src/surf/plugins/host_dvfs.cpp

   1 /* Copyright (c) 2010, 2012-2016. 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 "simgrid/plugins/dvfs.h"
   7 #include "simgrid/plugins/load.h"
   8 #include "simgrid/simix.hpp"
   9 #include "src/plugins/vm/VirtualMachineImpl.hpp"
  10 #include "src/surf/cpu_interface.hpp"
  11
  12 #include <boost/algorithm/string/classification.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  14 #include <simgrid/msg.h>
  15 #include <simgrid/s4u/Engine.hpp>
  16 #include <string>
  17 #include <utility>
  18 #include <vector>
  19
  20 /** @addtogroup SURF_plugin_load
  21
  22   This plugin makes it very simple for users to obtain the current load for each host.
  23
  24 */
  25
  26 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(surf_plugin_dvfs, surf, "Logging specific to the SURF HostDvfs plugin");
  27
  28 namespace simgrid {
  29 namespace plugin {
  30
  31 namespace dvfs {
  32 class Governor {
  33
  34 protected:
  35   simgrid::s4u::Host* host;
  36
  37 public:
  38   double sampling_rate;
  39
  40   Governor(simgrid::s4u::Host* ptr) : host(ptr) { init(); }
  41
  42   void init()
  43   {
  44     const char* local_sampling_rate_config = host->getProperty("plugin/dvfs/sampling_rate");
  45     double global_sampling_rate_config     = xbt_cfg_get_double("plugin/dvfs/sampling_rate");
  46     if (local_sampling_rate_config != nullptr) {
  47       sampling_rate = std::stod(local_sampling_rate_config);
  48     } else {
  49       sampling_rate = global_sampling_rate_config;
  50     }
  51   }
  52
  53   virtual void update() = 0;
  54   double samplingRate() { return sampling_rate; }
  55 };
  56
  57 class Performance : public Governor {
  58 public:
  59   Performance(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  60
  61   void update() { host->setPstate(0); }
  62 };
  63
  64 class Powersave : public Governor {
  65 public:
  66   Powersave(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  67
  68   void update() { host->setPstate(host->getPstatesCount() - 1); }
  69 };
  70
  71 class OnDemand : public Governor {
  72   double freq_up_threshold = 0.95;
  73
  74 public:
  75   OnDemand(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
  76
  77   void update()
  78   {
  79     double load = sg_host_get_current_load(host);
  80
  81     if (load > freq_up_threshold) {
  82       host->setPstate(0); /* Run at max. performance! */
  83       XBT_INFO("Changed to pstate %f", 0.0);
  84     } else {
  85       /* The actual implementation uses a formula here: (See Kernel file cpufreq_ondemand.c:158)
  86        *
  87        *    freq_next = min_f + load * (max_f - min_f) / 100;
  88        *
  89        * So they assume that frequency increases by 100 MHz. We will just use
  90        * lowest_pstate - load*pstatesCount();
  91        */
  92       int max_pstate = host->getPstatesCount() - 1;
  93
  94       host->setPstate(max_pstate - load * max_pstate);
  95       XBT_INFO("Changed to pstate %f -- check: %i", max_pstate - load * max_pstate, host->getPstate());
  96     }
  97   }
  98 };
  99
 100 class Conservative : public Governor {
 101   double freq_up_threshold   = .8;
 102   double freq_down_threshold = .2;
 103
 104 public:
 105   Conservative(simgrid::s4u::Host* ptr) : Governor(ptr) {}
 106
 107   void update()
 108   {
 109     double load = sg_host_get_current_load(host);
 110     int pstate  = host->getPstate();
 111
 112     if (load > freq_up_threshold) {
 113       if (pstate != 0) {
 114         host->setPstate(pstate - 1);
 115         XBT_INFO("Increasing performance to pstate %d", pstate - 1);
 116       }
 117       else {
 118         XBT_DEBUG("Cannot speed up even more, already in slowest pstate %d", pstate);
 119       }
 120     }
 121
 122     if (load < freq_down_threshold) {
 123       int max_pstate = host->getPstatesCount() - 1;
 124       if (pstate != max_pstate) { // Are we in the slowest pstate already?
 125         host->setPstate(pstate + 1);
 126         XBT_INFO("Slowing down to pstate %d", pstate + 1);
 127       }
 128       else {
 129         XBT_DEBUG("Cannot slow down even more, already in slowest pstate %d", pstate);
 130       }
 131     }
 132   }
 133 };
 134 }
 135
 136 class HostDvfs {
 137 public:
 138   static simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostDvfs> EXTENSION_ID;
 139
 140   explicit HostDvfs(simgrid::s4u::Host* ptr);
 141   ~HostDvfs();
 142
 143 private:
 144   simgrid::s4u::Host* host = nullptr;
 145 };
 146
 147 simgrid::xbt::Extension<simgrid::s4u::Host, HostDvfs> HostDvfs::EXTENSION_ID;
 148
 149 HostDvfs::HostDvfs(simgrid::s4u::Host* ptr) : host(ptr)
 150 {
 151 }
 152
 153 HostDvfs::~HostDvfs() = default;
 154 }
 155 }
 156
 157 using simgrid::plugin::HostDvfs;
 158
 159 /* **************************** events  callback *************************** */
 160 static int check(int argc, char* argv[]);
 161
 162 static void on_host_added(simgrid::s4u::Host& host)
 163 {
 164   if (dynamic_cast<simgrid::s4u::VirtualMachine*>(&host)) // Ignore virtual machines
 165     return;
 166
 167   // host.extension_set(new HostDvfs(&host));
 168   // This call must be placed in this function. Otherweise, the daemonize() call comes too late and
 169   // SMPI will take this process as an MPI process!
 170   MSG_process_daemonize(MSG_process_create("daemon", check, NULL, &host));
 171 }
 172
 173 static int check(int argc, char* argv[])
 174 {
 175   msg_host_t host = MSG_host_self();
 176
 177   int isDaemon = (MSG_process_self())->getImpl()->isDaemon();
 178   XBT_INFO("Bin ein Daemon: %d", isDaemon);
 179
 180   simgrid::plugin::dvfs::Conservative governor(host);
 181   while (1) {
 182     // Sleep before updating; important for startup (i.e., t = 0).
 183     // In the beginning, we want to go with the pstates specified in the platform file
 184     // (so we sleep first)
 185     MSG_process_sleep(governor.samplingRate());
 186     governor.update();
 187     XBT_INFO("Governor just updated!");
 188   }
 189
 190   // const char* dvfs_governor = host->property("plugin/dvfs/governor");
 191
 192   XBT_INFO("I will never reach that point: daemons are killed when regular processes are done");
 193   return 0;
 194 }
 195
 196 /* **************************** Public interface *************************** */
 197 SG_BEGIN_DECL()
 198
 199 /** \ingroup SURF_plugin_load
 200  * \brief Initializes the HostDvfs plugin
 201  * \details The HostDvfs plugin provides an API to get the current load of each host.
 202  */
 203 void sg_host_dvfs_plugin_init()
 204 {
 205   if (HostDvfs::EXTENSION_ID.valid())
 206     return;
 207
 208   HostDvfs::EXTENSION_ID = simgrid::s4u::Host::extension_create<HostDvfs>();
 209
 210   sg_host_load_plugin_init();
 211
 212   simgrid::s4u::Host::onCreation.connect(&on_host_added);
 213   xbt_cfg_register_double("plugin/dvfs/sampling_rate", 0.1, nullptr,
 214                           "How often should the dvfs plugin check whether the frequency needs to be changed?");
 215 }
 216
 217 SG_END_DECL()