src/surf/ptask_L07.cpp

   1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2017. 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 "xbt/utility.hpp"
  16
  17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
  18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
  19
  20 /**************************************/
  21 /*** Resource Creation & Destruction **/
  22 /**************************************/
  23 void surf_host_model_init_ptask_L07()
  24 {
  25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
  26   xbt_assert(not surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
  27   xbt_assert(not surf_network_model, "network model type already defined");
  28
  29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
  30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
  31 }
  32
  33
  34 namespace simgrid {
  35 namespace surf {
  36
  37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
  38   maxminSystem_            = new simgrid::kernel::lmm::System(true /* lazy */);
  39   maxminSystem_->solve_fun = &simgrid::kernel::lmm::bottleneck_solve;
  40   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
  41   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
  42 }
  43
  44 HostL07Model::~HostL07Model()
  45 {
  46   delete surf_network_model;
  47   delete surf_cpu_model_pm;
  48 }
  49
  50 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model* hmodel, lmm_system_t sys) : CpuModel(), hostModel_(hmodel)
  51 {
  52   maxminSystem_ = sys;
  53 }
  54
  55 CpuL07Model::~CpuL07Model()
  56 {
  57   maxminSystem_ = nullptr;
  58 }
  59
  60 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model* hmodel, lmm_system_t sys) : NetworkModel(), hostModel_(hmodel)
  61 {
  62   maxminSystem_ = sys;
  63   loopback_     = NetworkL07Model::createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
  64 }
  65
  66 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
  67 {
  68   maxminSystem_ = nullptr;
  69 }
  70
  71 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
  72 {
  73   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
  74   for (Action const& action : *getRunningActionSet()) {
  75     const L07Action& net_action = static_cast<const L07Action&>(action);
  76     if (net_action.latency_ > 0 && (min < 0 || net_action.latency_ < min)) {
  77       min = net_action.latency_;
  78       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", &net_action, net_action.getStartTime(), min);
  79     }
  80   }
  81   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
  82
  83   return min;
  84 }
  85
  86 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta)
  87 {
  88   for (auto it = std::begin(*getRunningActionSet()); it != std::end(*getRunningActionSet());) {
  89     L07Action& action = static_cast<L07Action&>(*it);
  90     ++it; // increment iterator here since the following calls to action.finish() may invalidate it
  91     if (action.latency_ > 0) {
  92       if (action.latency_ > delta) {
  93         double_update(&(action.latency_), delta, sg_surf_precision);
  94       } else {
  95         action.latency_ = 0.0;
  96       }
  97       if ((action.latency_ <= 0.0) && (action.isSuspended() == 0)) {
  98         action.updateBound();
  99         maxminSystem_->update_variable_weight(action.getVariable(), 1.0);
 100       }
 101     }
 102     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.", &action, action.getRemains(),
 103               action.getVariable()->get_value() * delta);
 104     action.updateRemains(action.getVariable()->get_value() * delta);
 105
 106     if (action.getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION)
 107       action.updateMaxDuration(delta);
 108
 109     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", &action, action.getRemains());
 110
 111     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
 112      *  - The amount of remaining work reached 0
 113      *  - The max duration was reached
 114      * If it's not done, it may have failed.
 115      */
 116
 117     if (((action.getRemains() <= 0) && (action.getVariable()->get_weight() > 0)) ||
 118         ((action.getMaxDuration() > NO_MAX_DURATION) && (action.getMaxDuration() <= 0))) {
 119       action.finish(Action::State::done);
 120     } else {
 121       /* Need to check that none of the model has failed */
 122       int i = 0;
 123       lmm_constraint_t cnst = action.getVariable()->get_constraint(i);
 124       while (cnst != nullptr) {
 125         i++;
 126         void* constraint_id = cnst->get_id();
 127         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
 128           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", &action);
 129           action.finish(Action::State::failed);
 130           break;
 131         }
 132         cnst = action.getVariable()->get_constraint(i);
 133       }
 134     }
 135   }
 136 }
 137
 138 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
 139                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
 140   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 141 }
 142
 143 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
 144                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
 145   : CpuAction(model, 1, 0)
 146   , computationAmount_(flops_amount)
 147   , communicationAmount_(bytes_amount)
 148   , rate_(rate)
 149 {
 150   int nb_link = 0;
 151   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
 152   double latency = 0.0;
 153
 154   this->hostList_->reserve(host_nb);
 155   for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 156     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
 157     if (flops_amount[i] > 0)
 158       nb_used_host++;
 159   }
 160
 161   /* Compute the number of affected resources... */
 162   if(bytes_amount != nullptr) {
 163     std::unordered_set<const char*> affected_links;
 164
 165     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 166       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 167
 168         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
 169           double lat=0.0;
 170
 171           std::vector<LinkImpl*> route;
 172           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 173           latency = std::max(latency, lat);
 174
 175           for (auto const& link : route)
 176             affected_links.insert(link->getCname());
 177         }
 178       }
 179     }
 180
 181     nb_link = affected_links.size();
 182   }
 183
 184   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
 185   latency_ = latency;
 186
 187   setVariable(model->getMaxminSystem()->variable_new(this, 1.0, (rate > 0 ? rate : -1.0), host_nb + nb_link));
 188
 189   if (latency_ > 0)
 190     model->getMaxminSystem()->update_variable_weight(getVariable(), 0.0);
 191
 192   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
 193     model->getMaxminSystem()->expand(host_list[i]->pimpl_cpu->constraint(), getVariable(), flops_amount[i]);
 194
 195   if(bytes_amount != nullptr) {
 196     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
 197       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
 198         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
 199           std::vector<LinkImpl*> route;
 200           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, nullptr);
 201
 202           for (auto const& link : route)
 203             model->getMaxminSystem()->expand_add(link->constraint(), this->getVariable(),
 204                                                  bytes_amount[i * host_nb + j]);
 205         }
 206       }
 207     }
 208   }
 209
 210   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
 211     this->setCost(1.0);
 212     this->setRemains(0.0);
 213   }
 214   delete[] host_list;
 215 }
 216
 217 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
 218 {
 219   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[2]();
 220   double* flops_amount = new double[2]();
 221   double* bytes_amount = new double[4]();
 222
 223   host_list[0]    = src;
 224   host_list[1]    = dst;
 225   bytes_amount[1] = size;
 226
 227   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
 228 }
 229
 230 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
 231 {
 232   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
 233 }
 234
 235 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 236                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 237 {
 238   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
 239 }
 240
 241 /************
 242  * Resource *
 243  ************/
 244
 245 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
 246     : Cpu(model, host, model->getMaxminSystem()->constraint_new(this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate, core)
 247 {
 248 }
 249
 250 CpuL07::~CpuL07()=default;
 251
 252 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const std::string& name, double bandwidth, double latency,
 253                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
 254     : LinkImpl(model, name, model->getMaxminSystem()->constraint_new(this, bandwidth))
 255 {
 256   bandwidth_.peak = bandwidth;
 257   latency_.peak   = latency;
 258
 259   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
 260     constraint()->unshare();
 261
 262   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
 263 }
 264
 265 Action *CpuL07::execution_start(double size)
 266 {
 267   sg_host_t* host_list = new sg_host_t[1]();
 268   double* flops_amount = new double[1]();
 269
 270   host_list[0] = getHost();
 271   flops_amount[0] = size;
 272
 273   return static_cast<CpuL07Model*>(model())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
 274 }
 275
 276 Action *CpuL07::sleep(double duration)
 277 {
 278   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
 279   action->setMaxDuration(duration);
 280   action->suspended_ = Action::SuspendStates::sleeping;
 281   model()->getMaxminSystem()->update_variable_weight(action->getVariable(), 0.0);
 282
 283   return action;
 284 }
 285
 286 bool CpuL07::isUsed(){
 287   return model()->getMaxminSystem()->constraint_used(constraint());
 288 }
 289
 290 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
 291 void CpuL07::onSpeedChange() {
 292   lmm_variable_t var       = nullptr;
 293   const_lmm_element_t elem = nullptr;
 294
 295   model()->getMaxminSystem()->update_constraint_bound(constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
 296   while ((var = constraint()->get_variable(&elem))) {
 297     Action* action = static_cast<Action*>(var->get_id());
 298
 299     model()->getMaxminSystem()->update_variable_bound(action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
 300   }
 301
 302   Cpu::onSpeedChange();
 303 }
 304
 305
 306 bool LinkL07::isUsed(){
 307   return model()->getMaxminSystem()->constraint_used(constraint());
 308 }
 309
 310 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 311 {
 312   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", getCname(), this, value);
 313   if (triggered == speed_.event) {
 314     speed_.scale = value;
 315     onSpeedChange();
 316     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
 317
 318   } else if (triggered == stateEvent_) {
 319     if (value > 0)
 320       turnOn();
 321     else
 322       turnOff();
 323     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 324
 325   } else {
 326     xbt_die("Unknown event!\n");
 327   }
 328 }
 329
 330 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_event_t triggered, double value)
 331 {
 332   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", getCname(), this, value);
 333   if (triggered == bandwidth_.event) {
 334     setBandwidth(value);
 335     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
 336
 337   } else if (triggered == latency_.event) {
 338     setLatency(value);
 339     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
 340
 341   } else if (triggered == stateEvent_) {
 342     if (value > 0)
 343       turnOn();
 344     else
 345       turnOff();
 346     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
 347
 348   } else {
 349     xbt_die("Unknown event ! \n");
 350   }
 351 }
 352
 353 void LinkL07::setBandwidth(double value)
 354 {
 355   bandwidth_.peak = value;
 356   model()->getMaxminSystem()->update_constraint_bound(constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
 357 }
 358
 359 void LinkL07::setLatency(double value)
 360 {
 361   lmm_variable_t var = nullptr;
 362   L07Action *action;
 363   const_lmm_element_t elem = nullptr;
 364
 365   latency_.peak = value;
 366   while ((var = constraint()->get_variable(&elem))) {
 367     action = static_cast<L07Action*>(var->get_id());
 368     action->updateBound();
 369   }
 370 }
 371 LinkL07::~LinkL07() = default;
 372
 373 /**********
 374  * Action *
 375  **********/
 376
 377 L07Action::~L07Action(){
 378   delete hostList_;
 379   delete[] communicationAmount_;
 380   delete[] computationAmount_;
 381 }
 382
 383 void L07Action::updateBound()
 384 {
 385   double lat_current = 0.0;
 386
 387   int hostNb = hostList_->size();
 388
 389   if (communicationAmount_ != nullptr) {
 390     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
 391       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
 392
 393         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
 394           double lat = 0.0;
 395           std::vector<LinkImpl*> route;
 396           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), route, &lat);
 397
 398           lat_current = std::max(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
 399         }
 400       }
 401     }
 402   }
 403   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
 404   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
 405   if ((latency_ <= 0.0) && (suspended_ == Action::SuspendStates::not_suspended)) {
 406     if (rate_ < 0)
 407       getModel()->getMaxminSystem()->update_variable_bound(getVariable(), lat_bound);
 408     else
 409       getModel()->getMaxminSystem()->update_variable_bound(getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
 410   }
 411 }
 412
 413 int L07Action::unref()
 414 {
 415   refcount_--;
 416   if (not refcount_) {
 417     if (action_hook.is_linked())
 418       simgrid::xbt::intrusive_erase(*stateSet_, *this);
 419     if (getVariable())
 420       getModel()->getMaxminSystem()->variable_free(getVariable());
 421     delete this;
 422     return 1;
 423   }
 424   return 0;
 425 }
 426
 427 }
 428 }