 344 }
 345
 346 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
 347   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getName(), this, value);
 348   if (triggered == bandwidth_.event) {
 349     setBandwidth(value);
 350     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 351
 352   } else if (triggered == latency_.event) {
 353     setLatency(value);
 354     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 355
 356   } else if (triggered == stateEvent_) {
 357     if (value > 0)
 358       turnOn();
 359     else
 360       turnOff();
 361     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 362
 363   } else {
 364     xbt_die("Unknown event ! \n");
 365   }
 366 }
 367
 368 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 369 {
 370   bandwidth_.peak = value;
 371   lmm_update_constraint_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 372 }
 373
 374 void LinkL07::setLatency(double value)
 375 {
 376   lmm_variable_t var = nullptr;
 377   L07Action *action;
 378   lmm_element_t elem = nullptr;
 379
 380   latency_.peak = value;
 381   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(getModel()->getMaxminSystem(), getConstraint(), &elem))) {
 382     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
 383     action->updateBound();
 384   }
 385 }
 386
 387 /**********
 388  * Action *
 389  **********/
 390
 391 L07Action::~L07Action(){
 392   delete netcardList_;
 393   free(communicationAmount_);
 394   free(computationAmount_);
 395 }
 396
 397 void L07Action::updateBound()
 398 {
 399   double lat_current = 0.0;
 400   double lat_bound = -1.0;
 401   int i, j;
 402
 403   int hostNb = netcardList_->size();
 404
 405   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 406     for (i = 0; i < hostNb; i++) {
 407       for (j = 0; j < hostNb; j++) {
 408
 409         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 410           double lat = 0.0;
 411           std::vector<Link*> route;
 412           routing_platf->getRouteAndLatency((*netcardList_)[i], (*netcardList_)[j], &route, &lat);
 413
 414           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 415         }
 416       }
 417     }
 418   }
 419   lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 420   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 421   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
 422     if (rate_ < 0)
 423       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
 424     else
 425       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 426   }
 427 }
 428
 429 int L07Action::unref()
 430 {
 431   refcount_--;
 432   if (!refcount_) {
 433     if (action_hook.is_linked())
 434       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
 435     if (getVariable())
 436       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
 437     delete this;
 438     return 1;
 439   }
 440   return 0;
 441 }
 442
 443 }
 444 }